Santerelli Falzon TETSING TALLA : "Laser stabilisé en fréquence sur une cavité Fabry-Pérot à très basse température"

Résumé : Nous présentons dans cette thèse, le développement d’un laser stabilisé en fréquence sur une cavité Fabry-Pérot à très basse température. Nous avons utilisé une cavité optique conçue à partir d’un bloc de silicium, portée à une température de 18.1 K. Un cryogénérateur à faibles vibrations à tube pulsé est utilisé pour refroidir la cavité autour de la température optimale souhaitée. Le fait de travailler à cette température où le coefficient de dilatation thermique est faible, et la réduction des contraintes mécaniques agissant sur la cavité, offrent la possibilité d’atteindre des performances du laser stabilisé en dessous de 1 × 10^{-16} sur des temps courts, pour répondre aux besoins des horloges optiques. Notre système est constitué d’un laser fibré à 1542 nm, dont la fréquence est asservie sur la fréquence d’un mode de résonance de la cavité, via la technique Pound-Drever-Hall. Cette cavité fait 14 cm de longueur et un revêtement diélectrique a été déposé sur le substrat des miroirs. Dans ces travaux, nous avons également mis en place un système de contrôle de la modulation d’amplitude résiduelle, qui fait partie des principales limitations des performances du laser ultra-stable. Pour cette cavité, on montre également que la limite théorique, fixée par le bruit thermique de la cavité et évaluée en terme de stabilité relative de fréquence, est d’environ 3 × 10^{-17}. 

Composition du jury :

M. Yann KERSALE, Professeur, ENSMM, Directeur de thèse
M. Jacques MILLO, Ingénieur de Recherche, ENSMM, Co-encadrant
M. François VERNOTTE, Professeur, Université de Franche-Comté, Examinateur
M. Olivier LLOPIS, Directeur de Recherche CNRS, LAAS - Toulouse, Rapporteur
M. Yann LE COQ, Ingénieur de Recherche CNRS, HDR, SYRTE - Observatoire de Paris, Rapporteur

Localisation : Salle 1 (N° 0.82.19) du bâtiment Transfert de l'ENSMM (26 rue de l'épitaphe, 25030 Besançon cedex)