Résumé de la thèse
Ce travail présente les bases du développement d’une référence de fréquence optique ultrastable fondée sur le phénomène quantique de superradiance, à travers une modélisation théorique et une mise en œuvre expérimentale. Un laser superradiant résulte de l’émission collective d’un ensemble d’atomes dans une cavité optique, et il peut présenter une stabilité en fréquence largement indépendante des fluctuations de la cavité. Le système proposé dans cette thèse est constitué d’atomes d’ytterbium froids couplés à une cavité Fabry-Perot fonctionnant dans le régime de mauvaise cavité, avec une attention particulière sur les critères nécessaires pour atteindre une émission superradiante continu. Le travail expérimental s’appuie sur le schéma développé à l’Institut FEMTO-ST, visant à atteindre un fonctionnement superradiant continu grâce à un transport séquentiel d’atomes.
Il porte sur la préparation des atomes froids, la caractérisation du transport atomique, ainsi que sur le développement du schéma de repompage nécessaire pour maintenir l’inversion de population. Ces efforts sont menés en parallèle du développement d’une description théorique basée sur une équation maîtresse de Lindblad et sur des calculs numériques réalisés en collaboration avec l’Institut UTINAM afin de modéliser la dynamique atome-cavité.
Les résultats numériques décrivent le comportement du système et prédisent des paramètres clés tels que la largeur de raie et la puissance de sortie attendues. Ces développements constituent une étape fondamentale dans la réalisation du projet de laser superradiant continu et la base pour une description théorique complète.
Mots clés
métrologie temps fréquence, superradiance, atomes froids.
Texte intégral
Consulter la thèse (EN) : TEL-05603280