Effets non linéaires et fluctuations quantiques
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où le coefficient de réflexion a été remplacé par 1. Ainsi le champ sortant est égal à la somme
du champ dans la cavité transmis par le miroir et des fluctuations du vide réfléchies par le
miroir. Utilisant les équations (23) et (24), on obtient
Ces équations montrent clairement que le champ du vide entrant a été modifié : la
quadrature 41 est amplifiée tandis que la quadrature pl est “ dé-amplifiée ” c’est-à-dire
comprimée et tend vers O pour la fréquence de bruit nulle et pour y = q, ce qui correspond au
seuil d’oscillation de la cavité. La plage de fréquence de bruit sur laquelle apparaît la
compression est de l’ordre de la largeur de la cavité. Au-delà de cette valeur, le bruit revient
au bruit quantique standard suivant une fonction lorentzienne. Le champ du vide est ainsi
comprimé par ce système. On appelle souvent l’état de sortie “ vide comprimé ”, bien que ce
champ ne soit plus vide à proprement parler [ 131.
4.1.2 Expériences
Le montage expérimental [7] employé pour produire le “ vide comprimé ” comprend un cristal
non linéaire de niobate de lithium dopé oxyde de magnésium (MgO:NiNb03) pompé par un
laser à YAG monomode doublé à 0.532 pm. Le cristal est placé dans une cavité résonante
pour le champ sub-harmonique à 1.06 pm (figure 4). L’accord de phase est réalisé pour ces
longueurs d’ondes en chauffant le cristal. Le champ sortant de la cavité est analysé à l’aide de
la détection homodyne décrite à la section 3.2, où l’oscillateur local est constitué par une
partie du fondamental du laser de pompe à 1.06 pm. Le signal de différence des photodiodes
de la détection homodyne est envoyé dans un analyseur de spectre.
Le signal observé à une fréquence de bruit fixée dépend de la phase relative de l’oscillateur
local et du champ émis par la cavité. L’expérience montre qu’il oscille autour du niveau du
bruit quantique standard en fonction de la phase de l’oscillateur local. La compression de bruit
ainsi obtenue augmente lorsque la puissance de pompe se rapproche du seuil d’oscillation de
la cavité. La réduction de bruit optimum obtenu avec ce type montage est de l’ordre de 80%
au-dessous du bruit quantique standard [ 14,151.
oscillateur, lame
local
séparatrice
L
\
photodiode
analyseur de spectre
Figure 4 : Schéma expérimental utilisant Ia génération paramétrique dans une cavité pour produire du vide
comprimé. Le vide comprimé est analysé en le recombinant avec un oscillateur local dans un détecteur
homodyne fait d’une lame séparatrice 50/50 et de deux photodétecteurs
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où le coefficient de réflexion a été remplacé par 1. Ainsi le champ sortant est égal à la somme
du champ dans la cavité transmis par le miroir et des fluctuations du vide réfléchies par le
miroir. Utilisant les équations (23) et (24), on obtient
Ces équations montrent clairement que le champ du vide entrant a été modifié : la
quadrature 41 est amplifiée tandis que la quadrature pl est “ dé-amplifiée ” c’est-à-dire
comprimée et tend vers O pour la fréquence de bruit nulle et pour y = q, ce qui correspond au
seuil d’oscillation de la cavité. La plage de fréquence de bruit sur laquelle apparaît la
compression est de l’ordre de la largeur de la cavité. Au-delà de cette valeur, le bruit revient
au bruit quantique standard suivant une fonction lorentzienne. Le champ du vide est ainsi
comprimé par ce système. On appelle souvent l’état de sortie “ vide comprimé ”, bien que ce
champ ne soit plus vide à proprement parler [ 131.
4.1.2 Expériences
Le montage expérimental [7] employé pour produire le “ vide comprimé ” comprend un cristal
non linéaire de niobate de lithium dopé oxyde de magnésium (MgO:NiNb03) pompé par un
laser à YAG monomode doublé à 0.532 pm. Le cristal est placé dans une cavité résonante
pour le champ sub-harmonique à 1.06 pm (figure 4). L’accord de phase est réalisé pour ces
longueurs d’ondes en chauffant le cristal. Le champ sortant de la cavité est analysé à l’aide de
la détection homodyne décrite à la section 3.2, où l’oscillateur local est constitué par une
partie du fondamental du laser de pompe à 1.06 pm. Le signal de différence des photodiodes
de la détection homodyne est envoyé dans un analyseur de spectre.
Le signal observé à une fréquence de bruit fixée dépend de la phase relative de l’oscillateur
local et du champ émis par la cavité. L’expérience montre qu’il oscille autour du niveau du
bruit quantique standard en fonction de la phase de l’oscillateur local. La compression de bruit
ainsi obtenue augmente lorsque la puissance de pompe se rapproche du seuil d’oscillation de
la cavité. La réduction de bruit optimum obtenu avec ce type montage est de l’ordre de 80%
au-dessous du bruit quantique standard [ 14,151.
oscillateur, lame
local
séparatrice
L
\
photodiode
analyseur de spectre
Figure 4 : Schéma expérimental utilisant Ia génération paramétrique dans une cavité pour produire du vide
comprimé. Le vide comprimé est analysé en le recombinant avec un oscillateur local dans un détecteur
homodyne fait d’une lame séparatrice 50/50 et de deux photodétecteurs