[ca] En aquesta tesi, proposem i demostrem un mètode basat en cavitats òptiques per a la detecció millorada de la rotació de polarització (rotació de Faraday). L'objectiu d'aquesta tècnica és detectar efectes magnètics en materials transparents amb més sensibilitat a la mateixa pertorbació òptica del medi atòmic. Utilitzem el càlcul matricial de Jones per calcular lefecte de la rotació de la polarització en una cavitat òptica que conté el material magnètic. En el càlcul s'han inclòs diversos efectes dissipatoris, com les pèrdues per transmissió al segon mirall de la cavitat, entre d'altres. Els resultats mostren que per mesurar la rotació de la polarització, la detecció de la llum transmesa té avantatges en termes de linealitat i simplicitat pel que fa a la detecció de la llum reflectida. També mostrem la descripció teòrica de l'efecte d'una estructura de confinament òptica usada per posicionar els àtoms d'un gas atòmic ultrafred als antinodes de la llum de sondeig. Això dóna lloc a un augment de l'acoblament àtom-llum i, per tant, a la millora del mètode basat en la cavitat òptica. La llum de confinament també es fa servir per estabilitzar la cavitat. Després descrivim la realització experimental de la cavitat òptica i demostrem la teoria descrita comparant la rotació de Faraday mesurada en un gas atòmic de Rb en dues situacions: la geometria de pas únic i la millorada per la cavitat òptica. Observem la millora deguda a la cavitat en concordança amb les prediccions teòriques. També demostrem la detecció limitada pel soroll quàntic de la rotació de la polarització de la llum de sondeig en un règim d'angle petit d'aquesta rotació. Concloem amb el càlcul de l'efecte de spin-squeezing degut a la detecció millorada per la cavitat òptica en núvols d'àtoms freds i ultrafreds. L'ús de la cavitat òptica testejada resulta en un efecte de spin-squeezing 5 dB més gran que en el cas de la geometria de pas únic.

[en] In this work we propose and demonstrate cavity-enhanced polarization rotation to detect magnetic effects in transparent media with greater sensitivity at equal optical disturbance to the atomic medium. We use the Jones calculus to compute the effective polarization rotation effect in a cavity containing a magnetic medium. We include the losses due to enclosure window or other sources. The results show that to measure polarization rotation collecting the transmitted light has advantages in terms of linearity and simplicity with respect to collecting the reflected light. We show also the description of a "commensurate lattice'', to position the atoms at the anti-nodes of the probing light: this increases the atom-light coupling and therefore the cavity enhancement. The trapping light is also used to stabilize the cavity. Then we describe the experimental realization of the cavity and we demonstrate the theory described by measuring the Faraday rotation in a Rb-87 atomic ensemble in the single-pass and cavity enhanced geometries. We observe the enhancement given by the cavity in good agreement with the theoretical predictions. We also demonstrate shot-noise-limited operation of the enhanced rotation scheme in a small angle regime. We conclude with the expected squeezing effect given by the cavity in a cold and ultra-cold ensembles. The cavity tested gives a measurement squeezing 5 dB larger with respect to the SP case.