Atomes froids dans des réseaux optiques - Quelques facettes surprenantes d'un système modèle

Abstract

This thesis is devoted to the experimental study of atoms trapped and cooled in several types of optical structures. In order to characterise these media, we used different techniques such as time-of-flight techniques, direct imaging of the atomiccloud and pump-probe spectroscopy. We thus obtained information about kinetic temperature, spatial diffusion of atoms and atomic motion in the optical potential wells.We first studied the dynamics of cesium atoms in three-dimensional bright optical lattices when a magnetic field is applied. In particular, we showed that optical lattices operating in the jumping regime do provide good trapping and cooling efficiencies and that a motionnal narrowing effect gives birth to narrowvibrational sidebands on pump-probe transmission spectra. Still with cesium atoms, we created and characterised a three-dimensional bright optical lattice obtained with only two laser beams through the Talbot effect, and also a random mediumgenerated by a speckle field.We endly studied a ``brownian motor'' for $^(87)$Rb atoms in a grey asymmetric potential. The results of the experimental study are in good qualitative agreement with semi-classical Monte-Carlo numerical simulations.Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale d'atomes piégéset refroidis dans plusieurs types de structures lumineuses. Nous avons utilisé pour caractériser ces milieux des techniques de temps de vol, d'imagerie directe du nuage atomique et de spectroscopie pompe-sonde, afin d'obtenir des informations sur la température et la diffusion spatiale des atomes ainsi que sur leur mouvement dans les puits de potentiel.Nous avons d'abord étudié la dynamique d'atomes de césium dans desréseaux optiques tri-dimensionnels brillants en présence d'un champmagnétique, et nous avons en particulier montré que les réseaux optiques fonctionnant en régime sautant donnent lieu à un refroidissement et un piégeage efficaces, et qu'un mécanisme de rétrécissement par le mouvement y conduit à des raies vibrationnelles étroites sur les spectres de transmission pompe-sonde. Avec des atomes de césium, nous avons également créé etcaractérisé un réseau optique tri-dimensionnel brillant obtenu avecseulement deux faisceaux laser grâce à l'effet Talbot, puis un milieu aléatoire engendré à partir d'un champ de tavelures.Enfin, nous avons étudié un ``moteur brownien'' pour des atomes de $^(87)$Rb dans un réseau gris asymétrique. Les résultats de l'étudeexpérimentale sont en bon accord qualitatif avec des simulations numériques Monte-Carlo semi-classiques

Similar works

Full text

thumbnail-image
oai:HAL:tel-00006734v1Last time updated on 11/8/2016

This paper was published in Thèses en Ligne.

Having an issue?

Is data on this page outdated, violates copyrights or anything else? Report the problem now and we will take corresponding actions after reviewing your request.