Infiltration of dilute vapor in an artificial Langmuir-Blodgett opal : Optical and spectroscopic studies
Infiltration d'une vapeur diluée dans une opale artificielle Langmuir-Blodgett : études optiques et spectroscopiques
Résumé
In this work, we study the optical reflection spectroscopy of a dilute cesium vapor infiltrated in artificial opals Langmuir-Blodgett. After microscopic studies of the structure of opals, we report experiments of reflection, transmission and diffraction (without atoms) performed on various opals, in order to explore the propagation of the electromagnetic field. Selective reflection experiments show that for TM polarization, the atomic signal vanishes at 45 ° and at the Brewster angle, and between these two zeros the sign of the signal is inverted. This effect has been predicted theoretically but never observed. We also report experiments of reflection spectroscopy on a vapor infiltrated in various opals and for different wavelengths. On multilayer opals, we observe sub-Doppler structures at oblique incidence. The shape of these structures depends of incidence angel, polarization and wavelength. Sub-Doppler structures have been interpreted as the signature of a three dimensional confinement (3D). Surprisingly, on a monolayer opal, we also observe a sub-Doppler signal for some oblique angles, although there is no 3D confinement.
Dans ce travail, nous nous intéressons à la spectroscopie optique par réflexion d’une vapeur diluée de césium infiltrée dans des opales artificielles Langmuir-Blodgett. Après une étude microscopique de la structure des opales, nous rapportons des expériences de réflexion, transmission et diffraction (sans atomes) effectuées sur diverses opales, dans le but d’explorer la propagation du champ lumineux dans ces milieux. En effectuant des expériences de réflexion sélective, nous observons que pour une polarisation TM, le signal atomique s’annule à 45° et à l’angle de Brewster, et
entre ces deux zéros le signe du signal est inversé. Cet effet était prédit théoriquement mais n’avait jamais été observé. Nous rapportons aussi les expériences de spectroscopie par réflexion d’une vapeur infiltrée dans diverses opales et pour différentes longueurs d’onde. Sur des opales multicouches, nous observons des spectres sub-Doppler en incidence oblique, dont la forme est sensible à l’incidence, la polarisation et la longueur d’onde. Ces spectres ont été interprétés comme une signature d’un confinement tridimensionnel. Les expériences sur une opale multizone montre que sur une opale monocouche, nous observons aussi un signal sub-Doppler où il n’y a pas de confinement tridimensionnel.
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