Gnatiessoro SORO : "Imagerie quantique dans les milieux diffusants"

Résumé : 

Depuis les années 2010, l'étude du phénomène d'interférence à deux photons en présence d'un milieu diffusant a connu un progrès significatif. Cette thèse d'inscrit dans cette dynamique à travers l'étude des corrélations quantiques spatiales entre des paires de photons intriqués de haute dimensionnalité générées par l'émission paramétrique spontanée et détectées à l'aide de caméras EMCCD. Dans ce manuscrit, nous présentons le principe de la génération des paires de photons intriqués et la méthode de mesure expérimentale des corrélations quantiques spatiales entre ces photons. Ensuite, nous introduisons un modèle numérique de la fonction d'onde du biphoton permettant de simuler la propagation des paires de photons intriqués à travers un milieu diffusant mince et épais et nous présentons les résultats expérimentaux correspondant. Dans le cas d'un diffuseur mince, nous démontrons que la distribution de la fonction de corrélation quantique en champ lointain décrit un speckle si le faisceau pompe est suffisamment large dans le plan du cristal, tandis qu'en champ proche, le contraste du speckle de corrélation est réduit. Dans le cas d'un diffuseur épais, nous démontrons que la fonction de corrélation décrit, dans les deux espaces, une structure granulaire avec un faible contraste. Enfin, en utilisant un SLM nous démontrons d'une part qu'à travers une méthode itérative, il est possible de focaliser un faisceau cohérent sur
une cible situé derrière un diffuseur avec les mêmes performances que la méthode basée sur la matrice de transmission du diffuseur. D'autre part,en absence de diffuseur, nous démontrons expérimentalement qu'il est possible de manipuler les corrélations quantiques spatiales entre les paires de photons intriqués. En présence d'un diffuseur nous démontrons numériquement qu'il est possible de focaliser les corrélations quantiques spatiales sur une cible située derrière le milieu diffusant.

Composition du jury :

M. Fabrice DEVAUX Professeur des universités Université Bourgogne Franche-Comté Directeur de thèse
M. Mikhail KOLOBOV Professeur des universités Université de Lille Rapporteur
M. Eric LANTZ Professeur des universités Université Bourgogne Franche-Comté Co-directeur de thèse
M. Sylvain GIGAN Professeur des universités Université Pierre et Marie Curie Rapporteur
M. Maxime JACQUOT Professeur des universités Université Bourgogne Franche-Comté Examinateur
M. Sébastien POPOFF Chargé de recherche Institut Langevin, ESPCI Paris Examinateur

Localisation : Amphithéatre J-J Gagnepain - Institut FEMTO-ST 15B, Avenue des Montboucons 25000 Besançon