Towards strong coupling of strontium to a miniature ring cavity
| Autor: | Pöpplau, Torben |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Laboratoire Kastler Brossel (LKB (Lhomond)), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Stiftung der Deutschen Wirtschaft (SDW), EQUEMI - Entanglement and Quantum Engineering with optical Microcavities, Sorbonne Université, Laboratoire Kastler Brossel de l’École Normale Supérieure, Jakob Reichel, European Project: 671133,H2020,ERC-2014-ADG,EQUEMI(2015) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
Micro-resonator
Ring cavity Micro-résonateur Optical resonators Résonateurs optiques Électrodynamique quantique en cavité CQED Cavity quantum electrodynamics Cavity QED Micro-usinage laser Atomes froids Optical resonator [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph] Électrodynamique quantique en cavité Micro-usinage Ablation CO2 Micro resonator Cold atoms Cavité en anneau Micro fabrication |
| Zdroj: | Quantum Physics [quant-ph]. Sorbonne Université; Laboratoire Kastler Brossel de l’École Normale Supérieure, 2019. English Quantum Physics [quant-ph]. Sorbonne Université, 2019. English. ⟨NNT : 2019SORUS463⟩ |
| Popis: | The exploration of entangled states with large atom numbers and their application represents one of the most dynamic fields of research of contemporary atomic, molecular, and optical physics. Many different experimental techniques have emerged over the past decades to study entangled system. Cold atoms trapped in vacuum have proven to be a powerful venue for the manipulation of such systems. Among the plethora of different experimental platforms, the field of cavity quantum electrodynamics (cQED) provides versatile tools to engineer long-range interactions as well as the possibility to perform tomography of atomic quantum states via non-destructive measurements. More specifically, this thesis reports on the conception and construction of a new ultracold alkaline-earth atom experiment for the fast and reliable loading of a miniaturized cavity. For this purpose, a compact vacuum system including an efficient atomic beam source were designed and set up. The key feature ofthis new apparatus will be the integration of an optical ring resonator, which enables the generation of entangled atomic states via atom-light interactions and nondestructive detection of the atomic state. In addition to the set-up of the new experiment, a prototype of the final ring cavity was studied, demonstrating the shortest open ring cavity to date. Besides its compactness, the cavity compensates for the intrinsic astigmatism of ring cavities. For this purpose, an elliptical mirror structure has been fabricated on a fiber tip using a focused CO2-laser.; L’étude expérimentale d’états intriqués avec un grand nombre d’atomes et de leurs applications constitue l’un des domaines les plus dynamiques de la physique atomique, moléculaire et optique moderne. De nombreuses techniques expérimentales ont émergé au cours des dernières décennies pour étudier des systèmes intriqués. Des atomes froids piégés dans le vide se sont avérés être une technique puissante pour la manipulation de ces systèmes. Parmi la grande variété de dispositifs expérimentaux dans le domaine des atomes froids, le champ de l’électrodynamique quantique en cavité (cQED) permet de produire et contrôler des interactions à longue portée, ainsi que de tomographier des états quantiques via des mesures non-destructives. Cette thèse rend compte de la conception et de la construction d’un nouveau dispositif expérimental d’atomes froids permettant le refroidissement optique du strontium pour le chargement rapide et fiable d’une cavité miniaturisée. Dans ce but, un système à vide compact comprenant une source d’un jet atomique efficace a été conçu et mis en place. La caractéristique principale de cette nouvelle expérience sera l’intégration d’une cavité en anneau qui permet d’intriquer des ensembles atomiques. Outre le montage de la nouvelle expérience, un prototype d’une nouvelle génération de résonateurs en anneau a été conçu et étudié expérimentalement au cours de cette thèse. C’est la cavité en anneau la plus compacte et courte à ce jour. En outre, afin de compenser l’astigmatisme intrinsèque des cavités en anneau, une structure de miroir elliptique a été fabriquée sur une pointe de fibre, à l’aide une procédure d’usinage par tirs multiples d’un laser CO2 focalisé. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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