Absorptive optical non-linearities using Rydberg excitations in a Cavity

par Rajiv Boddeda

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Philippe Grangier.

Soutenue le 19-12-2016

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (2015-.... ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec Institut d'optique théorique et appliquée (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire Charles Fabry / Optique quantique (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-François Roch.

Le jury était composé de Philippe Grangier, Alberto Bramati.

Les rapporteurs étaient Michel Brune, Aurélien Dantan.

  • Titre traduit

    Non-linéarités absorbante optiques utilisant excitations Rydberg dans la cavité


  • Résumé

    Le contrôle des états quantiques de la lumière est une étape nécessaire pour la transmission et le traitement quantiques des informations. Un nuage d'atomes froids constitue un milieu optiquement non-linéaire très intéressant pour créer et manipuler des états photoniques. Le sujet de cette thèse est l'étude expérimentale de telles non-linéarités, induites entre des photons optiques par leur couplage avec des atomes de Rydberg. Les états de Rydberg sont des états atomiques très excités (n>30), qui permettent de créer des interactions photon-photon par l'intermédiaire de leurs interactions dipôle-dipôle à longue distance (>10µm). Nous utilisons une cavité de faible finesse pour transformer ces interactions en effets observables sur un faisceau de très faible intensité, ce qui peut permettre de produire des états non-classiques de lumière.


  • Résumé

    The control of quantum states of light is a necessary step for quantum information transportation and processing. Cold atomic memories are one of the prime candidates for storing and manipulating photonic states. This thesis is a study of optical non-linear effects created using Rydberg states. Rydberg states are highly excited states (n>30) of atoms, which are useful in realizing photon-photon interactions because of their long distance (>10µm) dipole-dipole interactions. We utilize a low finesse cavity to transform phase shifts into intensity correlations which would allow one to generate arbitrary non-classical states of light


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