Thèse soutenue

Etude théorique de couplages non conventionnels dans des systèmes d'optomécanique quantique

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Juan Sebastián Restrepo
Direction : Cristiano CiutiIvan Favero
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matière condensée et Interfaces
Date : Soutenance en 2014
Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

FR  |  
EN

Ces dernières années la zoologie de systèmes quantiques apprivoisés a vu l'entrée d'un nouveau membre. Dans le domaine des cavités optomécaniques on a démontré qu'il est possible d'amener des résonateurs micro et nanométriques vers leur état quantique fondamental. Ce fait est rendu possible par la capacité de ces cavités à refroidir optiquement les fluctuations browniennes des degrés de liberté mécaniques. Nous étudions des mécanismes non conventionnels de refroidissement optique dans des cavités optomécaniques. En particulier nous discutons comment les forces photothermiques (ou bolométriques) pourraient permettre d'atteindre l'état quantique fondamental d'un résonateur mécanique, et ce dans des régimes de paramètres où le refroidissement usuel par pression de radiation est limité. D'autre part la maturité expérimentale des cavités optomécaniques •Permet aujourd'hui d'explorer des régimes de couplage fort où un seul photon est suffisant pour perturber le résonateur mécanique au delà de ses fluctuations de point zéro. Suivant cette tendance nous présentons nos prédictions théoriques concernant un système qui combine l'électrodynamique quantique de cavité et l'optomécanique quantique. Nous démontrons que l'introduction d'un atome artificiel à deux niveaux dans la cavité optomécanique mène à des régimes de refroidissement et d'amplification inédits. Par ailleurs nous montrons comment la non-linéarité intrinsèque du système à deux niveaux permet d'atteindre des états non-classiques du résonateur mécanique.