Thèse soutenue

Génération et interfaçage de lumière à photon unique et contrôle de la dynamique atomique ultra-rapide pour l’information quantique
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Auteur / Autrice : Anahit Gogyan
Direction : Stéphane GuérinYuri Malakyan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 11/10/2010
Etablissement(s) : Dijon en cotutelle avec Institute for Physical Research (Ashtarak)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot (Dijon ; .....-2012)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Leroy
Rapporteurs / Rapporteuses : Wolfgang Lange, Armen Melikyan, Hamlet Avetissian

Résumé

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Nous développons un mécanisme robuste et réaliste pour la génération de photons uniques indiscernables avec des impulsions de fréquence et de polarisation identiques. Ils sont produits à la demande à partir d'un système couplé atome- cavité double-Raman en interaction avec une séquence d'impulsions laser de pompe. Ce processus combine un rendement élevé, la capacité de produire une séquence d'impulsions de photons uniques à bande étroite avec un retard déterminé seulement par le taux de répétition de la pompe, avec la simplicité du système libre de complications comme le repompage et le déphasage de l'environnement.Nous proposons et analysons un schéma simple de conversion paramétrique de fréquence pour l'information quantique optique dans des ensembles atomiques froids. Ses propriétés remarquables sont des pertes réduites, une distorsion de la forme des impulsions minimale, ainsi que la persistance de la cohérence quantique et de l’intrication. Une conversion efficace de fréquence entre les différentes régions spectrales est montrée. Une méthode de génération d’états caractérisant des photons uniques intriqués en fréquence est discutée.Nous proposons un mécanisme robuste et simple d'excitation cohérente de molécules et d’atomes en une superposition d'états pré-sélectionnés par un train d'impulsions laser femtoseconde, combinée avec un champ de couplage à largeur de bande étroite.La théorie des battements quantiques pour la génération du rayonnement ultra-violet par mélange à quatre ondes dans des expériences pompe-sonde est développée. Les résultats sont en bon accord avec les données expérimentales observées dans la vapeur de Rb lorsque les fluctuations de phase laser sont importantes.