Jana EL BADAWI : "Développements théoriques et expérimentaux pour un laser superradiant continu"

Résumé : Le domaine de la métrologie du temps et des fréquences a connu des avancées majeures grâce aux progrès dans la stabilisation des lasers, les peignes de fréquences optiques et le contrôle des atomes ultrafroids. Ces développements ont permis des applications allant de la navigation à la physique fondamentale, où la mesure du temps atteint une précision inédite. Au cœur de ces réalisations se trouvent les horloges atomiques, dont la fréquence repose sur une transition stable. Les horloges optiques, basées sur des transitions de très haute fréquence, dépassent aujourd’hui les standards micro-ondes, atteignant des incertitudes relatives de l’ordre de 10⁻¹⁹. Malgré leurs performances remarquables, les horloges optiques actuelles sont limitées par le bruit thermique des cavités utilisées comme références passives. Pour dépasser cette limite, des approches actives ont été explorées, telles que les lasers superradiants, où les atomes eux-mêmes génèrent le champ optique stable. Fonctionnant dans le régime de mauvaise cavité, ces lasers émettent à une fréquence indépendante des fluctuations de la cavité, ouvrant la voie à une nouvelle génération de références optiques. Ce travail s’inscrit dans le développement d’un laser superradiant continu à base d’atomes de ytterbium froids. L’objectif est de démontrer une émission superradiante stable sur la transition étroite à 578 nm en régime continu, à l’aide d’un transport atomique séquentiel et d’un repompage incohérent. L’installation expérimentale comprend un four atomique, un ralentisseur Zeeman, un piège magnéto-optique et une cavité optique de haute finesse fonctionnant en régime de mauvaise cavité.[...]

Composition du jury : 

Marion DELEHAYE Chargée de recherche Université Marie et Louis Pasteur CoDirecteur de thèse
Bruno LABURTHE-TOLRA Directeur de recherche Université Paris 13, Rapporteur
Helmut RITSCH Professeur des universités Université d'Innsbruck Rapporteur
Fabrice DEVAUX Professeur des universités Université Marie et Louis Pasteur Examinateur
Bess FANG Astronome adjoint Observatoire de Paris-PSL Examinateur
Bruno BELLOMO Maître de conférences Université Marie et Louis Pasteur Co-encadrant de thèse

Localisation : SupMicrotech École Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques 26, rue de l’Épitaphe 25000 BESANÇON - salle Amphithéâtre Jules Haag