Contrôle par Laser Femtoseconde du Refroidissement de la Ro-Vibration

par Adrien Devolder

Projet de thèse en Milieux dilués et optique fondamentale

Sous la direction de Olivier Dulieu.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Ondes et Matière , en partenariat avec Laboratoire Aimé Cotton (laboratoire) , Matière froide corrélée (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Nous proposons d'utiliser différentes techniques de controle quantique pour optimiser le refroidissement laser de molécules chaudes rovibrationnellement en phase gazeuse et d'établir leurs limites physiques, que ça soit en terme de durée et d'efficacité. Suivant une stratégie standard de refroidissement, nous planifions d'abord d'optimiser un processus en deux étapes qui consiste en un pompage optique de l'état électronique fondamental par un laser et en laissant se relaxer la population de l'état électronique excité par émission spontanée. La technique du contrôle optimal sera utilisée pour atteindre les états excités qui vont se relaxer préférentiellement vers l'état fondamental rovibronique. Simultanément, nous explorerons une autre stratégie de contrôle basée sur la purification d'un échantillon quantique en piégeant les molécules dans une résonance de largeur nulle de photodissociation. Un challenge sera de proposer une séquence d'impulsions optimales aux groupes expérimentaux dans le cadre de leur implémentation expérimental. Notre étude théorique systématique tiendra compte des imperfections et des contraintes des appareils expérimentaux.

  • Titre traduit

    Control of internal cooling of molecules with femtosecond lasers


  • Résumé

    We propose to use different techniques of quantum control to optimize the laser cooling of ro-vibrationnally hot molecules in gas phase and to establish its physical limits, both in terms of duration and efficiency. Following a standard cooling strategy, we first plan to optimize a two-step process which consists in pumping the ground electronic state population by a laser field and letting relax the excited electronic state population by spontaneous emission. Optimal control techniques will be used to reach the best target excited state leading to a complete relaxation in the ground state. Simultaneously, we will explore another strategy of control based on the quantum purification of a sample by trapping the molecules in zero-width resonances of photodissociation. A challenge will be to propose the optimal pulse sequences to experimental groups in view of their experimental implementations. Our systematic theoretical investigation will account for imperfections and constraints of the experimental setup.