Effets quantiques dans les images optiques

• Auteur / Autrice : Nicolas Treps
• Direction : Claude Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous etudions les proprietes quantiques des images optiques. Sur le plan theorique, nous nous placons dans le plan transverse du champ electromagnetique pour definir des observables les plus proches possibles de ce que mesurent les detecteurs en optique. Nous montrons alors la necessite d'une approche multimode transverse pour la description des images. Nous elaborons une methode de calcul des fluctuations en tout point du plan transverse d'un nombre quelconque de champs apres leur interaction avec un cristal non lineaire. Nous appliquons ces principes pour definir les limites de resolution dans les images optiques imposees par la mecanique quantique. Nous appliquons le cas particulier du champ bimode aux mesures de positions d'un faisceau effectuees par un detecteur a deux zones. Nous montrons alors, a la fois theoriquement et experimentalement, que le choix adequat de deux modes non classiques permet de faire des mesures de deplacement en dessous de la limite quantique standard. D'un autre cote, nous appliquons la methode de calcul des fluctuations au cas particulier du soliton spatial, systeme permettant de s'affranchir de la diffraction. On montre que, meme si elle ne modifie pas le champ moyen, la diffraction est responsable de la diffusion des proprietes quantiques, qui se retrouvent alors dans les fonctions de correlations entre deux points transverses. Finalement, nous decrivons une experience realisee avec un oscillateur parametrique optique degenere transversalement, qui permet de faire osciller pour une meme longueur de cavite un grand nombre de modes transverses. La presence d'un cristal non lineaire d'ordre deux permet de coupler les modes et d'obtenir des effets quantiques non monomodes transverses.