Atomes piégés et refroidis par laser à quelques microkelvins: un piège magnéto-optique dans une cellule de césium et quelques applications - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1992

Atomes piégés et refroidis par laser à quelques microkelvins: un piège magnéto-optique dans une cellule de césium et quelques applications

Résumé

Laser cooled and trapped atoms are the subject of this thesis : we built and studied a magneto-optical trap in a glass cell with a low pressure cesium vapor. The filling of the trap is described by a Monte-Carlo simulation on a F=0 / F'=1 transition. But a more detailed understanding of the behaviour of the trap requires that one takes into account the structure of the ground level of the transition, the new laser cooling mechanisms and density effects such as the ones originating in multiphoton scattering. In this very deep trap (the depth is up to a few Kelvin), high densities of atoms (10^10 to 10^12 atoms per cm^3), at a low temperature (5 to 100μK) are obtained. We also present a first experiment of non-linear optics on this cold sample of atoms : we observed Raman transitions between the light-shifted Zeeman sublevels of the ground state. Finally, we discuss a few possible applications of the magneto-optical trap.
Ce mémoire s'inscrit dans le domaine du piégeage et du refroidissement radiatifs. Il présente la réalisation et l'étude d'un piège magnéto-optique dans une cellule à faible pression de vapeur de césium. Le remplissage du piège est décrit par un modèle Monte-Carlo sur une transition F = 0/F' = 1. Néanmoins une compréhension plus détaillée du fonctionnement du piège fait intervenir la structure des niveaux de l'atome, les nouveaux mécanismes de refroidissement sub-Doppler, ainsi que des effets de densité liés en particulier à la diffusion multiple de photons. Le piège réalisé est très profond (jusqu'à plusieurs Kelvin de profondeur) et permet d'obtenir de fortes densités d'atomes (quelques 10^10 à 10^12 atomes par cm3) à de très basses températures (5 à 100 μK). Nous présentons également une première utilisation de ces atomes froids pour une expérience d'optique non-linéaire mettant en évidence un nouvel effet Raman entre sous-niveaux du niveau fondamental déplacés par la lumière. Nous discutons finalement quelques applications potentielles d'un tel dispositif.
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Dates et versions

tel-00011883 , version 1 (09-03-2006)

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  • HAL Id : tel-00011883 , version 1

Citer

Delphine Grison. Atomes piégés et refroidis par laser à quelques microkelvins: un piège magnéto-optique dans une cellule de césium et quelques applications. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1992. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011883⟩
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