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Dipole blockade and counting statistics in ultra-cold and Bose condensed Rydberg samples
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Optical pumping and vibrational cooling of molecules
No full textSUMMARY The methods producing cold molecules from cold atoms tend to leave molecular
ensembles with substantial residual internal energy. For instance, Cs2
molecules initially formed via photoassociation of cold Cs atoms are in several
vibrational levels, v, of the electronic ground state. Here we apply a
broadband femtosecond laser that redistributes the vibrational population in
the ground state via a few electronic excitation - spontaneous emission cycles.
The laser pulses are shaped to remove the excitation frequency band of the v =
0 level, preventing re-excitation from that state. We observe a fast and
efficient accumulation, about 70% of the initially detected molecules, in the
lowest vibrational level, v = 0, of the singlet electronic state. The validity
of this incoherent depopulation pumping method is very general and opens
exciting prospects for laser cooling and manipulation of molecules
Pompage optique et refroidissement laser de la vibration de molecules froides
No full textThis Thesis deals with different studies on the formation and detection of cold molecules. Different long range molecular states, for the Cs2 molecule, are studied by photoassociation and ionization spectroscopy. This different studies permit to improve our knowledge of cold atoms photoassociation mechanisms, created molecule in the triplet fundamental state (a 3Σu+).A non-selective detection has been developed to search mechanisms produce molecules in the singlet fundamental state with few vibration energy. With this new detection, a new formation of molecule mechanism has been founded. This one permit to efficiently produce molecule in a level distribution with very few vibration in the fundamental state (X 1Σg+).Using a shaped femtoseconde laser (broadband laser), vibrational cooling of molecules have been demonstrated, allows the formation of cold molecules without vibration. This femtoseconde laser permits to excited several vibrational levels (originally created by photoassociation) and so realise a optical pumping of molecules. The laser is shaped to remove the frequency corresponding to the transition with the level of zero vibration, and accumulate all the molecules in this only one state.This result is also simulated with a simple theoretic model. This simulation permit to extend this idea for the cooling of the rotation of the molecule.A part (summarised) show, with different published articles, the studies about the long range dipole-dipole interactions between Rydberg atoms, and the ionization process in a cold Rydberg gas.Cette thèse présente différentes études sur la formation et la détection de molécules froides. Différents états moléculaires de grandes élongations, pour la molécule Cs2, sont étudié par spectroscopie de photoassociation et d'ionisation. Ces différentes études ont permis d'affiner notre compréhension des mécanismes de photoassociation d'atomes froids formant des molécules dans l'état fondamental triplet (a 3Σu+).Une détection non sélective a été développée, pour la recherche de mécanismes de formation de molécules froides dans l'état fondamental singulet avec peu de vibration. Avec cette nouvelle détection, un nouveau mécanisme de formation de molécules par photoassociation d'atomes froids de césium a été trouvé. Celui-ci permet de former efficacement des molécules dans une distribution de niveaux avec très peu de vibration dans l'état fondamental (X 1Σg+).En utilisant un laser femtoseconde (large spectralement) façonné, un refroidissement vibrationnel des molécules a été démontré, permettant la formation de molécules froides sans vibrations. Le laser femtoseconde, permet d'exciter les nombreux niveaux vibrationnels, créés par photoassociation, il réalise ainsi un pompage optique des molécules. Le laser est façonné de manière à rendre l'état de vibration zéro, noir pour ce laser, et ainsi accumuler toutes les molécules vers ce seul état. Ce résultat est également simulé par un model théorique simple. Cette simulation permet de généraliser l'idée au refroidissement de la rotation des molécules. Une partie (résumée) présente, en s'appuyant sur les différents articles publiés, les études sur les interactions dipôle-dipôle, à grandes portées, entre atomes de Rydberg
Pompage optique et refroidissement laser de la vibration de molecules froides
No full textThis Thesis deals with different studies on the formation and detection of cold molecules. Different long range molecular states, for the Cs2 molecule, are studied by photoassociation and ionization spectroscopy. This different studies permit to improve our knowledge of cold atoms photoassociation mechanisms, created molecule in the triplet fundamental state (a 3Σu+).A non-selective detection has been developed to search mechanisms produce molecules in the singlet fundamental state with few vibration energy. With this new detection, a new formation of molecule mechanism has been founded. This one permit to efficiently produce molecule in a level distribution with very few vibration in the fundamental state (X 1Σg+).Using a shaped femtoseconde laser (broadband laser), vibrational cooling of molecules have been demonstrated, allows the formation of cold molecules without vibration. This femtoseconde laser permits to excited several vibrational levels (originally created by photoassociation) and so realise a optical pumping of molecules. The laser is shaped to remove the frequency corresponding to the transition with the level of zero vibration, and accumulate all the molecules in this only one state.This result is also simulated with a simple theoretic model. This simulation permit to extend this idea for the cooling of the rotation of the molecule.A part (summarised) show, with different published articles, the studies about the long range dipole-dipole interactions between Rydberg atoms, and the ionization process in a cold Rydberg gas.Cette thèse présente différentes études sur la formation et la détection de molécules froides. Différents états moléculaires de grandes élongations, pour la molécule Cs2, sont étudié par spectroscopie de photoassociation et d'ionisation. Ces différentes études ont permis d'affiner notre compréhension des mécanismes de photoassociation d'atomes froids formant des molécules dans l'état fondamental triplet (a 3Σu+).Une détection non sélective a été développée, pour la recherche de mécanismes de formation de molécules froides dans l'état fondamental singulet avec peu de vibration. Avec cette nouvelle détection, un nouveau mécanisme de formation de molécules par photoassociation d'atomes froids de césium a été trouvé. Celui-ci permet de former efficacement des molécules dans une distribution de niveaux avec très peu de vibration dans l'état fondamental (X 1Σg+).En utilisant un laser femtoseconde (large spectralement) façonné, un refroidissement vibrationnel des molécules a été démontré, permettant la formation de molécules froides sans vibrations. Le laser femtoseconde, permet d'exciter les nombreux niveaux vibrationnels, créés par photoassociation, il réalise ainsi un pompage optique des molécules. Le laser est façonné de manière à rendre l'état de vibration zéro, noir pour ce laser, et ainsi accumuler toutes les molécules vers ce seul état. Ce résultat est également simulé par un model théorique simple. Cette simulation permet de généraliser l'idée au refroidissement de la rotation des molécules. Une partie (résumée) présente, en s'appuyant sur les différents articles publiés, les études sur les interactions dipôle-dipôle, à grandes portées, entre atomes de Rydberg
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