Production et étude de lasers à atomes guidés, et de leur interaction avec des défauts contrôlés
Antoine Couvert (LKB)

Infos Complémentaires

salle 236 au 29 rue d’Ulm.

mercredi 21 octobre à 11h

Résumé :

Dans ce mémoire de thèse, nous présentons d’une part un nouveau dispositif expérimental permettant l’obtention de condensats de Bose-Einstein de rubidium dans un piège dipolaire croisé, et d’autre part des expériences de production et de manipulation de lasers à atomes guidés optiquement à partir de ces condensats. Le potentiel optique utilisé pour piéger les atomes est indépendant du sous-niveau de l’état fondamental dans lequel ils se trouvent. Nous mettons à profit cette particularité pour contrôler leur état interne par une méthode de distillation du spin en appliquant des gradients de champ magnétique pendant la phase d’évaporation. Nous exposons ensuite deux nouvelles méthodes pour produire des lasers à atomes guidés à partir de ces condensats, l’une optique, l’autre magnétique, basées sur le déversement progressif des atomes hors du piège croisé où ils sont préparés dans un guide optique. Nous caractérisons le degré d’occupation des modes transverses du guide pour les lasers à atomes produits, ainsi que la qualité du découplage en termes d’entropie créée, grâce à une analyse thermodynamique. Enfin, nous montrons des résultats préliminaires concernant l’interaction de ces lasers à atomes avec un défaut du potentiel de guidage, créé par l’ajout d’un potentiel dipolaire de forme et de position contrôlée. Une analyse de cette interaction est proposée sous la forme d’une théorie de la diffusion quantique en espace confiné.

Abstract :

In this thesis, we expose a new experimental setup designed to produce rubidium Bose-Einstein condensates in a crossed dipole trap, and experiments dealing with the production and manipulation of optically guided atom lasers from these condensates. The optical potential used to trap the atoms is independent of the ground-state sublevel they are in. We use this peculiarity to control their internal state with a spin-distillation technique, by applying magnetic-field gradients during the evaporation sequence. We present two new schemes to produce guided atom lasers based on the progressive spilling of the atoms out of the crossed trap and into an optical guide. We characterize the degree of occupation of the transverse modes of the guide for the atom lasers produced, together with the quality of the outcoupling, thanks to a thermodynamical analysis. Finally we show preliminary results concerning the interaction of these guided atom lasers with a defect of the guiding potential, created by the adjunction of a dipole potential whose shape and position is controlled. An analysis of this interaction is proposed, by means of a quantum scattering theory in confined space.

salle 236 au 29 rue d’Ulm.