Façonnage d'impulsions femtosecondes dans l'ultraviolet. Factorisation de grands nombres. Contrôle cohérent de systèmes atomiques et moléculaires. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Femtosecond UV pulse shaping. Factorisation of numbers. Coherent control on atomic and molecular systems.

Façonnage d'impulsions femtosecondes dans l'ultraviolet. Factorisation de grands nombres. Contrôle cohérent de systèmes atomiques et moléculaires.

Sébastien J. Weber

Résumé

In this thesis we study the shaping and characterisation of ultrashort UV pulses. Shaped femtosecond pulses are then used in various coherent control experiments. Firstly, a shaper based on a acousto-optic interaction is described. Then its capabilities for shaping and tuning in the UV range are analyzed and experimentally tested. Finally we describe different applications using this shaper. Secondly, we use another shaper in the near-infrared to perform two types of experiments. The first one deals with factorisation of numbers using Gauss sums. This experiment use shaped pulses train to produce a Gauss sum and then to factorise different numbers. The second one deals with coherent control of atomic and molecular systems. We investigate the role of a shaped probe in a pump-probe experiment. Then a overview of the control of two photon transitions is given and the intererences between the different quantum paths are illustrated by the control of the spin-orbit precession. Finally, we use shaped pulses for the incoherent control of the vibrationnal cooling of molecules.
Cette thèse présente l'étude théorique et expérimentale de la mise en forme et de la caractérisation d'impulsions courtes dans l'ultraviolet ainsi que l'utilisation du façonnage pour le contrôle cohérent de systèmes simples. Trois grandes directions ont été suivies, dans un premier temps, nous présentons les caractéristiques et le fonctionnement d'un filtre dispersif acousto-optique programmable et son utilisation pour produire des impulsions femtosecondes de profil temporel arbitraire dans le domaine ultraviolet. Les limitations de ce dispositif ainsi que les résultats obtenus sont ensuite présentés et discutés. Dans un deuxième temps, un autre façonneur dans l'infrarouge est utilisé pour montrer comment le contrôle cohérent de paquet d'ondes atomiques, moléculaires ou optiques permet la factorisation de grands nombres par l'utilisation d'une somme de Gauss. Une étude théorique en est faite ainsi que des expériences où un nombre de 13 chiffres est factorisé. Cette technique est comparée à la factorisation quantique utilisant l'algorithme de Shor. Enfin, des schémas de contrôle, utilisant ce même façonneur, ont été mis en oeuvre avec succès sur l'atome de rubidium. Ces expériences, de type pompe-sonde, reposent sur le contrôle et la mesure de la dynamique d'un atome lors de son interaction avec une impulsion laser courte. La théorie et une expérience de contrôle du régime transitoire, que nous appelons transitoire cohérent, sont présentés. Le rôle de la sonde, dans le processus de mesure, est mis en avant et nous montrons qu'elle n'a pas un rôle limité à la mesure mais participe activement à la dynamique globale du système. Celui-ci est modélisé par une transition à deux photons sur un système à deux, trois. . . niveaux électroniques. Cette expérience nous amène à considérer l'absorption à deux photons, cas particulier des systèmes précédents. Nous en introduisons alors les bases et les expériences clés de son contrôle. Puis, la discussion nous amène au contrôle de la précession de Spin-Orbite, liée à l'excitation d'un doublet de structure fine de l'atome de rubidium. Finalement, une application du façonnage à la production de molécules froides vibrationnelles est présentée.
Fichier principal
Vignette du fichier
These_seb_100723_internet.pdf (9.56 Mo) Télécharger le fichier
Soutenance_2010-07-02.pdf (6.8 Mo) Télécharger le fichier
Format : Autre

Dates et versions

tel-00511903 , version 1 (26-08-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00511903 , version 1

Citer

Sébastien J. Weber. Façonnage d'impulsions femtosecondes dans l'ultraviolet. Factorisation de grands nombres. Contrôle cohérent de systèmes atomiques et moléculaires.. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université de Toulouse, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00511903⟩
343 Consultations
365 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More