Interférométrie quantique en lumière blanche - Application à la mesure de la dispersion chromatique

Sébastien Tanzilli (1)

1 LPMC - Laboratoire de physique de la matière condensée

Le concept d’interférométrie quantique en lumière blanche est introduit et appliqué à la mesure de dispersion chromatique avec une précision inégalée. Dans cette présentation, nous introduirons d’abord le concept de l’interférométrie quantique en lumière blanche avec un état N00N à deux photons (N = 2). Nous montrerons que la phase optique peut être déduite de la mesure d’un interférogramme dans le domaine spectral. Hormis le doublage de la sensibilité en phase, nous montrerons également que l’interférométrie quantique apporte plusieurs avantages importants qui dépassent les capacités de l’interférométrie en lumière blanche standard. Par exemple, la version quantique ne nécessite pas que l’interféromètre soit équilibré, permettant ainsi des séries de me- sures avec des échantillons possédant diverses épaisseurs et/ou propriétés optiques. Par ailleurs, pour les mesures de la dispersion chromatique, le traitement des données est considérablement simplifié. Ceci est rendu possible grâce à l’intrication en énergie-temps portée par les paires de photons qui induit l’annulation automatique du terme (parasite) de la dispersion au troisième ordre. L’exploitation de ces avantages nous a permis d’effectuer une mesure de la dispersion chromatique dans une fibre optique standard (longueur de 1 m) avec une précision qui dépasse l’état de l’art par un facteur 2.6, bien que nous utilisions ∼ 20 fois moins de photons en moyenne sur la fenêtre spectrale d’observation, par rapport aux meilleurs réalisations classiques. La combinaison des avantages fondamentaux (sensibilité en phase doublée) et conceptuels (pas de nécessité d’équilibrer l’interféromètre, traitement de données simplifié, moins de photons nécessaires) permet d’effectuer les mesures dans des temps comparables à ceux des appareils classiques. Notre approche représente ainsi une méthode très intéressante pour les applications de la métrologie quantique en dehors du laboratoire.

Mots clés: Dispersion chromatique; intrication photonique; métrologie quantique

Domaines: Physique Quantique [quant-ph]

Sébastien Tanzilli. Interférométrie quantique en lumière blanche - Application à la mesure de la dispersion chromatique. OPTIQUE Bordeaux 2016 - Colloque sur les Lasers et l'Optique Quantique (COLOQ), Société Française d'Optique (SFO), Jul 2016, Bordeaux, France. ⟨hal-01326338⟩