Dissertations / Theses: 'Transition à deux photons'

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Véniard, Valérie. "Transitions à un et deux photons dans le spectre continu du potentiel coulombien." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066152.

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Abstract:

Calcul par la théorie des perturbations à l'ordre le plus bas par rapport au rayonnement électromagnétique, en traitant exactement le potentiel coulombien, avec une approche non relativiste pour décrire l'électron et l'approximation dipolaire pour l'interaction électron-champ électromagnétique. Cas des transitions à 1 photon dans l'espace des impulsions. Pour les transitions à 2 photons, sommation infinie sur les états intermédiaires au moyen de la fonction de green coulombienne. Analyse de plusieurs cas limites.

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Houssin, Marie. "Observation d'une transition a deux photons de l'ion mercure confine dans une trappe radiofrequence : stabilisation du laser d'excitation." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066247.

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Abstract:

L'etude de la transition a deux photons entre le niveau fondamental et le premier etat excite, metastable, de l'ion mercure piege dans une trappe radiofrequence presente un double interet. Outre l'utilisation metrologique de cette raie a cause de sa faible largeur, elle permet une meilleure connaissance des proprietes energetiques de la particule. Afin de les interroger, les ions sont confines dans une trappe de paul. En superposant des champs electriques continu et sinusoidal bien choisis, on cree au centre de la trappe un puits de potentiel ou 5 millions d'ions sont pieges. L'excitation de la transition est obtenue a l'aide d'un laser a colorant, dont les performances spectrales doivent etre tres bonnes. C'est pourquoi la frequence du laser est asservie sur un mode resonnant d'une cavite fabry perot stable a court et moyen terme et de grande finesse. L'electronique est tres rapide. Pour le long terme, la longueur de la cavite est asservie sur une transition hyperfine de l'iode, resolue par une technique d'absorption saturee heterodyne. Le laser reste plusieurs heures sur le meme mode et son jitter est reduit a moins de 4 hkz. L'interrogation des ions se fait par une technique de double resonance. Les ions sont eclaires par une lampe au mercure et on detecte la fluorescence qu'ils reemettent a 194 nm. Quand la transition a deux photons est resonnante on observe un trou dans cette fluorescence. L'etude theorique de la transition prevoit un profil dissymetrique d'une largeur de quelques khz, decale vers le rouge. La largeur a mi-hauteur de ce signal convolue avec le profil laser permet de determiner la temperature des ions mercure confines

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Chopinaud, Aurélien. "Atomes et vortex optiques : conversion de moments orbitaux de lumière en utilisant la transition à deux photons 5S-5D du rubidium." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS155/document.

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Abstract:

Le moment orbital angulaire (OAM) de la lumière est une grandeur quantifiée associée à la phase d’un vortex optique et est actuellement une des variables explorées pour les technologies quantiques.Dans ce contexte, cette thèse étudie expérimentalement la conversion de vortex optiques par une vapeur de rubidium, via la transition Raman stimulée à deux photons 5S₁/₂ − 5D₅/₂. Quand les atomes sont soumis à deux lasers respectivement à 780 nm et 776 nm, ils génèrent des rayonnements cohérents, infrarouge à 5,23 μm et bleu à 420 nm. On examine le rayonnement bleu lorsque l’un des lasers ou les deux sont des vortex, en particulier des modes de Laguerre-Gauss. Dans une première partie nous montrons que si l’OAM est porté par le laser à 776 nm, alors le rayonnement bleu émis porte un OAM qui respecte l’accord de phase azimutale et de phase de Gouy. Nous montrons aussi que la conversion est efficace sur une grande plage d’OAM allant de -50 à +50, que l’efficacité est gouvernée par le produit des intensités des lasers incidents et que le rayonnement bleu se comporte comme un mode de Laguerre-Gauss pur. Dans une deuxième partie nous montrons qu’il est possible de convertir une superposition de vortex ou une paire de vortex coaxiaux et que l’OAM du rayonnement bleu émis obéit à la règle de somme des OAM incidents. Pour les cas étudiés, nous proposons un modèle de mélange à quatre ondes qui établit les règles de sélection du processus de conversion d’OAM. Ce travail ouvre la voie vers la conversion d’OAM utilisant des transitions vers des niveaux atomiques plus élevés The orbital angular momentum of light (OAM) is a quantized quantity arising from the azimuthal phase carried by optical vortices and is well-known for quantum technology applications. Its set of values is theoretically infinite.In this context this thesis experimentally study the conversion of optical vortices in a rubidium vapor through the 5S₁/₂ − 5D₅/₂ stimulated Raman transition. When the atoms are illuminated with laser beams at 780 nm and 776 nm they generate two coherent light beams at 5,23 μm and 420 nm. We investigate the blue light when one laser or both are optical vortices, in particular Laguerre-Gaussian modes. In a first part we show that if the laser at 776 nm carries an OAM the blue light is an optical vortex with an OAM which respects azimutal and Gouy phase matchings. We further show that the conversion is efficient on a large set of OAM from -50 to +50, that the efficiency is governed by the product of the input laser intensities and that the blue light behaves like a pure Laguerre-Gaussian mode. In a second part we demonstrate the conversion of a vortex superposition or a pair of coaxial vortices and that the OAM of the emitted light obeys the conservation rule of total OAM. For each studied case we propose a four wave mixing model establishing selection rules for the conversion process. This work opens possibilities towards OAM conversion using higher atomic levels

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Poulin, Michel. "Étalon de fréquence optique absolue à 1556 nm utilisant la transition à deux photons du rubidium à 778 nm." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0021/NQ56843.pdf.

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Véniard, Valérie. "Transitions à un et deux photons dans le spectre continu du potentiel coulombien." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37601760d.

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Roch, Jean-François. "Etude théorique et expérimentale de mesures quantiques non-destructives de l'intensité d'un faisceau lumineux, réalisées à l'aide de non-linéarités à deux photons." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1992. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00714237.

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Abstract:

Le sujet de ce mémoire est l'étude de mesures Quantiques Non-Destructives (mesures QND) en Optique. Nous montrons, théoriquement et expérimentalement, qu'une telle mesure peut être réalisée en couplant deux faisceaux lumineux dans un milieu non-linéaire, ici une transition à deux photons dans un jet atomique de sodium. Le principe fondamental est d'utiliser une modulation de phase croisée (effet Kerr croisé) : les fluctuations quantiques d'intensité d'un faisceau laser, choisi comme "signal", peuvent alors être transférées nondestructivement sur les fluctuations de phase d'un autre faisceau, choisi comme "mesure". La perturbation due à la mesure apparaît sur le signal, sous la forme d'une augmentation de son bruit de phase. Afin d'augmenter le couplage entre les deux faisceaux, le milieu non-linéaire est placé dans une cavité optique. Cette configuration joue également le rôle de détection interféromètrique, permettant la mesure de l'information apparue sur les fluctuations de phase du faisceau de mesure. La mesure QND peut être caractérisée à l'aide de paramètres simples, directement mesurables. Les résultats obtenus expérimentalement montrent une amélioration fondamentale, par rapport aux performances de tout coupleur standard, tel qu'une simple lame semitransparente. Enfin, nous présentons une analyse d'un bistable à deux photons, couplant deux modes distincts du champ. Les résultats expérimentaux sont comparés avec le moàèle correspondant à la modulation de phase croisée, ainsi qu'A une solution numérique de l'interaction entre les champs intra-cavité et les atomes à trois niveaux, décntes par les Equations de Bloch Optiques. Nous montrons théoriquement qu'un tel système permet de prédire plusieurs effets de réduction des fluctuations quantiques.

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Kilic, Senem. "Le problème coulombien à trois corps : états liés, résonances et interaction avec la lumière vers la spectroscopie vibrationnelle dans H2+." Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011439.

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Patté, Philippe. "Etude des états métastables dans les ions lourds multichargés." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006372.

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Abstract:

Dans ce travail, nous présentons l'effet de la corrélation sur les énergies de liaison totales de différents ions hautement chargés ainsi que sur les durées de vie de l'état métastable $^3P_2$ dans plusieurs gaz rares (Ne, Ar, Kr et Xe). Nous avons également établi l'expression du taux d'émission spontanée de deux photons dans les atomes à $N$-électrons sous une forme adaptée à la méthode Dirac-Fock multiconfigurée qui constitue l'une des approche possible du problème à plusieurs corps relativistes. De même, nous avons effectué des calculs d'énergie de transitions dans les atomes exotiques. Ces derniers sont des atomes où un électron du cortège électronique a été remplacé par une particule de même charge : $\mu^-$ ou $\pi^-$. Ces calculs ont eu deux objectifs, d'une part, établir des standards de calibration en énergie pour les transitions $X$ et, d'autre part de déterminer la masse du pion chargé $\pi^-$. Ces calculs nous ont conduits à déterminer le terme de Breit correspondant à l'interaction pion-électron afin d'obtenir des résultats plus précis.

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Beugnon, Jérôme. "Contrôle de l'état interne d'un atome unique piégé et expériences d'interférences à deux photons : vers l'information quantique avec des atomes neutres." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00185446.

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Abstract:

Les atomes neutres sont de bons candidats pour la réalisation de protocoles d'information quantique. Cette thèse présente des expériences effectuées dans cette perspective sur des atomes individuels de rubidium piégés dans des pinces optiques de taille microscopique. Ces pinces sont obtenues en focalisant un faisceau laser sur une taille inférieure à un micromètre. Nous montrons que l'on peut contrôler l'état de chaque atome individuellement en faisant des transitions Raman à deux photons entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental. Nous observons des oscillations de Rabi entre ces deux niveaux à des fréquences pouvant atteindre plusieurs mégaHertz. Nous étudions aussi la cohérence de ce système par des expériences de franges de Ramsey et d'écho de spin. Des temps de cohérence de plusieurs dizaines de millisecondes sont mesurés. De plus, dans le but de manipuler des atomes dans un registre quantique, nous démontrons le déplacement d'une pince optique contenant un atome et le transfert de celui-ci d'une pince dans une autre sans perte de cohérence ni chauffage. Finalement, en vue de réaliser l'intrication conditionnelle de deux atomes, nous étudions l'émission de photons par ces atomes piégés. Nous montrons que ces atomes sont des sources de photons uniques déclenchables efficaces et nous décrivons l'observation d'interférences à deux photons entre deux photons uniques émis par deux atomes voisins indépendants. Ces interférences quantiques prouvent l'indiscernabilité des photons émis par chaque atome.

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Guichard, Roland. "Excitation et ionisation des atomes d'hydrogène et d'hélium par des impulsions laser femtosecondes : approche théorique par des états de "Coulomb-Volkov"." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00244653.

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Abstract:

Nous présentons une approche théorique fondée sur des états de « Coulomb-Volkov » bien adaptée à l'étude des processus multiphotoniques atomiques induits par un laser XUV femtoseconde intense. Elle prédit les spectres d'ionisation de l'hydrogène quand l'impulsion incidente reste en conditions de perturbation. Trois voies sont explorées dans ce manuscrit. L'extension à des champs intenses quand ħω > Ip : il est nécessaire de prendre en compte la population de l'état initial de l'hydrogène, en l'introduisant dans une amplitude Coulomb-Volkov standard, on décrit l'ionisation multiphotonique quasi-saturée. L'extension aux transitions multiphotoniques avec ħω < Ip : de nouveaux chemins quantiques sont ouverts par l'excitation des états liés de l'hydrogène. Une approche Coulomb-Volkov de l'excitation multiphotonique de ces états est développée. L'extension à l'hélium: l'étude de la double ionisation directe à deux photons permet d'exhiber l'influence des corrélations électroniques dans l'état initial et dans l'état final. De nombreuses informations, comme les distributions angulaires et énergétiques mais aussi les sections efficaces sont accessibles.

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Saublet, Jérôme. "Optique non-linéaire et propriétés dynamiques des composants IB/ISB sur InP, Application aux télécommunications optiques." Thesis, Rennes, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAR0017/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude des propriétés dynamiques et non linéaires des dans les semi-conducteurs Ill-V et leur utilisation pour le traitement optique dans les réseaux de télécommunication haut débit. Elle est décomposée en deux axes majeurs. Le premier est lié à l'utilisation couplée des transitions inter-bandes (18) et inter-sousbandes (188). Les différences entre ces deux types de transitions, en termes de dynamique et de sensibilité à la polarisation, font des composants 18/188 de bons candidats pour la réalisation de fonctions de traitement avancées. Dans cette optique nous avons réalisé et caractérisé un nouveau composant à puits quantiques lnGaAs/AIAs8b sur substrat lnP insérés dans une jonction pn. Les premiers résultats obtenus indiquent un comportement de diode mais révèlent que la zone de charge espace est décalée lié à un probable dopage effectif non intentionnel de I'AIAs8b. La mesure du photocourant en fonction de la polarisation électrique révèle un transport via un effet Poole-Frenkel et montre l'efficacité des barrières de potentiel AIAs8b. Ces résultats nous permettent d'envisager aussi bien des applications purement optiques (modulation de phase ou d'intensité croisées ...) qu'optoélectroniques (photo détection à deux photons). Le deuxième axe consiste à l'étude et la réalisation d'un montage permettant une caractérisation poussée de la dynamique phase/amplitude et de la réponse non linéaire de tels composants. L'approche choisie est celle d'une mesure pompe sonde employant un circuit optique analogue à un interféromètre de 8agnac offrant à la fois une grand stabilité mécanique pour une précision de mesure élevée et la possibilité d'utiliser la polarimétrie afin d'extraire les variations de gain et d'indice pour une étude plus complète des propriétés du matériau. L'utilisation d'une source laser sub-picoseconde nous permet de résoudre les phénomènes aux temps courts. Une première démonstration de la mesure de variation phase-amplitude sur un absorbeur simple (multipuits lnGaAs/lnP) autour de 1.5microns est présentée This PhD thesis presents the study of some dynamics and nonlinear properties of III-V semiconductors and their use for optical processing in high-speed telecommunication networks. lt is decomposed into two major axes. The first is related to the coupled use of inter-band (18) and inter-subband (IS8) transitions. The differences between these two types of transitions, in terms of dynamics and sensitivity to polarization, make 18 I IS8 components good candidates for advanced processing functions. In this context, we have realized and characterized a new device based on lnGaAs I AIAsSb quantum wells on lnP substrate inserted in a pn junction. The first results obtained indicate a behaviour of diode but reveal that the space charge region is shifted. This is linked to a probable unintentional doping of AIAsSb. The measurement of the photocurrent according to the electrical polarization reveals a transport via a PooleFrenkel effect and shows the effectiveness of the AIAsSb potential barriers. These results allow us to consider both purely optical applications (phase modulation or cross intensity ... ) and optoelectronic applications (photo-detection with two photons). The second axis consists in the study and the realization of an advanced characterization tool to measure the phase/amplitude dynamics and the non-linear responses of such components. We have used a pump-probe measurement set-up employing an optical configuration similar to a Sagnac interferometer. lt offers both a great mechanical stability for high measurement accuracy and the possibility of using polarimetric properties in order to extract variations of the optical index (gain and refractive index) for a more complete study of the properties of the material. The use of a sub-picosecond laser source allows us to solve phenomena at short times. A first demonstration of the phaseamplitude variation measurement on a single absorber (lnGaAs / lnP multiwells) around 1.5microns is presented

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TOUAHRI, DRISS. "Developpement d'une chaine de synthese de frequences de l'infrarouge au visible : application a la mesure de la frequence de la transition a deux photons 5s#1#/#2 (f=3) - 5d#5#/#2 (f=5) du rubidium (#8#5rb) a 385 thz (778 nm)." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112262.

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Abstract:

L'objet de cette these est la mesure de la frequence absolue de la transition a deux photons 5s#1#/#2 (f=3) - 5d#5#/#2 (f=5) du rubidium a 385 thz (778 nm) sur laquelle est asservie une diode laser. Les performances metrologiques de ce dispositif sont: stabilite: 4 x 10#-#1#3 #-#1#/#2 repetabilite: 5 x 10#-#1#3 reproductibilite: 2 x 10#-#1#2 elles en font un candidat tres prometteur en tant qu'etalon secondaire de frequence dans le domaine visible. La frequence de cette transition est mesuree a l'aide d'une chaine de multiplication de frequence. La frequence d'un laser a co#2 stabilisee sur une transition de la molecule de oso#4 a 29 thz, est multipliee par 13 en quatre etapes, a l'aide de dispositifs non-lineaires (une diode mim et trois cristaux d'aggas#2). Les frequences de trois dispositifs similaires ont ete mesurees simultanement. Deux sont localises au lptf/observatoire de paris. Le troisieme situe au laboratoire kastler-brossel (ens/paris vi) est relie a la chaine de mesure du lptf par une fibre optique longue de 3 km. Ce laser etalon est utilise comme reference de frequence pour l'etude spectroscopique a tres haute resolution de l'atome d'hydrogene. La resolution de la chaine de frequence developpee au lptf est meilleure que 1 x 10#-#1#3. La mesure est limitee principalement par la stabilite des etalons de frequence a rubidium. La valeur de la frequence de la transition a deux photons 5s#1#/#2 (f=3) - 5d#5#/#2 (f=5) ainsi mesuree est: = 385 285 142 378. 280 2 khz l'incertitude de 2 khz prend en compte les ecarts observes entre les trois dispositifs

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Brune, Michel. "Réalisation d'un micromaser à deux photons." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011863.

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Abstract:

Nous avons réalisé le premier oscillateur maser à deux photons. Il fonctionne en continu sur une transition atomique à deux photons. Sa réalisation a été rendue possible grâce à l'utilisation d'une cavité micro-onde supraconductrice (f = 68 GHz) de très haute surtension (Q = 10^8) accordée sur une transition à deux photons entre états de Rydberg du Rubidium présentant des configurations de niveaux particulièrement favorables. Ce système suscite un grand intérêt aussi bien théorique qu'expérimental car c'est à la fois le premier oscillateur utilisant un processus atomique intrinsèquement non linéaire et un système quantique microscopique où seulement quelques atomes interagissent avec quelques dizaines de photons (micromaser). C'est donc un système particulièrement bien adapté à l'étude quantique de l'interaction entre matière et rayonnement. Ce travail présente la description de l'expérience ainsi qu'une étude théorique d'abord semi-classique puis quantique des propriétés spécifiques du micromaser à deux photons. Dans le modèle quantique, nous nous sommes attachés à prendre en compte les phénomènes de fluctuations. Nous montrons que leur importance est primordiale pour la compréhension de ce système microscopique.

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Brune, Michel. "Réalisation d'un micromaser à deux photons." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612249z.

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Brune, Michel. "Realisation d'un micromaser a deux photons." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066112.

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Abstract:

Realisation du premier oscillateur maser a deux photons. Il fonctionne en continu sur une transition atomique a deux photons. Sa realisation a ete rendue possible grace a l'utilisation d'une cavite micro-onde supraconductrice (f = 68 ghz) de tres haute surtension ( q # 10**(8)) accordee sur une transition a deux photons entre etats de rydberg du rubidium presentant des configurations de niveaux particulierement favorables. Description de l'experience ainsi qu'une etude theorique d'abord semi-classique puis quantique des proprietes specifiques du micromaser a deux photons

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Jahjah, Karl-Alexandre. "Perspectives pour un amplificateur à deux photons." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26205/26205.pdf.

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Fils, Jérôme. "Réalisation et caractérisation d'un gyromètre à ondes de de Broglie." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112158.

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Abstract:

Un capteur inertiel a interférométrie atomique utilisant des atomes froids d'un atome alcalin, le césium 133, est réalise a l'observatoire de Paris. Il se compose de deux interféromètres temporels a ondes de Broglie disposes tête-bêche. Chacun d'eux permet de mesurer les accélérations et rotations du référentiel de laboratoire par rapport au référentiel inertiel des atomes. L'accélération de Coriolis est calculée par soustraction des deux signaux obtenus. On utilise comme source un nuage d'atomes captures dans un piège magnéto-optique. Lances en vol parabolique, la trajectoire classique des atomes est séparée en deux chemins interféromètriques distincts par action sur l'état interne de l'atome couplé à un changement de son impulsion. L'interféromètre est de type ramsey-borde symétrique. La séparation, la déviation et la recombinaison des fonctions d'onde cohérentes sont assurées par trois transitions Raman a deux photons, entre les niveaux hyperfins du niveau fondamental du césium, par un seul et unique faisceau module temporellement. Ce travail dresse un premier bilan métrologique de l'appareil. La mesure est intrinsèquement limitée par le bruit blanc de projection quantique. Les bruits mécaniques de rotation et de température des atomes ont un niveau plus élevé. Un terme croise entre la non-superposition des trajectoires des deux faisceaux atomiques contra-propageants et les défauts de front d'ondes des faisceaux Raman dégrade la stabilité du signal. Les bruits de phase des faisceaux Raman, même s'ils sont identiques sur les deux interféromètres et disparaissent par soustraction, doivent être minimises. Il en va de même des accélérations parasites. L'étude théorique de la diffraction suivant la loi des matrices A,B,C,D d'un paquet d'ondes de mode hérmito-gaussien, et régie par l'équation de Schrödinger a hamiltonien quadratique en positon et impulsion, affine le calcul de l'effet Sagnac et du déphasage résiduel du aux aberrations optiques An inertial sensor using matter-wave interferometry with cold alcalii atoms (133 cesium) is under construction at the observatoire de Paris. Two counter- propagating temporal atomic interferometers measure accelerations and rotations of the laboratory frame compared to the inertial frame of the atoms. Carioles acceleration is calculated by subtraction of both signals. The source is a cloud of atoms captured in a magnetic optical trap. The atoms are launched in parabolic flight and separated in two classical trajectories by acting on their internal state coupled to their external impulse state. A symmetric Ramsey-borde interferometer is used : separation, deviation and recombination of the coherent wave functions is made by three two-photon Raman transitions between both hyperfine levels of the cesium ground level with a single temporal modulated laser. This work draws an error budget of the apparatus. Quantum projection white noise is the intrinsic limitation of the measure. Rotation mechanical noises and temperature fluctuations of the clouds have a higher level. A cross effect between optical aberrations of the Raman lasers and non-superposition of the counter-propagating atomic streams decreases signal stability. The phase noise of the Raman lasers, so as parasite accelerations, even disappearing by subtraction because they are equal on both interferometers, must be minimized. The theoretical study was about the diffraction of an hermite-gauss wave packet subdued to Schrödinger equation with an Hamiltonian which is quadratic in position and impulse. It has sharpened the calculation of the Sagnac effect and the residual phase shift due to optical aberrations

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Dufour, Pascal. "Utilisation d'axicons pour la microscopie à deux photons." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28480/28480.pdf.

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Abstract:

Un des enjeux majeurs de la biochimie et de la biologie cellulaire actuelle est de pouvoir suivre de manière dynamique les événements moléculaires à l’intérieur de la cellule vivante dans son contexte fonctionnel, c'est-à-dire in situ (dans son tissu d’origine). Il ne suffit plus, par exemple, d’identifier une réaction biochimique in vitro pour pouvoir savoir si un enzyme ou un autre rencontrera son substrat à l’intérieur de la cellule. Il apparaît de plus en plus évident que des facteurs spatio-temporels très fins à l’intérieur de la cellule vivante déterminent en grande partie la spécificité des signaux cellulaires. Il suffit de penser aux fluctuations calciques intracellulaires, par exemple, qui participent à une multitude de cascades de signalisation; sans spécificité spatiale et temporelle, la cellule ne pourrait utiliser les signaux calciques de manière utile et efficace. A cette fin, on propose un système de microscopie laser qui incorpore un axicon, lequel a la propriété de focaliser la lumière en un faisceau quasi-Bessel. Le contrôle du profil du faisceau incident sur l’axicon procure une ligne focale sur l’axe longitudinal ayant une intensité constante dans le milieu absorbant ainsi qu’une grande résolution transverse. Conséquemment, nous devons balayer notre échantillon en deux dimensions seulement pour obtenir une image complète de tout le volume, réduisant ainsi considérablement le temps d’acquisition. Nous présenterons les résultats théoriques de la génération d’un faisceau quasi-Bessel dans un échantillon absorbant, les caractéristiques du laser Ti:saphir utilisé ainsi que le schéma proposé pour la microscopie laser avec un axicon. Nous verrons qu’il est possible d’imager des échantillons fluorescents allant jusqu’à 1 mm d’épaisseur avec un seul balayage. Dans cette thèse, nous passerons en revue quelques principes qui sont à la base des avantages de la microscopie par excitation à deux photons afin de mettre en relief certains des défis (résolution spatiale, résolution temporelle, sensibilité, profondeur de pénétration dans le tissu et phototoxicité) pour améliorer l’utilisation de cette approche pour l’imagerie cellulaire fonctionnelle. Les propriétés des faisceaux de Bessel formés par l’axicon seront étudiées en profondeur. Nous décrirons ensuite notre microscope à deux photons avec un axicon et nous présenterons plusieurs résultats obtenus avec ce dernier.

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Vest, Benjamin. "Absorption à deux photons pour la détection infrarouge." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2015. http://www.theses.fr/2015EPXX0106.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur l’étude de l’absorption à deux photons non-dégénérée comme solution de détection infrarouge dans des matériaux à gap visible. Leur utilisation n’impose pas le recours au refroidissement du détecteur. Dans un premier temps, nous étudions différentes descriptions du processus d’absorption à deux photons pour les appliquer au cadre de la détection de lumière. Des expériences de caractérisation ont ensuite été menées sur des détecteurs commerciaux. Elles ont mis en évidence la compétition entre processus d’absorption linéaire et non-linéaire de photons d’énergie sub-gap dans les semiconducteurs. Dans un second temps, nous avons travaillé à la conception de photodétecteurs non-refroidis intégrant des cavités résonantes nanostructurées. En confinant les photons dans un volume réduit, ces structures permettent d’améliorer de plusieurs ordres de grandeur le rendement quantique de détection. Les performances des dispositifs conçus ont pu être démontrées à la fois numériquement, et expérimentalement, après fabrication en salle blanche des photodétecteurs et caractérisation de leurs propriétés optoélectroniques. Le travail mené veut se présenter comme une alternative originale et innovante aux méthodes classiques de détection quantique infrarouge refroidie This work was focused on the investigation of non-degenerate two-photon absorption (ND-2PA) as a solution for detecting infrared photons in visible bandgap materials. This allows high performance operation at high temperatures. Firstly, we investigated the different descriptions of two-photon absorption and applied them in the theoretical frame of photodetection. We have then characterised several commercial photodetectors, thus highlighting the competition between linear and non-linear processes of sub-bandgap photon absorption, as well as the need to compensate the intrinsic inefficiency of two-photon absorption by using non-conventional photodetectors. Secondly, we designed uncooled photodetectors based on two-photon absorption inside a semiconductor embedded in a resonnant metallic nanostructure. Due to strong field enhancement, non-linear processes are increased by several orders of magnitude. These performances were both proven numerically and experimentally, after fabrication of sample devices in a clean room environment, and characterisation of their optoelectronics properties. This work is a first step toward an innovative method for infrared photodetection at high operating temperatures

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KADA, EL-HASSANE. "Largeurs de desintegration des gluonia en deux photons." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066320.

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Orieux, Adeline. "SOURCES SEMICONDUCTRICES D'ETATS A DEUX PHOTONS A TEMPERATURE AMBIANTE." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00769573.

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Abstract:

Ce travail porte sur la conception et la caractérisation de sources semiconductrices d'états à deux photons pour l'information quantique intégrée. Ces dispositifs, basés sur la fluorescence paramétrique dans des guides d'onde en AlGaAs, émettent des paires de photons à température ambiante aux longueurs d'onde des télécommunications. La première source est une diode laser émettrice de photons jumeaux, basée sur un accord de phase modal entre un mode laser de Bragg à 775 nm injecté électriquement et les modes de photons télécom au sein du même guide d'onde. Nous détaillons le design de la structure, sa caractérisation optique linéaire et non linéaire et son comportement sous injection de courant. L'obtention de l'émission laser et de la génération de seconde harmonique sur un même dispositif ouvre la voie vers une source ultra-compacte de paires de photons. Le second dispositif étudié repose sur une géométrie de pompage transverse où un faisceau laser incident sur le dessus du guide génère deux photons télécom guidés et contrapropageants. Nous explorons la grande versatilité de l'état quantique des paires générées par cette source, avec notamment les possibilités d'ingénierie de l'état dans le domaine fréquenciel offertes par cette géométrie. Nous présentons également la première démonstration expérimentale d'états intriqués en polarisation obtenue avec ce dispositif, ainsi qu'un modèle permettant de calculer la qualité de l'intrication à partir des distributions spatiales et spectrales du faisceau de pompe. Ces sources d'états non classiques, compactes et injectables électriquement, sont d'excellents candidats pour les implémentations photoniques de l'information quantique.

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Orieux, Adeline. "Sources semiconductrices d'états à deux photons à température ambiante." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077157.

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Abstract:

Ce travail porte sur la conception et la caractérisation de sources semiconductrices d'états à deux photons pour l'information quantique intégrée. Ces dispositifs, basés sur la fluorescence paramétrique dans des guides d'onde en AlGaAs, émettent des paires de photons à température ambiante aux longueurs d'onde des télécommunications. La première source est une diode laser émettrice de photons jumeaux, basée sur un accord de phase modal entre un mode laser de Bragg à 775 nm injecté électriquement et les modes de photons télécom au sein du même guide d'onde. Nous détaillons le design de la structure, sa caractérisation optique linéaire et non linéaire et son comportement sous injection de courant. L'obtention de l'émission laser et de la génération de seconde harmonique sur un même dispositif ouvre la voie vers une source ultra-compacte de paires de photons. Le second dispositif étudié repose sur une géométrie de pompage transverse où un faisceau laser incident sur le dessus du guide génère deux photons télécom guidés et contrapropageants. Nous explorons la grande versatilité de l'état quantique des paires générées par cette source, avec notamment les possibilités d'ingénierie de l'état dans le domaine fréquenciel offertes par cette géométrie. Nous présentons également la première démonstration expérimentale d'états intriqués en polarisation obtenue avec ce dispositif, ainsi qu'un modèle permettant de calculer la qualité de l'intrication à partir de: distributions spatiales et spectrales du faisceau de pompe. Ces sources d'états non classiques, compactes et injectables électriquement, sont d'excellents candidats pour les implémentations photoniques de l'information quantique In this work, we design and characterize semiconductor sources of two-photon states for integrated quantum information. These devices are based on spontaneous parametric down-conversion in AlGaAs waveguides and emit photon pairs at room temperature and telecom wavelength. The first source is a twin photon emitting laser diode, based on a modal phase-matching between an electrically injected Bragg laser mode at 775 nm and the telecom photon modes within the same waveguide. We describe the structure design, its linear and nonlinear optical behaviour, and its characteristics under electrical current injection. The achievement of laser emission and second harmonic generation in the same device open the way towards an ultra-compact source of photon pairs. The second device under study is based on a transverse pumping geometry in which a laser beam impinging on top of the waveguide produces two counterpropagating waveguided telecom photons. We explore the huge versatility of the two-photon quantum state generated by this source, namely the possibilities of state engineering in the frequency domain that are inabled by this geometry. We also present the first experimental demonstration of polarization entangled photon pairs achieved with this device, together with a model allowing to predict the entanglement quality from the spatial and spectral distribution of the pumping beam. These sources of non classical states of light, compact and capable of electrical injection on chip are excellent candidates for future photonic implementations of quantum information

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Pettiaux, Nicolas. "Dynamique de processus à deux photons en optique nonlinéaire." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1994. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212672.

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Pisanello, Ferruccio. "Sources de photons uniques à base de nanocristaux colloïdaux et laser à polariton excité à deux photons." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00624532.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude de plusieurs types de Systèmes confinés pour les électrons et/ou les photons. En particulier : (i) un nouveau type de nanocristaux semi- conducteurs est étudié pour obtenir une source efficace de photons uniques à température ambiante dans le domaine spectral du visible ; (ii) leur couplage avec des cavités à cristaux photoniques en nitrure de silicium est obtenu par plusieurs techniques de déposition. (iii) Enfin, le développement d'une technique d'excitation à deux photons pour les polaritons dans les microcavité semiconductrices est décrit dans la dernière partie du travail de thèse. La première partie du manuscrit étudie les propriétés d'émission d'un type particulier de nanocristaux semiconducteurs, appelé dots-in-rod, dans lesquels un cœur de séléniure de cadmium (CdSe) est entouré par une coquille en sulfure de cadmium (CdS) de forme allongée. Depuis les année 2000, il est bien connu que les nanocristaux semiconducteurs sont des sources de photons uniques à température ambiante. Cependant, les applications des nanocristaux sont affectées entre autre par deux caractéristiques de leur photoluminescence: le scintillement et l'émission non polarisée. Nous avons montré qu'il est possible de modifier l'émission des dots-in-rod en agissant sur leurs paramètres géométriques, c'est-à-dire le diamètre du cœur ainsi que l'épaisseur et la longueur de la coquille, aboutissant à la suppression du scintillement et à un degré élevé de polarisation linéaire des photons émis. Dans la deuxième partie, la thèse démontre la réalisation des cavités à cristaux photoniques en nitrure de silicium (Si3N4) pour le domaine spectral du visible. Le couplage de ces cavités avec des dot-in-rods a été étudié en régime de couplage faible et nous avons obtenu une modification de l'émission spontanée par effet Purcell. La possibilité d'obtenir le régime de couplage fort dans ce système est aussi discutée du point de vue théorique. Dans la dernière partie du manuscrit nous avons étudié des systèmes semiconducteurs tels que les microcavités et le micropiliers dans lesquels le régime de couplage fort exciton-photon donne naissance aux polaritons. Dans le cas de polaritons confinés, les interactions répulsives entre polaritons peuvent porter à un régime appelé polariton quantum blockade, dans le quel un seul polariton peut être excité dans la structure, ce régime est très prometteur pour la réalisation de sources à photons uniques basées sur les polaritons en cavité. Dans ce travail, nous développons une technique original et flexible basée sur une excitation résonante à deux photons pour attendre le polariton quantum blockade. Enfin, un nouveau régime d'émission appelé two-photon polariton laser est étudié toujours à la technique d'excitation résonante à deux photons.

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Le, Droumaguet Céline. "Ingénierie de fluorophores pour l'absorption à deux photons et applications." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S004.

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Abstract:

L’absorption à deux photons (ADP) connaît aujourd’hui un engouement grandissant dû aux nombreuses applications que présente ce phénomène dans des domaines variés (imagerie biologique, limitation optique, microfabrication. . . ). Après une description de l’ADP, des avantages de ce processus et des différents absorbeurs à deux photons déjà existants, ce travail décrit la mise en place d’une ingénierie d’octupôles permettant d’accéder à des fluorophores dont l’émission de fluorescence peut être modulée du bleu au rouge et présentant une forte excitabilité à deux photons dans la gamme 700‑1000 nm. Des relations structure-propriétés ont été établies ce qui a permis une optimisation de ces systèmes octupolaires. L’utilisation des fluorophores synthétisés en imagerie biologique et dans des matériaux de type sol-gel sera aussi discutée. Enfin, la dernière partie de ce travail a permis d’accéder à des fluorophores optimisés pour l'absorption à deux photons dérivés du motif dipyrrométhène de bore Two-photon absorption (TPA) has attracted growing interest over recent years owing to its applications in various fields such as biological imaging, optical limitation, as well as 3D microfabrication. After introducing the field of TPA, the advantages of this process and the main two-photon absorbing fluorophores, this work describes the engineering of octupolar compounds, leading to a modular emission from the blue to the red region and to an enhancement of the two-photon fluorescence in the 700-1000 nm range. Relationships between structures and properties have been established and allowed to optimize these octupolar systems. The use of these fluorophores in biological imaging and in sol-gel materials is discussed. The last part of the work deals with a new concept of two-photon probes based on the association of a two-photon absorbing core with peripheral boron dipyrromethene emitting moieties

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Malvolti, Floriane. "Assemblages organofers pour l'absorption à deux photons et l'électronique moléculaire." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S214.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à des complexes organofers « Cp*(dppe)Fe ». Une première partie est consacrée à des complexes contenant l’unité fluorène, principalement pour des applications en optique. Notamment, nous avons montré que le synthon organométallique éteignait la fluorescence du ligand, quel que soit le degré d’oxydation du fer. L’étude d’une famille de complexes construits autour du fluorène, mais présentant des variations structurales ou des sites redox différents, nous a cependant permis de mettre en évidence l’existence d’un mécanisme d’extinction de la luminescence par transfert d’énergie. Par ailleurs, insérée dans des structures bimétalliques, cette unité s’est avérée être un bon synthon pour l’électronique moléculaire. Une seconde partie est consacrée à l’étude de complexes contenant l’unité pyridine, en vue d’une utilisation comme métallo-ligand pour la construction de fils moléculaires par auto-assemblage. L’étude de la délocalisation électronique et de spin dans des complexes pyridine et pyridinium, pris comme modèles extrêmes des unités présentes dans les structures supramoléculaires, a montré que ces complexes permettaient une bonne communication entre leurs extrémités, à l’état Fe(II) et Fe(III), ce qui met en évidence le potentiel de ces molécules comme précurseurs pour la synthèse de fils par auto-assemblage. Nous avons alors obtenu une structure supramoléculaire par coordination de deux sur une porphyrine de Ru(II). L’étude du complexes trimétallique mono-oxydé a mis en évidence un couplage électronique large entre les extrémités organofer, montrant ainsi que nous avions généré un fil moléculaire efficace During this work, we have been interested in the study of « Cp*(dppe)Fe » organoiron complexes. A first part deals essentially with complexes bearing the fluorene unit, specially for potential applications in optics. We demonstrated that this organometallic unit quenches the fluorescence of the ligand, whatever the redox state of the iron. The study of a family of that kind of complexe, build with this unit but having some different structures or redox sites, allowed us to highlight the existence of an energy transfert quenching mecanism. Furthermore this unit appeared to be a good bridge for molecular electronics, when it is inserted in bimetallic structures. A seconde part deals with the study of complexes bearing the pyridine unit with the goal to use them as « metallo-ligands » to build auto-assembled molecular wires. The detailled study of the electronic and spin delocalisation in pyridine as well as pyridinium complexes (studied as extrem models for the complexation of the units which are in the supramolecular structures) showed that these « Cp*(dppe)Fe » complexes with an ethynylpyridine unit allowed a good ommunication between its different extremities. This study was run with Fe(II) and Fe(III) complexes and that points the potentiality of these molecules for the buiding of auto-assembled molecular wires. We then could synthesized such a structure by the coordination of two complexes in the apical positions of a Ru(II) porphyrine. The mono-oxydation of this trimetallic complexe points out the existence of a large electronic coupling between both organoiron extremities, and proved we generated a efficient molecular wire

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Chammam, Marwa. "Carbo-chromophores di, quadri, octupolaires pour l'absorption à deux photons." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30236.

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Abstract:

Le manuscrit traite de la conception, la synthèse et l'étude des propriétés optiques d'absorption à un et deux photons d'une série de chromophores organiques à systèmes pi-conjugués étendus de la famille des carbo-mères, en s'appuyant sur des résultats préliminaires obtenus par l'équipe avec des carbo-benzènes quadripolaires à substituants fluorényles. Le phénomène d'absorption à deux photons (A2P) présentant une large gamme d'applications dans divers domaines tels que la photothérapie dynamique, le stockage de données, la microfabrication ou la limitation optique, il a fait l'objet de nombreuses études qui ont permis de définir des relations structure-propriétés (RSP) pour l'élaboration de systèmes efficaces, pour lesquelles des dérivés carbo-benzéniques répondent à plusieurs critères a priori. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse concerne essentiellement la synthèse et la caractérisation de carbo-benzènes dipolaires, quadripolaires et octupolaires fonctionnels. L'étude des propriétés optiques linéaires et non-linéaires des cibles "carbo-chromophores" isolées, réalisée en collaboration avec Gabriel Ramos-Ortiz, CIO, Mexique, est également présentée. Le premier chapitre, bibliographique, est divisé en deux parties. La première présente l'état de l'art en optique non linéaire, en particulier du 3ème ordre pour l'absorption à deux photons (A2P). Les applications de l'A2P, les techniques de mesures de section efficace et les RSP pour la conception de chromophores efficaces y sont détaillées. La deuxième partie dresse un état de l'art sur les molécules carbo-mères en détaillant leur synthèse et leurs propriétés. Le deuxième chapitre décrit des résultats de préparation et d'étude de carbo-benzènes quadripolaires. Il est divisé en trois parties. La première décrit la préparation de carbo-benzènes à substituants trifluorotolyle ainsi que l'étude de leurs propriétés d'absorption à un photon, de solubilité, d'accepteur d'électrons (par voltammétrie) et d'auto-assemblage sur surface (par imagerie STM). La deuxième partie présente la synthèse et l'étude comparative des propriétés d'absorption à un et deux photons de bis-dialkylthiényléthynyl-carbo-benzènes et de leur molécule parente à cœur simplement benzénique, les propriétés optiques ayant été étudiées en collaboration avec Gabriel Ramos-Ortiz. La troisième partie envisage des chromophores à cœur dicétopyrrolopyrrole, un motif chromophore classique en A2P, en vue de la synthèse de dérivés à deux substituants carbo-benzéniques. Le troisième chapitre se concentre sur la mise au point d'une nouvelle voie de synthèse de carbo-benzènes octupolaires faisant intervenir une stratégie de macrocyclisation inédite de type [6+6+6], l'objectif restant l'étude des propriétés d'A2P des cibles. Trois carbo-benzènes, à trois substituants fluorényléthynyle ou dialkylthiényléthynyle ont ainsi été préparés et caractérisés. Le quatrième chapitre aborde le défi de la synthèse de carbo-benzènes dipolaires portant des substituants donneurs (de type 4-alkoxy- ou 4-amino-phényles) et accepteurs (de type 4-nitro ou 4-cyano-phényles) en positions para. Les différentes stratégies de synthèse envisagées et les résultats obtenus sont détaillés The manuscript deals with the design, synthesis and study of optical properties of one- and two-photon absorption in a series of organic chromophores with extended pi-conjugated systems of the carbo-mers family, based on preliminary results obtained by the group for quadrupolar carbo-benzenes with fluorenyl substituents. The phenomenon of two-photon absorption (A2P) presenting a wide range of applications in various fields such as dynamic phototherapy, data storage, microfabrication or optical limitation, it has been the subject of numerous investigations which have allowed the establishment of structure-property relationships (SPRs) for the development of efficient systems, for which carbo-benzene derivatives meet several criteria a priori. Within the framework of this thesis, the work mainly concerns the synthesis and characterization of dipolar, quadrupolar and octupolar functional carbo-benzenes. The study of linear and non-linear optical properties of the isolated "carbo-chromophore" targets, performed in collaboration with Gabriel Ramos-Ortiz, CIO, Mexico, is also presented. The first chapter, bibliographical in nature, is divided into two parts. The first one presents the state of the art in nonlinear optics, in particular at the 3rd order for two photon absorption (A2P). The applications of A2P, techniques of cross-section measurement, and RSPs for the design of efficient chromophores are detailed. The second part provides a state of the art on carbo-meric molecules by giving an overview of their synthesis and properties. The second chapter describes results on the preparation and study of quadrupolar carbo- benzenes. It is divided into three parts. The first one describes the preparation of trifluorotolyl-substituted carbo-benzenes as well as the study of their properties of one-photon absorption, solubility, electro-chemical reductibility (by voltammetry) and self-assembly on surface (by STM imaging). The second part presents the synthesis and comparative study of one- and two-photon absorption properties of bis-dialkylthienylethynyl-carbo-benzenes and their parent molecule with a simple benzene core, the optical properties having been studied in collaboration with Gabriel Ramos-Ortiz. The third part envisages chromophores with a diketopyrrolopyrrole core, a classical chromophoric unit in A2P, aiming at the ultimate synthesis of derivatives with two carbo-benzene substituents. The third chapter focuses on the development of a new route for the synthesis of octupolar carbo-benzenes based on a novel macrocyclization strategy of the [6 + 6 + 6] type, the objective remaining to study of A2P properties of the targets. Three carbo-benzenes, with three fluorenylethynyl or dialkylthienylethynyl substituents were thus prepared and characterized. The fourth chapter addresses the challenge of the synthesis of dipolar carbo-benzenes carrying donor substituents (of 4-alkoxy- or 4-amino-phenyl type) and acceptor (of 4-nitro or 4-cyano-phenyl type) in para positions. The different synthesis strategies that have been envisaged and the obtained results are detailed

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Durand, Pierre Emmanuel. "Spectroscopie à deux photons à ultra résolution : sélection des molécules lentes ou franges de Ramsey." Paris 13, 1997. http://www.theses.fr/1997PA132001.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'etude des deux principales techniques qui permettent d'ameliorer la resolution en spectroscopie a deux photons sans effet doppler : la selection des molecules lentes et les franges de ramsey. La resolution en spectroscopie laser sous-doppler est principalement limitee, en champ laser faible et a basse pression, par le temps d'interaction fini des molecules avec le champ laser. Nous avons demontre qu'il etait possible de favoriser la contribution des molecules ayant une faible vitesse transverse. Elles interagissent beaucoup plus longtemps avec le champ laser et conduisent a un affinement spectaculaire de nos signaux. Une analyse theorique detaillee du mecanisme de selection des molecules lentes est presentee. Nous avons mesure une largeur de raie de 280 hz, 23 fois plus faible que la largeur transit. La classe de vitesse transverse selectionnee est de l'ordre de 5 m/s, la vitesse la plus probable etant de 180 m/s. Cette methode nous a permis d'observer pour la premiere fois la structure huperfine de la raie p(4)e de la bande 2v#3 de sf#6. L'obtention de ces resultats a necessite de nombreux developpements experimentaux : lasers a co#2 stabilises au niveau du hertz, construction de cavites fabry-perot actives de haute finesse, developpement d'un asservissement de l'intensite du laser, mise au point de diverses techniques de modulation. Dans la seconde partie de ce travail nous decrivons une experience de franges de ramsey a deux photons sur un jet supersonique de sf#6 que nous avons construit. Nous montrons que cette experience devrait permettre d'atteindre une resolution de l'ordre de 50 hz avec un rapport signal-sur-bruit de l'ordre de 1000 sur une seconde. De telles performances depassent largement celles des actuels standards de frequence utilises dans ce domaine spectral et sont comparables a celles atteintes actuellement dans les experiences mettant en jeu des atomes refroidis par lasers.

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Aboussouan, Pierre. "Interférences à deux photons à 1550 nm pour les communications quantiques." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4087.

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Abstract:

Cette thèse présente l’étude et la réalisation d’une expérience d’interférence à deux photons de type Hong-Ou-Mandel appelé aussi coalescence des photons. L’originalité de notre travail réside dans l’utilisation de deux sources de photons uniques annoncées indépendantes dont le fonctionnement requiert l’utilisation de guides d’ondes intégrés sur un substrat de niobate de lithium polarisé périodiquement (PPLN). Les photons acteurs de l’interférence sont créés par génération paramétrique à la longueur d’onde de 1550 nm nous assurant ainsi une compatibilité avec le réseau des fibres optiques télécom. Les guides PPLN présentent l’avantage majeur d’avoir une forte efficacité de conversion, mais ils permettent également de récolter aisément les photons à l’aide d’une fibre optique. Le travail effectué nous a conduit à étudier le comportement des guides dans différents régimes de fonctionnement : continu et impulsionnel. En effet, comparativement aux expériences de coalescence réalisés part le passé, nous avons choisi de travailler en régime picoseconde afin de faciliter l’obtention de l’interférence en regard de la synchronisation électronique et du filtrage a effectué. Les visibilités obtenus (99%) sont proches des limites théoriques et ces résultats montrent que le protocole expérimental mis en place peut devenir l’un des éléments clés des futurs protocoles des communications quantiques utilisant les phénomènes de coalescence This thesis presents the study and the realisation of a Hong-Ou-Mandel two-photon interference experiment, also known as photons coalescence. The originality of our work concerned is attached to dealing with two separate sources of independent unique photons whose operative mode requires using guide beams integrated on a periodically polarised lithium niobate substratum (PPLN). The photons, actors of the interference work, are created by parametric down conversion to 1550 nm beam wavelength insuring a compatibility with the telecom optic fibres network. The PPLN guides are particularly profitable because of their very strong conversion efficiency, but they also allow easy photons harvesting through an optic fibre. The work undertaken led us to study the guide’s behaviour under different office regimes: continuous and impulsional. In fact, and in comparison to coalescence experiments formerly realised, our option was to perform in a picosecond’s regime, aiming to obtain more easily the interference in regard of the electronic synchronisation and the strain filter to be realised. The 99 % visibilities, thus obtained are very close to the theoretical limits, and these results demonstrate that the experimental procedure realised can be one of the key elements of future quantum communication protocols exploiting the coalescence phenomenon

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Fix, Baptiste. "Diodes nanostructurées pour la détection infrarouge par absorption à deux photons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX056/document.

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Abstract:

Mes travaux de thèses portent sur l'étude de la photodetection infrarouge par processus d'absorption à deux photons non-dégénérés (NDTPA) dans des diodes nanostructurées à grand gap. Ce concept innovant permet en effet la détection infrarouge sans avoir recours aux systèmes de refroidissement du détecteur.Dans un premier temps, je recherche les paramètres clefs de cette étude. Pour commencer, j'étudie, théoriquement et expérimentalement, la compétition entre deux processus d'absorption sub-gap : l'absorption à deux photons, qui est un processus non linéaire du troisième ordre, et l'absorption linéaire sub-gap sur les défauts du semiconducteur (PASRH). La faible efficacité du NDTPA m'a ensuite amené à étudier des nanostructures capables de concentrer le champs lumineux dans une jonction en semiconducteur, donc d'augmenter l'efficacité absorption.Dans un second temps, je présente la conception, la fabrication en salle blanche et la caractérisation de deux générations de diodes nanostructurées pour la détection infrarouge par NDTPA. Les diodes de première génération sont des jonctions PIN en InP dont l'électrode supérieure nanostructurée est mono-résonante à 3.39 µm. J'ai vérifié leurs propriétés électrique et optique sur un banc dédié que j'ai monté. Finalement, je démontre la détection d'un flux infrarouge à température ambiante par NDTPA et avec un rapport signal sur bruit de 15. Une caractérisation du photocourant mesuré permet de déterminer que la nanostructure permet un gain de 24 sur la génération de photocourant par NDTPA.Après une analyse de cette étude et de ses difficulté, je propose et fabrique une seconde génération de diode nanostructurée résonante aux longueurs d'onde de pompe et de signal. Ce nouveau design permet d'atteindre des gains théorique de l'ordre de 1500 sur la génération de photocourant par NDTPA tout en limitant le photocourant parasite généré par PASRH.Finalement, dans un dernier volet, je présente un nouveau type de nano résonateurs à haut facteur de qualité utilisé dans le cadre des diodes de seconde génération. J'en présente un modèle analytique ainsi que ses principales propriétés My thesis work is focused on infrared photodetection through non-degenerated two photons absorption (NDTPA) in a nanostructured large band-gap diode. This innovative concept is an alternative scheme for infrared detection at high operating temperatures.In a first step I will search for the key parameters of this study. I start by studying, theoretically and experimentally, the competition between two sub-gap absorption processes : the NDTPA, which is a non-linear phenomena of the third order, and the linear sub-bandgap absorption on the semiconductors defects (PASRH). Steered by the intrinsically low absorption efficiency of NDTPA, I studied the amplification of photocurrent generation through the fields concentration induced by a nanostructure.In a second time, I present the computed design, the fabrication inside a clean-room and the characterisation of two generations of nanostructured diodes. The first generation diodes are PIN junctions made of InP whose nanostructured top electrodes are mono-resonant at the signal wavelength (3.39 µm). I checked their electrical and optical properties on a dedicated bench that I designed. Finaly I demonstrate an infrared detection at room temperature through NDTPA with a signal-to-noise ratio above 15. A gain of 24 on the generation of photocurrent is attributed to the nanostructure.After an analysis of this first study, I designed and fabricated a second generation of nanostructured diode which are resonant at both the signal and the pump wavelength. This new design can theoretically achieve a gain around 1500 on the generated photocurrent while keeping the parasite PASRH photocurrent under control.Finally in a last part, I study a new high-quality factor nano-resonator which has been used in the design of the second generations diodes. I present an analytical model as well as their principals properties

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Croissant, Jonas. "NANOMÉDECINE THÉRANOSTIQUE ACTIVÉE À DEUX-PHOTONS POUR LE TRAITEMENT DU CANCER." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2014. http://www.theses.fr/2014ENCM0004/document.

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Abstract:

La nanomédecine activée à deux-photon est devenue l'un des principaux candidats à l'accomplissement de la sélectivité spatiotemporelle nécessaire pour la nanomédecine. En effet, la raison d'être de l'application médicale de nanotechnologie dans le domaine du traitement du cancer est de diminuer et supprimer les effets secondaires causés par les techniques actuelles telles que la chimiothérapie et la radiothérapie, à cause de leur manque de sélectivité. Parmi diverses nanoparticules (NPs), les nanoparticules de silice mésoporeuse (MSN) ont attiré une attention croissante dans la dernière décennie pour leur faible cytotoxicité, leur internalisation cellulaire et excrétion, et leur capacité de combiner de nombreuses fonctions à la fois pour le diagnostique et la thérapie de cancers via un seul nanovéhicule : l'ainsi appelée nanomédecine théranostique.Dans cette thèse, des MSN pour l'activation à un et deux-photon d'imagerie par fluorescence, de délivrance de principe actifs et d'acides nucléiques, et de photothérapie dynamique (PTD), seront présentées. Premièrement, le relargage contrôlé de molécules encapsulées dans des MSN fonctionnalisées avec des nanovalves est considéré par effet plasmonique. La photodégradation contrôlée de la silice soumise à l'effet photothermique de NPs d'or est ensuite étudiée. Deuxièmement, l'activation biphotonique est considérée pour la délivrance contrôlée de molécules anticancéreuses in-vitro par avec des nano-rotor et des nano-valves, ainsi que la fonctionnalisation de surface des NPs par des dérivés d'ammonium- azobenzene pour la délivrance d'acides nucléiques. Troisièmement, des MSN multifonctionnelles incorporant des photosensibilisateurs à deux-photon sont systématiquement étudiées en termes de leurs propriétés optiques et photophysiques; la sélection du meilleur matériau est suivie d'applications biomédicales in-vitro.De plus, deux types de nanomatériaux émergeant sont également élaborés pour la nanomédecine activée à deux-photon, des NPs de polysilsesquioxane pontés (BS) et d'organosilice mésoporeuse périodiques (PMO). Ces matériaux furent élaborés sans précurseur de silice (tétraéthoxysilane par exemple), et seulement à partir de bis- ou multi-organoalkoxysilane, afin d'obtenir le plus haut pourcentage de matière organique pour l'application ciblée. En conséquence, des NPs de BS et de PMO hybrides à base de disulfures se révélèrent être des outils biodégradables, et les NPs à base de photosensibilisateurs furent appliquées pour la PTD à deux-photon. Des NPs de BS et de cœur-coquille d'or-BS sont synthétisées pour d'efficaces imagerie et PTD à deux-photon, tandis que des NPs de PMO servirent de nano-plateformes théranostiques. En outre, diverse NPs de PMO multipodes à surface spécifique très élevées sont présentées pour la construction de structuration complexe à l'échelle nanométrique.Enfin, des nano-conteneurs d'MSN composées de cœur d'oxyde de fer (Fe3O4@MSN) sont décrites pour de multiples applications. D'une part, l'élaboration de NPs MSN (et PMO) magnétiques sensibles à deux-photon est étudiée en tant que perspective pour la délivrance de gène combinant l'imagerie par résonance magnétique. D'autre part, les conteneurs de Fe3O4@MSN sont misent en œuvre et appliqués pour la dépollution de métaux lourds via la fonctionnalisation d'un ligand de type acide diéthylène triamine penta acétique. L'augmentation de l'efficacité de la dépollution est étudiée par la fonctionnalisation de la surface extérieure et/ou des pores des Fe3O4@MSN Two-photon actuated nanomedicine has become one of the main proponents for the achievement of the spatiotemporal selectivity needed for nanomedicine. Indeed, the raison d'être of the medical application of nanotechnology in the field of cancer treatment is to lower and suppress the side effects caused by current techniques such as chemotherapy and radiotherapy, due to their lack of selectivity. Among various nanoparticles (NPs), mesoporous silica nanoparticles (MSN) have attracted increasing attention over the past decade for their low cytotoxicity, cellular internalization and excretion, and the ability to carry multiple features for both the diagnosis and therapy of cancers in a single nanovehicle: the so-called theranostic nanomedicine.In this dissertation, I will describe MSN for one and/or two-photon-actuated fluorescence imaging, drug-delivery, gene delivery and photodynamic therapy (PDT). First, plasmonically-triggered cargo delivery via MSN nanovalves and designed mesoporous silica photodegradation is presented. Then, in-vitro two-photon-triggered drug delivery with azobenzene-functionalized MSN such as nanoimpellers and fluorescent nanovalves, along with preliminary studies of gene delivery via ammonium-functionalized nanoimpellers are discussed. Multifunctional MSN incorporating a two-photon photosensitizer are systematically studied in terms of the resulting optical and photophysical properties of the NPs, and then used for in-vitro biomedical applications.Furthermore, two kinds of emerging nanomaterials are also designed for two-photon actuated nanomedicine, bridged silsesquioxane (BS) and periodic mesoporous organosilica (PMO) NPs. These nanomaterials are elaborated without silica precursor (e.g. tetraethoxysilane) and solely with bis- or tetra-organoalkoxysilanes, thus providing materials with the highest organic content for the targeted applications. Consequently, disulfide-based hybrid BS and PMO NPs were elaborated as biodegradable nanomedical tools, and photosensitizer-based BS and PMO NPs were used for efficient in-vitro PDT. BS and gold-BS core-shells NPs are constructed for ultrabright two-photon imaging and efficient PDT, while two-photon functionalized PMO NPs serve as theranostic nanocarriers. Besides, versatile multipodal ethylene-benzene PMO NPs with very high surface areas are presented as a promising strategy for the design of structural complexities at the nanoscale.Finally, iron oxide core MSN shell (Fe3O4@MSN) nanocontainers are described for versatile applications. The design of two-photon-sensitive magnetic MSN and PMO core-shell nanovehicles is presented as a perspective for gene delivery and magnetic resonance imaging. Furthermore, Fe3O4@MSN containers are constructed for heavy metal removal of twelve of the most toxic metal ions through the diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) ligand. The enhancement of the pollutant removal efficiency is studied by selective surface and/or porous DTPA functionalizations

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Hilico, Laurent. "Mesures de fréquences et calculs de haute précision en physique atomique et moléculaire." Habilitation à diriger des recherches, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001922.

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Abstract:

La premiere partie du manuscript concerne l'etude des performances metrologiques d'un etalon secondaire de frequence utilisant les transitions a deux photons du rubidium. La mesure de la frequence absolue de cet etalon est decrite ainsi que ses applications a la spectroscopie de l'hydrogene atomique. La seconde partie concerne le calcul tres precis des niveaux d'energie et des fonctions d'onde de l'ion moeculaire H2+, ainsi que des resonances des especes exotiques ou l'electron est remplace par un muon ou un pion. A partir des fonctions d'onde, les probabilites de transition a deux photons entre niveaux vibrationnels de H2+ sont calculees. Un nouveau shema experimental pour deduire le rapport de la masse du proton a celle de l'electron par spectroscopie de H2+ est propose et discute. Enfin, une nouvelle methode de calcul du probleme coulombien a trois corps en deux dimensions est proposee et appliquee a l'helium.

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Boitier, Fabien. "Absorption à deux photons et effets de corrélation quantique dans les semiconducteurs." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00575928.

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Abstract:

Les corrélations de photons sont à la base d'un certain nombre d'expériences et d'applications (spectroscopie de corrélation de photons, profilométrie haute résolution, cryptographie quantique, téléportation). L'évaluation de ces propriétés de corrélation revêt dès lors une importance toute particulière et correspond à la thématique dans laquelle s'inscrit ce travail de thèse de Doctorat. Tout d'abord, les concepts de compteur de photons par absorption à deux photons ont été (ré)évalués expérimentalement dans différents semiconducteurs et nous ont conduits à établir les bases d'un modèle quantique du comptage à deux photons. Par la suite, l'absorption à deux photons dans les semiconducteurs est appliquée dans une nouvelle technique qui permet la mesure du degré de cohérence d'ordre deux de sources optiques continues de faibles puissances (0,1 µW au minimum) avec une bande passante allant de 1,1 à 1,7 µm et une résolution de l'ordre de la femtoseconde. Expérimentalement, le montage est conceptuellement proche d'un interféromètre de Hanbury Brown et Twiss où, dans notre cas, les deux sous-faisceaux décalés dans le temps sont recombinés sur un compteur à deux photons. Grâce à la très large bande passante à deux photons, les corrélations de sources larges spectralement sont caractérisées au moyen de ce montage qui permet la mesure du degré de cohérence d'ordre deux de sources chaotiques aussi bien que d'un générateur paramétrique à la dégénérescence ou hors de la dégénérescence. Pour la première fois, le phénomène de bunching des photons issus d'un corps noir a été vérifié par une mesure directe. Pour ce qui est de la lumière paramétrique, après avoir développé une source de photons jumeaux, nous avons démontré que notre montage expérimental était à même de mesurer les coïncidences exactes des photons issus d'une même paire aussi bien que les coïncidences accidentelles entre photons de paires différentes en contrôlant les phénomènes de dispersion chromatiques à l'aide d'une paire de prismes. Enfin, deux modèles théoriques originaux de corrélation de photons jumeaux ont été développés, basées sur les approches quantique et classique, et sont en excellent accord avec l'ensemble de nos résultats expérimentaux.

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Taleb, Mohammed. "Emissions cohérentes par des processus résonants à deux photons dans le baryum." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376187531.

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Tran, Christine. "Développement de sondes activables à deux photons pour une utilisation en neurosciences." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCB165.

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Abstract:

Des sondes photoactivables (composés “cagés”) dérivées de la 2-hydroxyméthylène-diméthylaminoquinoléine, ont été préparées et testées pour une application en neurophysiologie. Ces sondes montrent une stabilité hydrolytique élevée et une faible fluorescence, avec des cinétiques de photofragmentation rapides sous irradiation UV (365 nm). Il en est également de même dans des conditions biphotoniques en IR proche (730 nm). Une optimisation de cette plateforme a été réalisée en modifiant la nature et la position des substituants du chromophore, en augmentant la conjugaison et en incorporant des éléments de symétrie C2 et S3, conduisant aux sondes dipolaires, quadrupolaires (dimériques) et octupolaires (trimériques) à haute sensibilité biphotonique ( < 2,50 GM). Les dérivés les plus efficaces ont été testés dans des expériences en neurophysiologie. Tandis que les dérivés de kaïnate sont suffisamment stables en solution aqueuse à pH 7,4 pour les expériences en conditions physiologiques, les dérivés de L-glutamate et GABA ont nécessité une connexion de type carbamate avec la plateforme photoactivable. Sans irradiation, les solutions « stock » de ces composés « cagés » (c = 200-300 µM) n’ont pas produit d’effets majeurs sur l'excitabilité des neurones à en juger par le manque d'effet sur l'activité neuronale ou de potentiels d’actions synaptiques spontanés provoqués par une dépolarisation. La photolyse en lumière blanche par pulses courts d’irradiation a permis la libération de substances actives en quantité suffisante pour produire de grands courants (jusqu’à 5 nA) dans les neurones de Purkinje Photosensitive molecular probes (‘caged’ compounds) derived from 2-hydroxymethylenedimethylaminoquinoline were prepared and tested for applications in neurophysiology. These compounds show high hydrolytic stability and low fluorescence, with fast fragmentation kinetics upon UV irradiation (365 nm), and under two photon photolysis conditions (730 nm). This platform was optimized by modifying the substitution pattern, increasing the conjugation length and incorporating C2 or S3 symmetry elements. Dipolar, quadrupolar (dimer) and octupolar (trimer) derivatives were thus synthesized and were found exhibiting high two-photon sensitivity ( < 2,50 GM). The most efficient probes were tested in neurophysiological experiments. While kaïnate derivatives are stable in aqueous solution at pH 7.4 in physiological conditions, L-glutamate and GABA derivatives required the use of a carbamate linker. Without irradiation, any major changes were observed on neuron excitability with “stock” solutions of these caged compounds (c = 200-300 µM), according to the lack of effects on neuron activity or action potentials evoked by depolarization. White light photolysis by short pulses generated sufficient active substances to induce large inward currents (up to 5 nA) in Purkinje neurons

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Bouazaoui, Mohamed. "Spectroscopie laser à deux photons d'ions de terres rares en milieu cristallin." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10242.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'etude du processus d'absorption a deux photons dans des ions de terres rares incorpores dans des matrices cristallines. De nouvelles transitions a deux photons ont ete observees et analysees theoriquement pour les ions eu3+ et gd3+. De plus, la variation des intensites de transitions en fonction de la polarisation a ete reproduite de maniere satisfaisante dans le cadre d'une analyse theorique comportant les termes du second ordre et du troisieme ordre de l'amplitude de probabilite d'une transition a n photons

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Taleb, Mohammed. "Émissions cohérentes par des processus résonants à deux photons dans le baryum." Nice, 1988. http://www.theses.fr/1988NICE4171.

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Abstract:

Un laser pulsé Nd-YAG, double ou triple en fréquence est utilisé pour pomper optiquement un ou deux lasers à colorant accordables. Le faisceau laser obtenu, focalise dans un caloduc en croix contenant des vapeurs de baryum (N equiv. à 10 puissance 16 à 2. 10 puissance 17 cm puissance -3), nous a permis d'identifier pour cet atome, entre 715 et 415 nm ses excitations biphotoniques ; celles-ci permettent de générer des émissions cohérentes. L'émission obtenue pour chaque excitation biphotonique a été analysée spectralement entre 850 et 270 nm, et son processus de génération identifié (émission stimulée, mixage de fréquences à 4 ou 6 photons et génération paramétrique). De plus, l'excitation du niveau 6d puissance 1 D indice 2, nous a permis d'identifier une émission U. V. Accordable sur un intervalle spectral étendu (360 à 343 nm) par un processus de génération paramétrique à 6 ondes

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FRETEL, EMMANUEL. "Spectroscopie a deux photons d'atomes de rubidium dans un piege magneto-optique." Paris, CNAM, 1997. http://www.theses.fr/1997CNAM0290.

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Abstract:

L'objet de cette these est l'etude spectroscopique d'atomes de rubidium (#8#5rb) dans un piege magneto-optique. Dans une premiere experience, nous avons realise une excitation a deux etages du systeme a trois niveaux 5#2s#1#/#2-5#2p#3#/#2-5#2d#5#/#2. Le doublet autler-townes que nous observons est en bon accord avec le modele de l'atome habille. Les spectres a deux photons sans effet doppler entre les niveaux 5#2s#1#/#2 et 5#2d#5#/#2 ont ete obtenus simultanement avec des atomes froids et dans une cellule de rubidium. Une comparaison des deux spectres permet d'estimer le deplacement lumineux du niveau fondamental perturbe par le faisceau laser de refroidissement. La largeur de la resonance a deux photons (fwhm) est egale a 2,5 mhz et est limitee par les champs servant a creer le piege. Dans une derniere experience, ces champs sont coupes et nous observons la transition a deux photons avec des atomes non perturbes. La largeur de raie est alors 1,5 mhz.

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Constantin, Florin-Lucian. "Franges de Ramsey à deux photons à très haute résolution de SF6." Paris 13, 2000. http://www.theses.fr/2000PA132028.

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Gug, Sylvestre. "Synthèse et caractérisation de groupements protecteurs photolabiles à deux photons : Applications biologiques." Strasbourg 1, 2008. http://www.theses.fr/2008STR13200.

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Abstract:

L’objet de cette thèse a été la synthèse et la caractérisation de nouveaux groupements protecteurs photolabiles par excitation bi-photonique. De nombreuses molécules (cages) ont été mise au point par d’ingénierie moléculaire de leurs propriétés photophysique et photochimique. Les différents groupements protecteurs ont par la suite été couplés au glutamate puis testés sur des cultures de neurone. L’efficacité du photoclivage par excitation biphotonique est de un à deux ordres de grandeur supérieure à celle des composés commerciaux The synthesis and the characterization of new two-photon photolabile protecting group is described in this work. Twelve molecules (cages) have been developed, following an innovative molecular engineering method. The photophysical and photochemical properties were fully characterized. These different photolabile protecting group coupled to glutamate has then been tested on neuronal culture and showed a very high efficiency

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Petrescu, Alexandru. "Topological phases with ultracold atoms and photons." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2015. https://theses.hal.science/tel-01208205/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous proposons des modèles qui présentent des phases topologiques. Ces modèles sont réalisables expérimentalement dans des systèmes d’atomes froids et dans des systèmes de circuit d’éléctrodynamique quantique. Dans la première partie de cette thèse, nous introduisons une phase topologique sur un réseau Kagomé, dont les degrés de liberté sont des photons. Nous discutons deux méthodes pour mesurer la courbure de Berry et le nombre de Chern pour les bandes de Bloch. Ces deux protocoles se basent sur la dynamique semi–classique des paquets d’onde. Nous obtenons aussi le diagramme de phases pour des bosons avec une interaction répulsive de type Bose-Hubbard sur chaque site d’un réseau hexagonal propos ́e par F. D. M. Haldane. Nous découvrons un état isolant de Mott avec des courants locaux quand la densité moyenne est d’un boson par site. Les excitations de cet isolant de Mott ont des caractéristiques topologiques. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous concentrons sur des réseaux quasi-uni-dimensionnels récemment réalisés dans des systèmes d’atomes froids. Nous étudions leurs diagrammes de phases, étant composés de phases Meissner, d’isolants de Mott chiraux, et d’états d’effet Hall quantique fractionnaire abélien We propose theoretical models that support topological phases and which are relevant to current experiments on lattices hosting photonic modes or ultracold atoms. In the first part of this thesis, we introduce a topological phase on a Kagom ́e lattice whose degrees of freedom are photons. In that context, we discuss two protocols to access the local Berry curvature and the Chern number of Bloch bands from semiclassical dynamics of wavepackets. Secondly, we obtain the phase diagram for bosons at unit filling with repulsive on–site interactions whose kinetic term corresponds to a Chern insulator defined on the honeycomb lattice. In the second part, we turn to recently realized quasi one–dimensional lattices, and un- cover their phase diagrams, comprising low–dimensional Meissner phases, chiral Mott insulating phases as well as abelian fractional quantum Hall states

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Haret, Laurent-Daniel. "Détecteur en silicium sur cristal photonique par absorption non linéaire à deux photons." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00911884.

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Abstract:

L'optique non linéaire sur silicium a pris son essor en raison des nombreuses perspectives d'applications à l'optoélectronique en circuit intégré. Pour observer des effets non-linéaires sans travailler à des puissances trop élevées, il faut utiliser des résonateurs à très haut facteur de confinement optiques (Q/V). Les microcavités à cristal photonique bidimensionnel sont une technologie mature et planaire pour réaliser de tels résonateurs sur silicium. Au cours de cette thèse, nous avons travaillé sur une application des microcavités à cristal photonique à la détection télécom. Le silicium est en effet transparent dans cette plage de longueurs d'onde, sauf si on atteint des densités de puissance élevées, auquel cas l'absorption à deux photons intervient. Le principe du détecteur repose sur l'exaltation de absorption à deux photons grâce à la microcavité en cristal photonique. La collection des porteurs ainsi générés est assurée par une jonction latérale métal-semiconducteur-métal (MSM). Nous avons d'abord étudié numériquement la viabilité du concept du détecteur sous deux aspects : collection des porteurs libres à travers le cristal photonique et influence des métallisations sur le facteur de qualité. Les modèles standards pour le courant d'obscurité et le photocourant dans les photodétecteurs MSM ont été étendus pour tenir compte du cristal photonique. La fabrication d'une jonction MSM dans le cristal photonique a fait l'objet d'un travail approfondi en salle blanche de l'IEF. La mesure du courant circulant dans le dispositif a permis de mettre en évidence un photocourant résonnant. On retiendra que la réponse peut alors atteindre 90 mA/W et que la bande-passante est supérieure au GHz. Outre la démonstration du détecteur en elle-même, des résultats originaux ont été obtenus. Nous avons montré qu'il est possible de contrôler les densités de porteurs dans les microcavités à cristal photonique en jouant sur la polarisation externe. Enfin, le détecteur est un moyen de mesurer certaines grandeurs essentielles de la physique des microcavités sur silicium, comme l'absorption linéaire résiduelle ou la résistance thermique de la cavité.

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Abdel, Rahman Attia Mohamed. "Etude théorique de l'ionisation à un, deux et trois photons du potassium atomique." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375952762.

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Hobeika, Nelly. "Photophysique et Réactivité de Photoamorceurs Activables à Deux Photons : Application à Microfabrication Multiphonique." Thesis, Mulhouse, 2013. http://www.theses.fr/2013MULH8693.

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Abstract:

L’avènement des lasers impulsionnels nanosecondes à femtosecondes a permis un développement rapide de techniques permettant de sonder et/ou de transformer les matériaux à l’échelle locale par des processus d’absorption non linéaire. Ce saut technologique a vu l’émergence de nombreuses applications associées au phénomène de confinement spatial. La stéréolithographie 3D par photopolymérisation biphotonique constitue un exemple typique d’application à forte valeur ajoutée qui offre de prometteuses perspectives en terme d’écriture à l’échelle nanométrique. Un enjeu fondamental constitue alors l’élaboration de nouveaux photoamorceurs très réactifs et activables à deux photons. Dans ce contexte, ce manuscrit présente une étude photophysique et photochimique de deux séries de photoamorceurs biphotoniques ‘Donneur/Accepteur’ intégrants des stilbènes comme relais électroniques avec pré-organisation dans des structures bichromophores. Les processus primaires photoinduits, les mécanismes de photoamorçage, la photoréactivité à l’echelle locale sont décrits et étudiés méthodiquement. Enfin, le potentiel appliqué de cette nouvelle génération de photoamorceurs est mis en évidence en microfabrication multiphotonique à travers l’élaboration de structure 3D à l’échelle µm The advent of pulsed laser technologies has promoted the rapid growth of new emerging research domains which aim at probing and/or transforming materials at local scale using non linear absorption processes. A large range of applications takes benefit of the inherent spatial containment observed in non linear absorption processes so as to control photoreactions at nm-scale. The field of multiphoton fabrication (or stereolithography) addresses this fundamental issue and has developed rapidly so that it is no longer a rapid prototyping technology but a real manufacturing technique that is commercially available. The development of multiphoton stereolitography also requires highly reactive two-photon activable (2PA) initiators whose design and elaboration are the subject of considerable molecular engineering research. In this context, the present manuscript describes the photophysical and photochemical properties of two series of 2PA initiators. Such novel D--A structures have be designed by associating distinctive Donor and Acceptor groups into stilbene arms used as ‘electron relay’ and organized into a (multi)branched architecture. The photoinduced primary processes, the global photoinitiating mechanisms as well as the photoreactivity are described methodically. We finally demonstrate the applied potential of this new type of two-photon initiators in multiphoton stereolitography

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NUNZI, DOMINIQUE J. M., and Jean Messier. "Conjugaison de phase en regime picoseconde d'absorption a deux photons dans les polydiacetylenes." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066637.

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Abstract:

Les polydiacetylenes possedent une forte absorption a deux photons a 1064 nm. Ses differents effets sur la non-linearite de conjugaison de phase sont decrits dans le cadre d'experiences realisees en regime d'impulsions picosecondes. Dans les solutions, les gels et les couches evaporees (milieux optiquement minces), la susceptibilite du troisieme ordre apparait comme une fonction croissante de l'intensite d'excitation. L'analyse de sa phase par interferometrie avec le substrat ou avec le solvant permet de comparer l'effet d'amplification avec les predictions d'un modele de niveaux atomiques peuples par absorption a deux photons et deplaces par effet stark. La reponse conjuguee en phase presente une memoire a decroissance multi-exponentielle. L'analyse de ses symetries de polarisation permet de l'attribuer a un effet uni-dimensionnel. L'etude de l'action d'un champ electrique statique intense revele qu'il s'agit d'especes chargees liees aux chaines photo-conductrices. Dans les mono-cristaux de pts (milieux optiquement epais), la reponse sature a haute intensite lumineuse. Ceci est bien pris en compte par les equations de propagation traitees en conditions de forte absorption a deux photons. L'effet est mis a profit dans une experience de conjugaison de phase sous excitation par une pompe optique externe. On demontre ainsi que la non-linearite amplifiee est une absorption a deux photons relayee par des especes absorbant en milieu de bande, elles-meme excitees par cette absorption a deux photons. Il s'agit formellement d'une absorption a quatre photons decrite par une non-linearite du septieme ordre imaginaire positive

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Bielsa, Franck. "Spectroscopie vibrationnelle à deux photons de l'ion H2+: développement d'une source laser à 9,166µm." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00199877.

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Abstract:

La détermination du rapport de la masse du proton à celle de l'électron via la spectroscopie rovibrationnelle de H2+ nécessite une détermination théorique et expérimentale des fréquences de transition avec une incertitude de l'ordre de 1 kHz. Les calculs de corrections radiatives et relativistes les plus précis atteignent aujourd'hui une incertitude de quelques dizaines de kHz, ce qui rend possible une expérience de spectroscopie haute résolution. Le dispositif expérimental que nous avons mis en place s'articule autour de deux axes. Le premier est le dispositif de préparation des ions et de détection de la transition vibrationnelle. Celui-ci se base sur la photodissociation sélective des ions H2+ confinés dans un piège de Paul hyperbolique. Le deuxième est une source laser accordable autour de 9.2 microns, spectralement étroite (au niveau du kHz) et stable, émettant 50 mW en régime continu. Cette source nous a permis de réaliser la spectroscopie haute résolution de l'acide formique.

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Porrès, Laurent. "Chromophores multipolaires pour l'absorption à deux photons : conception, synthèse, relations structures-propriétés et applications." Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN10025.

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Abstract:

L'absorption à deux photons (ADP) suscite actuellement un intérêt croissant dans la communauté scientifique, portée par ses nombreuses applications. Pour cela, le développement de nouveaux composés, spécifiquement conçus pour l'ADP, est primordial. Après un inventaire des absorbeurs biphotoniques existants, ce travail décrit la mise en place d'une ingénierie de systèmes multipolaires nanométriques, menant à de nouveaux chromophores organiques possédant de très fortes sections efficaces d'ADP. Des relations structures-propriétés, permettant l'optimisation de ces systèmes moléculaires, ont été dégagées à partir des mesures de leurs propriétés optiques linéaires et non-linéaires. L'effet de l'augmentation de la dimensionnalité de ces systèmes sur l'ADP a également été examiné, à travers l'étude de systèmes branchés. L'ingénierie développée ici a permis d'obtenir des quadripôles très efficaces en limitation optique, et des composés octupolaires pour l'imagerie du vivant dans le proche-IR.

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Bui, Ngoc Anh Thy. "Luminescence de complexes de lanthanide par effet d'antenne à deux photons : vers l'imagerie fonctionnelle." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEN021.

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Abstract:

Les ions lanthanides possèdent des propriétés photophysiques particulières, qui ont suscité une forte attention dans le développement de sondes biologiques luminescentes. En effet, les avantages que présentent leurs émissions en raies fines et caractéristiques, ainsi que leurs temps de vie de luminescence longs, permettent diverses applications en imagerie. Cependant, le faible coefficient d’absorption molaire de ces éléments conduit à préférer une excitation par le biais d’une antenne capable de transférer l’énergie au métal.Par ailleurs, l’utilisation de l’absorption biphotonique a montré de nombreux avantages, puisqu’elle permet une excitation de la molécule à une longueur d’onde deux fois plus grande que l’excitation à un photon : cette longueur d’onde peut alors se situer dans la fenêtre de transparence biologique (650 - 1100 nm).Les travaux de cette thèse visent à combiner les avantages des lanthanides avec ceux de l’excitation biphotonique. Les complexes synthétisés sont basés sur une plateforme triazacyclononane substituée par des antennes à deux-photons. Leurs propriétés spectroscopiques à un photon ont été étudiées, et ont alors permis de réaliser des images cellulaires en multiplexing à deux photons utilisant Eu3+ et Tb3+. Des sondes biphotoniques de brillance optimisée ont également été obtenues pour Sm3+, Tb3+ et Dy3+, et appliquées à l'imagerie. L’étude approfondie d’un des complexes de terbium(III) a de plus mis en évidence sa sensibilité à la viscosité. L’analyse des propriétés spectroscopiques de cette sonde a permis d'en rationaliser le comportement photophysique, ouvrant ainsi la voie à des applications originales en imagerie fonctionnelle. Enfin, nous avons montré une internalisation rapide de complexes de lanthanide cationiques de type cyclen ou cyclam par des cellules vivantes, et l'étude de ces nouvelles structures offre de nouvelles perspectives dans le développement de bio-sondes de lanthanides Lanthanide ions demonstrate peculiar photophysical properties that has attracted a substantial attention in the development of luminescent bioprobes. Indeed, the advantages stemming from their sharp and characteristic emissions, as well as their long luminescence lifetimes, enable various imaging applications. However, the weak molar extinction coefficient of these elements results in a preferential excitation through an antenna, which transfers its energy to the metal.On the other hand, biphotonic absorption showed numerous advantages, since excitation of a molecule can be achieved at a wavelength twice as high as using one-photon excitation. This wavelength may therefore reach the optical transparency window (650 - 1100 nm).The work carried out during this PhD thesis aims at combining the advantages of lanthanides with those of biphotonic excitation. The synthesized complexes are based on a triazacyclononane platform substituted with two-photon antennae. Their one-photon spectroscopic properties have been studied, and enabled to perform two-photon multiplexed cellular imaging, using Eu3+ and Tb3+. Biphotonic probes with an optimized brightness have been obtained for Sm3+, Tb3+ and Dy3+, and applied to cell imaging. The thorough study of one of the terbium(III) complexes has moreover displayed evidence of a sensitivity towards viscosity. Analyzing the spectroscopic properties of this probe has therefore allowed to rationalize its photophysical behavior, paving the way for original functional imaging applications. Lastly, a rapid internalization of cationic lanthanide complexes with a cyclen or cyclam framework by living cells has been proved. Thus, the study of these new structures presents new perspectives for the development of lanthanide bioprobes

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Fournier, Michel. "Dynamique ultrarapide de relaxation des molécules de phtalocyanines de cuivre et de nickel tétrasulfonnées pour la thérapie photodynamique du cancer à deux photons." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2002.

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Varoutsis, Spyridon. "Génération de photons uniques indiscernables par une boîte quantique semi-conductrice dans une microcavité optique." Paris 11, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011534.

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Abstract:

L'un des principaux accomplissements scientifiques du siècle dernier est sans doute le développement de la Physique Quantique. Parallèlement, notre société est entrée dans l'ère de l'information. Aujourd'hui, théorie de l'information et théorie quantique se recoupent sous un champ d'activité émergent : le traitement de l'information quantique. Ce domaine propose de tirer parti des corrélations subtiles entre états quantiques pour effectuer des opérations de communication ou de logique. Ces travaux de thèse s'inscrivent dans ce contexte. Ils visent la génération d'états quantiques de la lumière, pour tester les prévisions contre-intuitives de la mécanique quantique, mais aussi pour l'ingénierie de dispositifs de traitement de l'information quantique. Ces états quantiques sont des photons uniques indiscernables, rayonnés par des boîtes quantiques uniques. S'il est bien connu aujourd'hui que ces nano-émetteurs émettent des photons uniques, des processus rapides de décohérence propres à la physique du solide détériore l'indiscernabilité entre photons successivement émis. Pour restaurer l'indiscernabilité entre photons, le processus d'émission est accéléré en couplant la boîte au mode d'une microcavité optique (un micropilier), de sorte que les photons sont émis avant qu'ils ne soient marqués par les processus déphasants. Ainsi, nous avons pu produire des photons uniques avec un degré d'indiscernabilité supérieur à 75%. Ces photons sont alors sujets à des phénomènes d'interférence peu communs : lorsque deux photons sont incidents sur les deux ports d'entrée d'une lame séparatrice, les deux photons ressortent de la lame toujours sur le même port de sortie One of the main scientific achievement of the last century is certainly the development of quantum mechanics. Recently, computer scientists and engineers teamed with physical scientists to further our understanding of quantum phenomena, and to exploit this understanding to realize new devices with novel functionality for communication and computing, that can be directly engineered using correlations between quantum states, giving rise to a new field in physics : Quantum information science. These quantum states can be indistinguishable single photons. Our work aimed at the generation of such quantum states, from sefl-assembled quantum dots. These emitters can produce single photons on demand but the indistinguishability between photons is rapidly destroyed by decoeherence processes in the solid-state. In order to restore the indistinguishability between photons, the dot is coupled to the mode of a micropilar cavity, that accelerates its spontaneous emission rate by a factor 25, so that the photons are emitted before being “marked” by dephasing mechanisms. This acceleration leads to the generation of indistinguishable single photons with a degree of indistinguishability as high as 75%. In this context, two-photon interference phenomena occur, whereby two single photons entering the two input ports of a beamsplitter, emerge from the beamsplitter both in the same output port, as if they had "coalesced" into a two-photon state

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Dissertations / Theses on the topic 'Transition à deux photons'

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