Atomes froids dans des reseaux optiques quelques facettes surprenantes d'un systeme modele

par CECILE MENNERAT ROBILLIARD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gilbert Grynberg.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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Résumé

Cette these est consacree a l'etude experimentale d'atomes pieges et refroidis dans plusieurs types de structures lumineuses. Nous avons utilise pour caracteriser 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 temperature et la diffusion spatiale des atomes ainsi que sur leur mouvement dans les puits de potentiel. Nous avons d'abord etudie la dynamique d'atomes de cesium dans des reseaux optiques tridimensionnels brillants en presence d'un champ magnetique, et nous avons en particulier montre que les reseaux optiques fonctionnant en regime sautant donnent lieu a un refroidissement et un piegeage efficaces, et qu'un mecanisme de retrecissement par le mouvement y conduit a des raies vibrationnelles etroites sur les spectres de transmission pompe-sonde. Avec des atomes de cesium, nous avons egalement cree et caracterise un reseau optique tri-dimensionnel brillant obtenu avec seulement deux faisceaux laser grace a l'effet talbot, puis un milieu aleatoire engendre a partir d'un champ de tavelures. Enfin, nous avons etudie un moteur brownien pour des atomes de 8 7rb dans un reseau gris asymetrique. Les resultats de l'etude experimentale sont en bon accord qualitatif avec des simulations numeriques monte-carlo semi-classiques.

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