Spectroscopie de réflexion sélective à une interface diélectrique/vapeur de césium : Observation de l'attraction Van der Waals de surface

Selective reflection spectroscopy at a dielectric/cs vapour interface : Observation of the surface Van der Waals interaction

• Auteur / Autrice : Martine Chevrollier
• Direction : Daniel Bloch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie infrarouge

Césium

Spectroscopie laser

Forces de Van der Waals

Résumé

Nous rapportons ici la première observation optique de l'interaction de surface de type Van der Waals (VW) entre un diélectrique et une vapeur d'atomes dans des états excités de courte durée de vie. Nous présentons tout d'abord les principes et une théorie générale de la réflexion sélective (sr), technique spectroscopique linéaire dans laquelle on mesure la variation résonnante de la réflectivité a l'interface entre un milieu transparent et une vapeur atomique: on sonde ainsi le voisinage de la paroi. Nous montrons qu'une modulation de fréquence (fm) judicieuse permet, en incidence normale, d'éliminer l'élargissement doppler: la réponse alors détectée est celle des atomes qui interagissent le plus longtemps avec la surface. Le développement de la théorie de la sr est poursuivi pour des atomes en interaction avec la surface puis plus particulièrement pour le terme VW en spécifiant une fréquence de résonance inversement proportionnelle au cube de la distance à la surface. Nous présentons ensuite les expériences, qui consistent à comparer des spectres de sr-fm à des spectres d'absorption saturée en volume enregistrés simultanément. Elles ont été réalisées principalement à l'interface entre une fenêtre de saphir et une vapeur de césium excitée par laser sur la première ou la deuxième résonance (852 et 455 nm). On observe des effets (déplacements de fréquence, vers le rouge comme attendu d'un potentiel attractif, distorsion des formes de raies) sensibles sur la première résonance et beaucoup plus marques encore sur la seconde. L'interprétation des spectres dans le cadre du modèle théorique pour VW est très cohérente (déplacements et élargissements variant linéairement avec la pression mais force VW restant constante, etc. . . ) et démontre la grande sensibilité de la sr-fm aux effets de surface à longue portée