Étude des corrélations d'intensité dans la lumière diffusée par un gaz d'atomes froids - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Study of intensity correlations in the light scattered by a gas of cold atoms

Étude des corrélations d'intensité dans la lumière diffusée par un gaz d'atomes froids

Pierre Lassegues
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1248940
  • IdRef : 26927992X

Résumé

This manuscript presents the work on the study of the coherence of light carried out duringmy thesis using an experimental system based on cold atom technology. The specificity of our group is to study, detect and characterize cooperative behavior, either classical orquantum, in the light matter interaction. To do so, laser beams illuminate a cold atomic cloud and we collect the scattered light to study its properties. Our experiment benefits from a setup that allows us to observe at the same time the temporal first-order correlation function g(1)(τ ) and the temporal second-order correlation function g(2)(τ ) (also known asthe intensity correlation function). For spatially-coherent polarized chaotic light, g(2)(τ )is related to the modulus of g(1)(τ ) as follows: g(1)(τ ) = 1 + |g(1)(τ )|2. This equation is commonly called the Siegert relation. Research have already been done in our group forlow saturation limit in simple and multiple scattering regime that validate this relation.We are now studying strong saturation regime for clouds of different optical depths. Thefirst step is the characterization of temporal coherence in the saturated regime in single scattering, opening the way to the study in the multiple scattering regime. Detailed in this manuscript are the experimental calibrations and identifcation of the sources ofun certainty allowing us the experimental validation of the Siegert relation in saturated regime.
Ce manuscrit présente les travaux d'étude de la cohérence de la lumière réalisés durant ma thèse à l'aide d'un système expérimental basé sur la technologie des atomes froids. La spécificité de notre groupe est l'étude et la caractérisation des comportement collectifs,classiques ou quantiques, dans l'interaction lumière matière. Dans ce but, Nous illuminons un nuage d'atomes froids à l'aide d'un faisceau laser afin d'observer au même instant les fonctions de corrélations temporelles d'ordre un g(1)(τ ) et d'ordre deux g(2)(τ ) (aussi connue sous le nom de fonction de corrélation de l'intensité). Pour une lumière chaotique polarisée et cohérente spatialement, g(2)(τ ) et relié au module de g(1)(τ ) via la formule g(1)(τ ) = 1 + |g(1)(τ )|2. Cette équation est communément appelée la relation de Siegert.Nous avons dans notre groupe effectué des études à basse saturation dans les régimes de diffusion simple et multiple. Nous nous concentrons dans ce travail à l'étude de la lumière diffusée à haut paramètre de saturation, pour différentes épaisseurs optiques. La première étape étant la caractérisation de la cohérence temporelle en régime saturée en diffusion simple, ouvrant la voie vers l'étude en régime de diffusion multiple. Sont détaillés dans ce manuscrit les étalonnages expérimentaux et identification des sources d'incertitude nous permettant la validation expérimentale de la relation de Siegert en régime saturé.Cette étude a permis identifier, pour un nuage d'atome macroscopique, la transition entre un régime de diffusion où les mécanismes de perte de cohérence de la lumière sont d'origine thermique à un régime ou ceux-ci proviennent de l'émission spontanée.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04075987 , version 1 (20-04-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04075987 , version 1

Citer

Pierre Lassegues. Étude des corrélations d'intensité dans la lumière diffusée par un gaz d'atomes froids. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Côte d'Azur, 2023. Français. ⟨NNT : 2023COAZ4014⟩. ⟨tel-04075987⟩
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