Pompage optique et refroidissement laser de la vibration de molecules froides - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Optical pumping and vibrational laser cooling of cold molecules

Pompage optique et refroidissement laser de la vibration de molecules froides

Matthieu Viteau
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 849821

Résumé

This Thesis deals with different studies on the formation and detection of cold molecules. Different long range molecular states, for the Cs2 molecule, are studied by photoassociation and ionization spectroscopy. This different studies permit to improve our knowledge of cold atoms photoassociation mechanisms, created molecule in the triplet fundamental state (a 3Σu+).
A non-selective detection has been developed to search mechanisms produce molecules in the singlet fundamental state with few vibration energy. With this new detection, a new formation of molecule mechanism has been founded. This one permit to efficiently produce molecule in a level distribution with very few vibration in the fundamental state (X 1Σg+).
Using a shaped femtoseconde laser (broadband laser), vibrational cooling of molecules have been demonstrated, allows the formation of cold molecules without vibration. This femtoseconde laser permits to excited several vibrational levels (originally created by photoassociation) and so realise a optical pumping of molecules. The laser is shaped to remove the frequency corresponding to the transition with the level of zero vibration, and accumulate all the molecules in this only one state.
This result is also simulated with a simple theoretic model. This simulation permit to extend this idea for the cooling of the rotation of the molecule.

A part (summarised) show, with different published articles, the studies about the long range dipole-dipole interactions between Rydberg atoms, and the ionization process in a cold Rydberg gas.
Cette thèse présente différentes études sur la formation et la détection de molécules froides. Différents états moléculaires de grandes élongations, pour la molécule Cs2, sont étudié par spectroscopie de photoassociation et d'ionisation. Ces différentes études ont permis d'affiner notre compréhension des mécanismes de photoassociation d'atomes froids formant des molécules dans l'état fondamental triplet (a 3Σu+).
Une détection non sélective a été développée, pour la recherche de mécanismes de formation de molécules froides dans l'état fondamental singulet avec peu de vibration. Avec cette nouvelle détection, un nouveau mécanisme de formation de molécules par photoassociation d'atomes froids de césium a été trouvé. Celui-ci permet de former efficacement des molécules dans une distribution de niveaux avec très peu de vibration dans l'état fondamental (X 1Σg+).
En utilisant un laser femtoseconde (large spectralement) façonné, un refroidissement vibrationnel des molécules a été démontré, permettant la formation de molécules froides sans vibrations. Le laser femtoseconde, permet d'exciter les nombreux niveaux vibrationnels, créés par photoassociation, il réalise ainsi un pompage optique des molécules. Le laser est façonné de manière à rendre l'état de vibration zéro, noir pour ce laser, et ainsi accumuler toutes les molécules vers ce seul état.
Ce résultat est également simulé par un model théorique simple. Cette simulation permet de généraliser l'idée au refroidissement de la rotation des molécules.

Une partie (résumée) présente, en s'appuyant sur les différents articles publiés, les études sur les interactions dipôle-dipôle, à grandes portées, entre atomes de Rydberg.
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Dates et versions

tel-00367369 , version 1 (11-03-2009)
tel-00367369 , version 2 (31-03-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00367369 , version 1

Citer

Matthieu Viteau. Pompage optique et refroidissement laser de la vibration de molecules froides. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paris Sud - Paris XI, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00367369v1⟩
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