Non-linéarités absorbante optiques utilisant excitations Rydberg dans la cavité

Absorptive optical non-linearities using Rydberg excitations in a Cavity

• Auteur / Autrice : Rajiv Boddeda
• Direction : Philippe Grangier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 19/12/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut d'optique Graduate school (Palaiseau, Essonne ; 1920-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry / Optique quantique
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Roch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Grangier, Alberto Bramati
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Brune, Aurélien Dantan

Mots clés

Mots clés contrôlés

États comprimés (optique)

Interactions photon-photon

Rydberg, États de

Mots clés libres

Rydberg

Interactions photon-Photon

Etats des quantiques

Rydberg

Photon-Photon interactions

Non-Classical states

Résumé

Le contrôle des états quantiques de la lumière est une étape nécessaire pour la transmission et le traitement quantiques des informations. Un nuage d'atomes froids constitue un milieu optiquement non-linéaire très intéressant pour créer et manipuler des états photoniques. Le sujet de cette thèse est l'étude expérimentale de telles non-linéarités, induites entre des photons optiques par leur couplage avec des atomes de Rydberg. Les états de Rydberg sont des états atomiques très excités (n>30), qui permettent de créer des interactions photon-photon par l'intermédiaire de leurs interactions dipôle-dipôle à longue distance (>10µm). Nous utilisons une cavité de faible finesse pour transformer ces interactions en effets observables sur un faisceau de très faible intensité, ce qui peut permettre de produire des états non-classiques de lumière.

The control of quantum states of light is a necessary step for quantum information transportation and processing. Cold atomic memories are one of the prime candidates for storing and manipulating photonic states. This thesis is a study of optical non-linear effects created using Rydberg states. Rydberg states are highly excited states (n>30) of atoms, which are useful in realizing photon-photon interactions because of their long distance (>10µm) dipole-dipole interactions. We utilize a low finesse cavity to transform phase shifts into intensity correlations which would allow one to generate arbitrary non-classical states of light