Protocols quantiques à l'aide de modes spatiaux transverses

Quantum protocols with transverse spatial modes

• Auteur / Autrice : Jean-François Morizur
• Direction : Nicolas Treps, Hans-A. Bachor
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique Quantique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Australian national university

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maxwell, Équations de

Amplificateurs optiques

Optique quantique

Résumé

Nous présentons dans cette thèse une étude des propriétés spatiales de la lumière au niveau quantique. Nous nous attachons plus particulièrement aux fluctuations quantiques des différents degrés de libertés qui caractérisent le profil spatial transverse d'un rayon lumineux, et à différentes manières de les manipuler et de les utiliser. Manipuler des fluctuations quantiques d'un profil transverse, un mode, à l'aide d'un OPA (amplificateur paramétrique optique) est un procédé bien connu, appelé squeezing. L'OPA nous permet de réduire les fluctuations quantiques d'un degré de liberté. Mais afin de générer un faisceau laser dont plusieurs modes sont squeezés, il nous faut utiliser des techniques moins conventionnelles. Nous présentons dans cette thèse des résultats expérimentaux pour trois d'entre elles. Nous montrons que la technique la plus simple, qui consiste à utiliser des OPA conventionnels et à superposer les modes produits au sein du même faisceau, est la technique la plus fiable. Les faisceaux ainsi produits contiennent plusieurs modes spatiaux squeezés. Ces modes sont cependant fixés par la méthode choisie pour créer le faisceau. Nous introduisons donc un nouvel outil, l'UPMC (Unitary Programmable Mode Converter). Ce système optique programmable est capable de réaliser n'importe quelle transformation spatiale du champs lumineux, donc de transformer les modes spatiaux squeezés en n'importe quels autres modes. Nous avons construit un tel UPMC et nous présentons dans cette thèses les résultats de nos tests. Ces résultats confirment que l'UPMC est bien capable de transférer les fluctuations quantiques d'un mode à un autre