Une nouvelle source laser à état solide pour les atomes de lithium et pertes à trois corps dans le gaz de Bose unitaire

• Main Author: Eismann, Ulrich
• Language: ENG
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2012
• Subjects: [PHYS:COND:GAS] Physics/Condensed Matter/Quantum Gases; [PHYS:PHYS:PHYS_ATOM-PH] Physics/Physics/Atomic Physics; [PHYS:PHYS:PHYS_OPTICS] Physics/Physics/Optics; Refroidissement d'atomes par laser; Lasers à état solide pompés par diode; Doublage de fréquence; Gaz de Bose unitaire; Pertes à trois corps; Thermodynamique
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00702865; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/70/28/65/PDF/Thesis_Ulrich_Eismann.pdf

Dans cette thèse, nous présentons des nouvelles techniques et leur application dans l'étude des gaz d'atomes de lithium ultrafroids. Dans la première partie de cette thèse, nous présentons le développement d'une nouvelle source laser de faible largeur spectrale, capable d'émettre 840mW de puissance dans la gamme des longeurs d'ondes des raies D du lithium atomique à 671nm. La source est basée sur un laser en anneau pompé par diode, capable de produire 1.3W de lumière à 1342nm monomode. Le faisceau de sortie est ensuite doublé en fréquence dans un cristal de phosphate de potassium titanyl (ppKTP) périodiquement polarisé dans une cavité externe. Nous obtenons un rendement du doublage de 86%. Une accordabilité de la fréquence de sortie sur plus de 400GHz et le verrouillage de l'ensemble des cavités par rapport aux raies du lithium sont accomplis. Nous avons mesuré la largeur de raie d'émission à 200+-400kHz. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous employons la source sur un dispositif expérimental pour refroidir et piéger des atomes de lithium. Nous réalisons des echantillons du gaz de Bose unitaire à température finie au voisinage d'une résonance de Fano-Feshbach. Nous présentons des mesures du taux de pertes à trois corps en fonction de la température. Les pertes mésurées atteignent la valeur limite imposée par la mécanique quantique sans aucun paramètre ajustable. Cette mesure permet l'introduction d'un critère de quasi-équilibre. Dans ce régime, en utilisant une technique basée sur l'imagerie in-situ développée dans notre groupe, nous fournissons une première mesure de l'équation d'état du gaz de Bose unitaire à basse fugacité.