Experimental apparatus realisation for atoms detection on opto-atom chip and theoretical investigation of an optical microcavity.
Réalisation d'un dispositif expérimental pour la détection d'atomes sur une puce opto-atomique et étude d'une micro-cavité optique.
Résumé
This thesis presents the realisation of an experimental apparatus for atom detection with an optical micro cavity on atom chip. The atom chip is a substrate where wires and the micro cavity are fabricated with lithographic techniques. This chip will allow to trap, manipulate and transport atoms aided with magnetic potentials generated by currents in these wires. The atom chip which is developed will allow transporting atoms toward the optical cavity where they can be in strongly interact with the cavity light field. The resonator is an optical waveguide with mirrors deposited at the both ends. A trench is made in the waveguide to let atoms interact with electromagnetic field. This manuscript presents the fabrication and the characterisation of such a cavity. A theoretical investigation estimates the cavity finesse and the figure of merit of the atom-cavity system. Calculations show that in certain cases, single atom detection, is possible.
Cette thèse présente la réalisation d'un dispositif expérimental pour la détection d'atomes, sur une puce atomique, avec une micro-cavité optique. La puce atomique est un substrat sur lequel des fils et la cavité optique sont fabriqué par des techniques de lithographie. La puce permet de piéger, de manipuler et de transporter des atomes grâce aux potentiels magnétiques générés par les courants électriques qui traversent ces fils. La puce permettra à terme de transporter les atomes vers la microcavité optique où ils peuvent être en interaction forte avec la lumière de la cavité. Le résonateur est construit à partir d'un guide d'onde sur lequel des miroirs sont déposés aux extrémités. Une tranchée est creusée dans le guide d'onde pour que les atomes puissent interagir avec le champ électromagnétique. Ce manuscrit présente la fabrication et la caractérisation d'une telle cavité. Une étude théorique du résonateur a permis d'estimer la finesse et la figure de mérite du système atome-cavité. Les calculs montrent que la microcavité peut permettre dans certains cas de détecter des atomes uniques.
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