Stages  | Offre de stage  | lundi 25 novembre 2013
Page modifiée le mardi 10 janvier 2017
Offre de stage
Mise en ligne le lundi 25 novembre 2013

Contexte
La mise en œuvre de lasers de fréquence ultra-stable est indispensable pour le développement d’horloges optiques et pour de nombreuses mesures de très haute précision, que ce soit avec des atomes froids ou avec des molécules par spectroscopie à ultra-haute résolution. Ainsi nous développons actuellement une expérience de test de la non-conservation de la parité dans les molécules, qui consiste à mesurer une différence entre les fréquences d’absorption de molécules chirales. Cette différence devrait être de l’ordre de 10-14 en valeur relative et sa mesure nécessite donc des lasers dont la fréquence soit extrêmement bien contrôlée.
 
 
Objectif du stage
L’objectif du stage sera de stabiliser la fréquence d’un laser à fibre émettant à 1.54 µm sur une cavité Fabry-Perot ultrastable de haute finesse. Cette cavité a été optimisée pour minimiser sa sensibilité aux vibrations et aux fluctuations thermiques, elle est montée sous vide et disposée sur une table anti-vibrations. La finesse est de 800 000. Le montage de stabilisation en fréquence sera de type Pound-Drever-Hall. La stabilité attendue est de l’ordre de 10-15 en valeur relative pour un temps de mesure de 1 s.
Le laser stabilisé servira ensuite de référence de fréquence pour stabiliser plusieurs autres lasers : lasers à cascade quantique émettant vers 10 µm (ou 30 THz), ou lasers visibles vers 700 nm. Pour cela on utilisera un peigne de fréquences optiques  constitué d’un laser à fibre femtoseconde émettant vers 1.5 µm.
 
Description du stage
Le stage se déroulera suivant trois étapes successives :
- La première étape consistera à réaliser l’alignement optique de la cavité Fabry-Perot et du montage optique de stabilisation Pound-Drever-Hall. Le stagiaire devra alors se familiariser avec l’optique gaussienne, les cavités de haute finesse et les lasers infrarouges.
- Le stagiaire devra ensuite mettre en œuvre la stabilisation de fréquence et caractériser les performances de stabilité du laser asservi. Pour cela, il mesurera la fréquence du laser asservi par comparaison avec celle d’un laser ultrastable de référence, qui est situé au laboratoire Syrte de l’Observatoire de Paris et est transféré au LPL par un lien optique fibré de 43 km. Ce laser de référence est contrôlé en fréquence par rapport aux meilleures horloges du Syrte.
- Enfin, le stagiaire pourra contrôler la fréquence de répétition du laser femtoseconde sur le laser stabilisé. Il lui faudra alors détecter le battement entre le laser stabilisé et le mode le plus proche du peigne de fréquences et stabiliser la fréquence de ce battement à l’aide du dispositif électronique déjà en place.
 
 
Mots clés : Cavité ultra-stable, stabilisation de lasers, laser femtoseconde, transfert de fréquence, spectroscopie             
 
Qualités du candidat requises :
Niveau master 2, fin de cycle ingénieur, goût pour l’expérience et l’optique
 
Possibilité de poursuivre en thèse ? oui
 
 

Stabilisation d’un laser sur une cavité ultra-stable de haute finesse pour des mesures spectroscopiques de très haute sensibilité



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