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11	Vers le contrôle de l'alignement et de l'orientation : théorie et expérience / Towards control of molecular alignement and orientation : an experimental and theoretical approach Tehini, Ronald 13 December 2010 (has links) Cette thèse traite du contrôle et de la caractérisation de l'alignement et de l'orientation du point de vue théorique et expérimental. L'alignement d'une molécule linéaire consiste à obtenir une probabilité élevée de localisation de l'axe internucléaire symétrique autour de l'axe de polarisation du champ tandis que l'orientation privilégie un sens particulier le long du champ. L'orientation à l'aide d'impulsions bi couleur (2+1) non résonnantes est étudiée en détail et les conditions permettant d'obtenir une orientation efficace sont examinées. Un schéma bi couleur où la deuxième harmonique est en quasi-résonance avec un niveau vibrationnel de la molécule est également étudié. Cette technique présente l'avantage d'offrir un paramètre supplémentaire à savoir l'écart à la résonance qui peut être ajusté de manière à optimiser l'orientation moléculaire. Finalement une nouvelle technique expérimentale de détection de l'alignement moléculaire est présentée. Celle-ci permet une détection monocoup de l'alignement moléculaire sur une étendue temporelle jusqu'alors inégalée. / This thesis is about the control and characterisation of the alignment and orientation of molecules by ultra short laser pulses on a theoretical and experimental approach. Alignment corresponds to a symmetric angular distribution of the molecular axis peaked along the laser field axis, whereas orientation provides an asymmetric distribution favouring one spatial direction. Orientation by sudden two-colour (2+1) pulses is studied extensively for the non resonant case and conditions required for achieving significant orientation are explored. A second two-colour scheme, where the second harmonic is in quasi resonance with a vibrational level of the molecule, is also presented and discussed. The last technique has the advantage to offer the detuning of the laser frequency as an additional free parameter, which can be adjusted to enhance molecular orientation. A new experimental polarization imaging 2D technique for the detection alignment is also developed. Experimental results on single shot detection of molecular alignment achieved over an unprecedented temporal span are presented. Alignement moléculaire Orientation moléculaire Champ bi couleur Moment angulaire Polarisabilité Hyperpolarisabilité Control cohérent Paquet d'ondes rotationnelles Biréfringence Impulsions laser ultracourtes Excitation rovibrationnelle Interférences Molécule NO Molécule CO2 Molécule N2 Molecular alignment Molecular orientation Angular momentum Two-colour field Polarizability Hyperpolarizability Coherent control Rotational wave packet Phase control Birefringence Single-shot detection Ultra short laser Rovibrational excitation NO molecule CO2 molecule N2 molecule 539
12	Développement de nouvelles techniques de contrôle optimal en dynamique quantique : de la Résonance Magnétique Nucléaire à la physique moléculaire / Developement of new techniques of Optimal Control in Quantum Dynamics : from nuclear magnetic resonance to molecular physics Lapert, Marc 12 October 2011 (has links) L’objectif de cette thèse est d’appliquer la théorie du contrôle optimal à la dynamique de systèmes quantiques. Le premier point consiste à introduire dans le domaine du contrôle quantique des outils de contrôle optimal initialement développés en mathématique. Cette approche a ensuite été appliquée sur différent types de systèmes quantiques décrit par une grande ou une petite dimension. La première partie du manuscrit introduit les différents outils de contrôles utilisés avec une approche adaptée à un public de physiciens. Dans la seconde partie, ces techniques sont utilisées pour contrôler la dynamique des spins en RMN et IRM. La troisième partie s’intéresse au développement de nouveaux algorithmes itératifs de contrôle optimal appliqués au contrôle par champ laser de la dynamique rotationnelle des molécules linéaires en phases gazeuse ainsi qu’au développement d’une stratégie de contrôle simple permettant de délocaliser une molécule dans un plan. La quatrième partie traite le contrôle en temps minimum d’un condensat de Bose-Einstein à deux composantes. La dernière partie permet de comparer qualitativement et quantitativement les différentes méthodes de contrôle optimal utilisées. Les seconde et troisième parties ont également bénéficier de l’implémentation expérimentale des solutions de contrôle optimal obtenues. / The goal of this thesis is to apply the optimal control theory to the dynamics of quantum systems.The first part aim at introducing the tools of optimal control in quantum control which were initially developedin mathematics. This approch has been applied on different kinds of quantum system with small and largedimensions. The first part of this manuscript introduces the optimal control tools which are used with a pointof view suited to a public of physicists. In the second part these techniques are used to control the dynamics ofspins in NMR and MRI. The third part deals with the development of new iterative algorithms applied to thecontrol by laser fields of the rotational dynamics of linear molecules in a gaz phases and the development of asimple control strategy allowing to delocalize a molecule in a plan. The fourth part treats the time-minimumcontrol of a two-component Bose Einstein condensate. The last part compares the different optimal controlmethods used qualitatively and quantitatively. The solution found in the second and third parts have been alsoapplied experimentally. Contrôle optimal Contrôle quantique Principe du maximum de Pontryagin (PMP) Résonance magnétique nucléaire (RMN) Alignement moléculaire Contrôle local Algorithme monotone Algorithme de Krotov GRAPE Jonction Josephon bosonique Optimal Control Quantum Control Pontryagin Maximum Principle (PMP) Magnetic Resonance Imaging (MRI) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Molecular Alignment Local Control Monotonic Algorihtm Krotov Algorithm GRAPE Bosonic Josephson Junction (BJJ) 539

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Vers le contrôle de l'alignement et de l'orientation : théorie et expérience / Towards control of molecular alignement and orientation : an experimental and theoretical approach

Développement de nouvelles techniques de contrôle optimal en dynamique quantique : de la Résonance Magnétique Nucléaire à la physique moléculaire / Developement of new techniques of Optimal Control in Quantum Dynamics : from nuclear magnetic resonance to molecular physics