Shambo MUKHERJEE : "Réalisation d'un interféromètre optique de Fabry-Pérot à faibles sensibilités thermique et accélérométrique"

Résumé : La quête de stabilité dans la technologie des lasers a conduit à des avancées significatives dans les domaines de l'optique et de la physique atomique. La capacité à contrôler la fréquence d'un laser avec une grande précision est essentielle dans les tests de physique fondamentale et les applications nécessitant des mesures exactes. Les lasers à largeur de raie ultra-fine sont à la pointe de ces domaines, offrant une résoution sans précédent en émettant de la lumière avec une fréquence très stable. Cette thèse porte sur le développement et le fonctionnement d'un laser ultra-stable transportable, qui utilise une cavité Fabry-Pérot de haute finesse avec une longueur optique de 25 mm. La cavité est basée sur un verre ULE à très faible expansion thermique et des miroirs en silice fondue contactés optiquement avec des revêtements cristallins en AlGaAs. Le choix de l'ULE pour la construction de la cavité minimise les effets des fluctuations de température, maintenant ainsi une longueur optique constante et améliorant la stabilité de fréquence. La cavité est conçue pour maintenir une performance optimale dans diverses conditions environnementales, spécifiquement à température ambiante. Une avancée significative pérsentée dans cette thèse est l'application d'une technique de stabilisation de fréquence numérique utilisant un système de contrôle basé sur FPGA. Cette méthode se distingue des contrôles analogiques traditionnels, offrant une meilleure stabilité, une complexité réduite et une meilleure capacité d'adaptation. Une stabilité relative de fréquence de 1e-15 à une seconde est attendue pour ce laser ultra stable. La stabilisation de la fréquence du laser dans un format transportable présente de nombreux défis, principalement en raison des variables environnementales telles que les changements de température et les vibrations mécaniques. Cette thèse explore ces défis en détail, fournissant une analyse des instabilités potentielles et discutant des différentes stratégies pour les atténuer. Des techniques telles que l'amélioration de l'isolation de la cavité, l'optimisation des configurations géométriques et les mécanismes de rétro-action électronique avancés sont évalués. Cette thèse présente un nouveau système de dissémination de fréquence optique qui élargit les applications pratiques des lasers ultra-stables.[...]

Composition du jury :

Yann KERSALÉ, Professeur des universités, Université Bourgogne Franche-Comté, Directeur de thèse

Marie HOUSSIN, Professeure des universités, Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires (UMR 7345 PIIM), Rapporteur

Thomas LEGERO, Docteur PTB, Braunschweig, Rapporteur

Jérôme DELPORTE, Docteur, CNES, Examinateur

Francois VERNOTTE, Professeur des universités, Université Bourgogne Franche-Comté, Examinateur

Clément LACROUTE, Docteur, Université Bourgogne Franche-Comté, Co-Directeur de thèse

Localisation : SUPMICROTECH - ENSMM 26, rue de l'Epitaphe 25000 BESANCON - salle Amphitheâtre Jules Haag