Hollow-core fibre based microwave clock

Sujets de thèse 2013

Intitulé de la thèse
Hollow-core fibre based microwave clock
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Physique
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
GPPMM group
XLIM Research Institute
University of Limoges
France
Laboratoire d’accueil : XLIM/PHOTONIQUE

Présentation de l’équipe de recherche
The Gas-Phase Photonic and Microwave Materials (GPPMM) is a newly established research group of XLIM Research institute. It stems from Prof. Benabid GPPM (Gas-Phase Photonic Materials) research group at the University of Bath which is now transferred with all the laboratory equipments to XLIM on one hand, and from the pre-existing experience and facilities of XLIM in optical fiber on the other hand. The GPPM has been the world pioneering and leading research group on hollow-core PCF and its applications for gas-phase materials based quantum and nonlinear optics. This international leadership is substantiated by a recent report by the Institute of Physics (IOP) and the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC, UK) on the research of optics and photonics in the United Kingdom, which has ranked Prof. Benabid’s GPPM as a word-leading research group (see footnote1 for the internet link). A further example of this pioneering and leading role was demonstrated during the leading conference in laser and optoelectronic CLEO 2008, Baltimore, US, where the GPPM group contribution to the “symposium on hollow-core photonic crystal fiber” represented 45% of the 20 presented papers. In parallel, XLIM work on photonic crystal fiber has enjoyed an international standing. Within the context of topic of the present project, the GPPMM is involved in international collaboration with the University of Oregon to develop photonic materials for quantum information applications. This project will capitalise on GPPMM pioneering work on frequency conversion in gas-filled HC-PCF.

Résumé de la thèse en français
L’ensemble du projet est de développer ce qui serait la première horloge atomique micro-ondes tout-fibrée. Cela consiste à utiliser une fibre à cœur creux remplie à température ambiante de vapeur Rb ou Cs pour sonder une sensibilité de transition micro-ondes des atomes confinés. Les techniques spectroscopiques à base de résonances magnéto-optiques (morse) seront adaptées et utilisés pour sonder avec précision les résonances micro-ondes avec un système de détection optique. En utilisant une transition d’horloge de l’atome piégé aux micro-ondes on peut verrouillé des fréquences optiques avec une très grande précision. L’influence des interactions van der Waals entre les atomes et les murs de surface ainsi que les décalages de fréquence de collision sera explorée.

Résumé de la thèse en anglais
The overall project is to develop what would the first all-fibre atomic microwave clock. It consists of using a hollow-core fibre filled with room-temperature Rb or Cs-vapour to sensitively probe a microwave transition of the confined atoms. Techniques from magneto-optical-resonance spectroscopy (morse) will be adapted and used to sensitively probe microwave resonances with an optical detection system. Using a clock transition of the trapped atom the microwave can be locked with very high-precision. The influence of van-der-Waals interactions between the atoms and the surface walls as well as collisional frequency shifts will be mapped out.

Description complète du sujet de thèse
L’ensemble du projet est de développer ce qui serait la première horloge atomique micro-ondes tout-fibrée. Cela consiste à utiliser une fibre à cœur creux remplie à température ambiante de vapeur Rb ou Cs pour sonder une sensibilité de transition micro-ondes des atomes confinés. Les techniques spectroscopiques à base de résonances magnéto-optiques (morse) seront adaptées et utilisés pour sonder avec précision les résonances micro-ondes avec un système de détection optique. En utilisant une transition d’horloge de l’atome piégé aux micro-ondes on peut verrouillé des fréquences optiques avec une très grande précision. L’influence des interactions van der Waals entre les atomes et les murs de surface ainsi que les décalages de fréquence de collision sera explorée.

Objectifs scientifiques de la thèse

Les compétences attendues à l’issue de la thèse seront:
– connaissance forte dans le domaine des horloges atomiques, métrologie et si possible des matériaux
– Connaissance concernant la conception et la fabrication de fibres optiques
– Connaissance dans la caractérisation des procédés linéaires et nonlinéaires dans les fibres optiques
– Forte expérience dans la diffusion de la culture scientifique (communications internationales, articles, séminaires, …)
– Forte autonomie attendue

Compétences à l’issue de la thèse

Les compétences attendues à l’issue de la thèse seront:
– connaissance forte dans le domaine des horloges atomiques, métrologie et si possible des matériaux
– Connaissance concernant la conception et la fabrication de fibres optiques
– Connaissance dans la caractérisation des procédés linéaires et nonlinéaires dans les fibres optiques
– Forte expérience dans la diffusion de la culture scientifique (communications internationales, articles, séminaires, …)
– Forte autonomie attendue

Mots clés (séparés par des virgules)
Atomique clock; fibre optique, photonique des structures à bandes interdites, interaction gaz/lumière, effet nonlinéaire.
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Modalité de dépôt des candidatures
Please send an email to f.benabid@xlim.fr

Directeur de thèse
Prof. Benabid F.
Adresse mail du directeur de thèse : f.benabid@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 0555457385

Co-directeur de thèse
Dr. GEROME F.
Adresse mail du co-directeur de thèse : gerome@xlim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 0555457385
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON

Action transverse concernée et justification
GPPMM group

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