Thèse soutenue

Contrôle de Rétroaction des Etats de Spin Collectives pour l'Interférométrie Atomique
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Auteur / Autrice : Ralf Kohlhaas
Direction : Alain Aspect
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 17/01/2014
Etablissement(s) : Palaiseau, Institut d'optique théorique et appliquée
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 1998-2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Charles Fabr y / Optique atomique
Jury : Président / Présidente : Pierre Pillet
Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Landragin, Sébastien Bize, Jean-Michel Courty, Philippe Bouyer
Rapporteurs / Rapporteuses : Robin Kaiser, Ernst Rasel

Résumé

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Dans cette thèse, nous décrivons une approche jusqu’à maintenant inexplorée dans le développement des interféromètres atomiques; la rétroaction des états atomiques au cours de leur évolution. Le long de cet objectif, nous présentons des nouvelles techniques expérimentales, comme la condensation de Bose-Einstein tout-optique d’atomes de rubidium-87 à l’aide d’une cavité optique, une nouvelle technique de stabilisation de laser décalage de fréquence serrodyne et le développement de la spectroscopie par modulation de fréquence comme un outil non-destructif pour mesurer des différences de population atomique. Cette détection non destructive est combinée à la rétroaction, soit directement sur les atomes avec un rayonnement micro-onde soit sur l’oscillateur à micro-ondes. De cette manière, nous montrons que les états quantiques atomiques peuvent être protégés contre la décohérence d’un bruit collectif. Grâce à cette méthode, nous développons des protocoles de rétroaction dédiés pour améliorer les interféromètres atomiques, et démontrons expérimentalement l’un d’entre eux dans le cas d’une horloge atomique. Nous montrons que le temps d’interrogation dans les interféromètres atomiques peut être prolongé, ce qui est prometteur pour augmenter la sensibilité des senseurs atomiques.