Holographie dynamique pour les atomes froids : modes de Laguerre-Gauss et leurs variantes
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis deals with shaping lasers by holography in order to create dipolar potentials for cold atoms. These experiments described in the manuscript use a spatial light modulator to shape the laser beam by modifying his phase. With this device, it is possible to produce hollow beams which are beams containing a dark center. When they are blue-detuned, hollow beams are really interesting to trap cold atoms because, in that case, atoms are attracted to dark regions and so losses due to spontaneous emission are negligible. We have generated quasi Laguerre-Gaussian beams in which we have guided cold atoms. One of the advantages of these beams is that the holograms to produce them are analytical. It is a helical phase hologram. Some quantitative results are obtained and compared to a model which calculates the capture efficiency. In the second part of this work, we are interested in the modification of the helical hologram to produce other kinds of hollow beams. In order to choose which phase to apply on the SLM, we have developed a model to know the beam characteristics when it propagates. This model is based on the beam decomposition of the electric field over Laguerre-Gauss basis LGpl. We have produced a hole in the ring of Laguerre-Gaussian beams and also cross which becomes polygonal when it propagates. These potentials can be applied for new experiment in particular in the study of chaotic systems.
Abstract FR:
Cette thèse porte sur le façonnage de lasers par holographie en vue de créer des potentiels dipolaires pour les atomes froids. Le dispositif expérimental utilisé pour façonner le laser et modifier sa phase est un modulateur spatial de lumière (SLM). Grâce à ce SLM, il est possible de fabriquer des faisceaux dont le centre est noir, appelés faisceaux creux. Ces derniers sont de bons candidats pour piéger des atomes froids lorsqu’ils sont utilisés avec un laser désaccordé vers le bleu. Les atomes sont alors attirés vers le centre noir du faisceau ce qui limite les pertes d’atomes par émission spontanée. Nous avons ainsi généré des modes de Laguerre-Gauss LG0l quasi-purs dans lesquels nous avons guidé des atomes froids. L’avantage de ces modes est que l’hologramme permettant de les produire, une hélice de phase, est analytique. Des résultats quantitatifs sur l’efficacité du guidage d’atomes dans ces modes ont été obtenus et comparés à un modèle calculant l’efficacité de capture. Dans la seconde partie de ce travail, nous nous sommes intéressés à modifier l’hologramme en hélice analytiquement pour générer d’autres faisceaux creux. Afin de savoir quelle phase appliquer sur le SLM, nous avons développé un modèle pour connaître les caractéristiques du faisceau fabriqué en tout point de l’axe de propagation. Ce modèle est basé sur la décomposition du champ sur la base des modes de Laguerre-Gauss LGpl. Nous avons ainsi généré une ouverture dans la circonférence des Laguerre-Gauss et fabriqué des croix se transformant en polygones au cours de leur propagation. Ces potentiels permettent d’envisager de nouvelles expériences dont l’étude des systèmes chaotiques.