Recherche Avancée

Thèse soutenue

Réalisation et caractérisation de mesures quantiques non destructives en optique

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Auteur / Autrice : Jean-Philippe Poizat
Direction : Philippe Grangier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Résumé

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L’objectif d'un dispositif de mesure QND est de contrôler l'action en retour, imposée par la mécanique quantique, qui se produit sur un système soumis à une mesure. Il est, en effet, possible de rejeter cette perturbation entièrement sur l'observable complémentaire de celle mesurée, laissant cette dernière inchangée. Nous présentons ici, de manière détaillée, un ensemble de critères quantitatifs permettant d'évaluer les performances d'un dispositif mesurant l'intensité d'un faisceau lumineux. Ces critères permettent en particulier de séparer clairement des domaines classique et quantique de fonctionnement d'un tel dispositif. La première expérience réalisée utilise le couplage par effet Kerr croisé de deux faisceaux laser dans un milieu non linéaire. Ce milieu est composé d'un jet atomique de sodium placé dans une cavité optique doublement résonnante. Nous avons effectué une analyse théorique complète des propriétés de bruit quantique d'un tel système. Nous avons identifié un régime de paramètres, basé sur des effets de déplacement lumineux, pour lequel il existe un transfert efficace d'information du faisceau incident vers la voie de mesure, sans dégradation appréciable du signal. Ces prévisions théoriques ont ensuite été vérifiées dans notre expérience. Nous présentons également une deuxième expérience utilisant la détection puis la réémission de la lumière par des composants optoélectroniques à semi-conducteur. Nous montrons que lorsque les taux de conversion photon-électron pour les photodiodes et électron-photon pour les diodes électroluminescentes sont proches de l'unité, ce dispositif permet de mesurer puis de recréer les fluctuations quantiques du faisceau incident. La démonstration de principe que nous avons réalisée laisse présager des applications possibles dans le domaine des réseaux de télécommunication optique.