Transparence induite et LSM

Hugues de Chatellus

1er octobre 2007

Principe :

…

Absorption des photons du faisceau laser

Emission spontanée

Plus d’absorption transparence induite

Laser

Axe de quantification

Vapeur atomique

mJ = -1/2 mJ = +1/2

mJ = -1/2 mJ = +1/2 mJ = -1/2 mJ = +1/2

mJ = -1/2 mJ = +1/2

Accumulation sur le sous-niveau mJ=+1/2

•Analogie avec le pompage optique

Laser

Axe de quantification

Vapeur atomique

• Rôle de l’axe de quantification

mJ = -1/2

mJ = -1/2 mJ = +1/2

mJ = +1/2

Il y a toujours transparence, mais Pas d’accumulation sur un des sous-niveaux mJ

Accumulation sur une C. L. des états |mJ=-1/2> et |mJ=+1/2>

mJ = C.L.(mJ)

Système en

E3

E2

E1

L’atome est pompé dans un état sombre |NC> qui n’absorbe plus « Electromagnetically induced transparency »

Changement de base :

Ralentissement de la lumière (I)

Sans champ de couplage

Avec champ de couplage

E3

E2

E1

sondecouplage

Vitesse de phase, vitesse de groupe :

Ralentissement de la lumière (II)E3

E2

E1

sonde

couplage

Influence de l’élargissement Doppler :

Interprétation : polariton d’état sombre

Démonstration : Philips et al., PRL (2001)

« Lumière lente »

Optique non-linéaire

Intrication et communications quantiques

Limite du stockage

Largeur de la zone de transparence limitée (10-100 kHz) temps stockage x largeur spectrale ~5

Augmenter le nombre d’atomes : Eviter les fuites : couvrir un spectre aussi large que possible

Stockage sur canaux parallèles

Transparence induite par un laser multimode

Chaque mode laser induit la transparence pour une certaine classe de vitesse.

Transparence et laser sans mode ?

Que se passe t’il avec un spectre continu ?

Expériences :•Observer la transparence•Etudier la largeur de la courbe de résonance•Comparaison avec un laser multimode

Perspectives :•Caractérisation LSM•Etudier le ralentissement de la lumière en spectre continu et large•Utiliser le LSM comme laser de couplage ?

Spectre discret :

Champ magnétique

Spectre continu :

Champ magnétique

Maintien de la transparence ?

LSM (D1) Cellule Na

(~60°C)

Boîte en µ-métal

Bobines de Helmholtz

B

PMT