Thèse soutenue

Lumière dans des vapeurs atomiques opaques : piégeage radiatif, laser aléatoire et vols de Lévy
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Auteur / Autrice : Quentin Baudouin
Direction : Robin Kaiser
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 17/10/2013
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut non linéaire de Nice - Institut Non Linéaire de Nice Sophia-Antipolis
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jook Walraven, Jean-Jacques Greffet, Marianne Faurobert-Scholl, Patrizia Vignolo, Daniel Estève, Philippe Adam

Résumé

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L'interaction matière-lumière dans des milieux opaques donne lieu à des phénomènes collectifs nécessitant le couplage d'équations atomiques et d'une équation de transport. Le piégeage de la lumière dans un système atomique multi-niveaux sera étudié expérimentalement dans une vapeur froide et théoriquement avec le couplage des paramètres atomiques à une équation de diffusion. Ensuite, du gain sera ajouté dans ce nuage d'atomes froids multi niveaux. Nous montrerons théoriquement qu'un seuil laser existe dans ce type de système combinant gain et diffusion et qu'expérimentalement le gain Raman associé à de la diffusion sur une raie résonante a permis l'observation d'un laser aléatoire à atomes froids. La validité de l'équation de diffusion nécessite une non redistribution en fréquence et donc des atomes suffisamment froids pour s'affranchir de l'effet Doppler. Finalement nous étudierons le transport dans une vapeur atomique chaude (20°C-180°C) opaque. L'effet Doppler invalide la loi de Beer-Lambert pour la longueur des pas des photons entre des diffusions qui suivent alors une statistique de Lévy.