Résumé

Dans ce mémoire nous présentons des sources ultra-froides utilisant des condensats de Bose-Einstein pour des applications en interféromètrie et physique atomique.

Nous produisons un laser à atomes de 87Rb par couplage optique Raman. Initialement piégés magnétiquement, les atomes sont transférés dans un état insensible aux champs magnétiques et tombent sous l’effet de la gravité. Nous montrons qu’à l’inverse d’une méthode d’extraction Radio-Fréquence l’impulsion transférée aux atomes permet de réduire la divergence et d’améliorer le profil spatial du faisceau atomique. Nous prouvons que chacun des deux faisceaux Raman peut être utilisé indépendemment pour diffracter le laser à atomes de manière efficace et cohérente en utilisant une fraction de lumière rétro-diffusée. La dynamique des lasers à atomes extraits par couplage RF est également étudiée théoriquement.

Nous détaillons ensuite les améliorations apportées au dispositif expérimental permettant de condenser des atomes d’hélium métastable (4He*). Nous décrivons l’ensemble du nouveau système laser destiné au piégeage et au ralentissement des atomes, ainsi qu’à leur transfert dans des pièges optiques. L’ajout d’un multiplicateur d’électrons fournit une méthode de détection non-destructive en temps réel fondée sur les collisions Penning. Enfin, nous présentons un nouveau piège magnétique à grande accessibilité optique, conçu et construit pour produire un condensat d’atomes 4He* et le transférer, in-situ, dans un réseau optique à 3 dimensions.