Laser continu a 205 nm : application a la mesure du deplacement de lamb dans l'hydrogene

Continuous wave laser at 205 nm: application to the measurement of the lamb shift in hydrogen

• Auteur / Autrice : Sophie Bourzeix
• Direction : François Biraben
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'objet de cette these est la construction d'un dispositif experimental, et en particulier d'un laser continu, accordable a 205 nm, pour la mesure du deplacement de lamb du niveau fondamental de l'atome d'hydrogene. Le chapitre 1 du memoire presente le deplacement de lamb d'un point de vue historique, et l'interet que presente sa mesure, tant d'un point de vue metrologique que pour tester l'electrodynamique quantique. Le chapitre 2 est consacre a un resume de la theorie de l'atome d'hydrogene. Le principe de l'experience repose sur la comparaison de deux frequences qui sont dans un rapport quatre: celles des transitions a deux photons 2s-6s,d et 1s-3s,d. Le chapitre 3 decrit le dispositif experimental utilise pour mesurer la transition 2s-6s,d, qui est excitee par un laser titane-saphir a 820 nm. Le rayonnement a 205 nm necessaire a l'excitation de la transition 1s-3s,d est obtenu en doublant deux fois la frequence du laser titane-saphir. Ces deux doublages successifs sont faits dans des cristaux non lineaires places dans des cavites de surtension externes. Le chapitre 4 est entierement consacre au doublage de frequence: apres des rappels theoriques d'optique non lineaire, les deux cavites sont presentees en detail, ainsi que les resultats obtenus. Enfin, le chapitre 5 presente tout le travail de recherche d'un signal sur la transition 1s-3s,d qui n'a pas encore abouti: la construction d'un jet d'atomes dans l'etat fondamental et la mise au point du systeme de detection. Les modifications recentes du dispositif experimental ainsi que les ameliorations en cours sont presentees