Réduction du bruit de polarisation et intrication quantique en variables continues avec un nuage d'atomes froids - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2003

Polarization squeezing and continous variable entanglement with cold atoms

Réduction du bruit de polarisation et intrication quantique en variables continues avec un nuage d'atomes froids

Vincent Josse

Abstract

We have studied the quantum fluctuations of the electromagnetic field after the interaction with cold atoms placed inside an optical cavity. Near the resonance, the atomic ensemble behaves as a non linear medium an account of the saturation of the optical transition. When the incoming light is linearly polarized, the saturation is responsible for a Kerr effect on the mean field and a crossed Kerr effect on the vacuum orthogonal mode. Both effects modify the quantum fluctuations of the light. At the output of the cavity, we observed squeezing on both the mean field mode and the orthogonal vacuum mode.
First, we interpreted the vacuum squeezing in terms of polarization squeezing. The fluctuations of the polarization have been characterized by measuring the quantum Stokes parameters.
Then we studied the quantum correlations produced by the system. These correlations have been estimated using a recent non-separability criterion for continous variables. We demonstrated that the modes polarized at °45° (with respect to the mean field) are quadrature entangled. Last, we mapped these quantum correlations onto the fluctuations of the Stokes parameters associated with two spatially separated beams and achieved polarization entanglement.
Nous avons étudié les fluctuations quantiques du champ électromagnétique ayant interagi avec un nuage d'atomes froids placé à l'intérieur d'une cavité optique. Proche de résonance, le milieu atomique se comporte comme un milieu non-linéaire en raison de la saturation de la transition optique. Lorsque le faisceau incident est polarisé linéairement, cette saturation se traduit par un effet de type Kerr sur le champ moyen et de type Kerr-croisé sur le mode vide orthogonal. Ces effets non-linéaires modifient les fluctuations de ces modes du champs. Nous avons alors pu observer la réduction du bruit sous la limite quantique standard sur ces deux modes.
Nous avons interprété la réduction de bruit sur le mode vide orthogonal en terme de réduction du bruit de polarisation du faisceau. Les fluctuations de polarisation ont été caractérisées par la mesure des fluctuations des paramètres de Stokes.
Par ailleurs, nous avons étudié les corrélations quantiques produites par le système. Ces corrélations ont été estimées à l'aide d'un critère de nonséparabilité, valable pour les variables continues. Nous avons alors montré que les modes polarisés à °45° (par rapport au champ moyen) sont intriqués en quadrature. Cette intrication a ensuite été utilisée pour produire deux faisceaux intriqués en polarisation.
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Dates and versions

tel-00004876 , version 1 (19-02-2004)

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  • HAL Id : tel-00004876 , version 1

Cite

Vincent Josse. Réduction du bruit de polarisation et intrication quantique en variables continues avec un nuage d'atomes froids. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00004876⟩
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