Stages  | Offre de stage  | lundi 03 novembre 2014
Page modifiée le mardi 10 janvier 2017
Offre de stage
Mise en ligne le lundi 03 novembre 2014

Sujet du stage Contexte

La mise en oeuvre de lasers de fréquence ultra-stable est indispensable pour développer des horloges optiques et pour tester avec une très grande précision les théories modernes de la physique. Ces mesures de précision, traditionnellement réalisées sur des atomes, sont en train de s’étendre aux molécules, dont la structure plus riche permet de sonder des phénomènes plus complexes et d’obtenir de meilleures sensibilités à certains processus physiques.
Dans notre groupe, nous développons actuellement une expérience de test de la non-conservation de la parité dans les molécules, afin de sonder les effets de l’interaction faible dans les molécules et explorer les limites du modèle standard. Nous voulons mesurer une différence entre les fréquences d’absorption de molécules chirales, qui devrait être de l’ordre de quelques 10-14 en valeur relative. Cette mesure nécessite donc des lasers dont la fréquence soit extrêmement bien contrôlée.

Objectif du stage
L’objectif du stage sera de réaliser un dispositif de contrôle très précis de la fréquence d’un laser à cascade quantique (QCL), qui permettra à la fois de balayer la fréquence du QCL, de réduire ses fluctuations de fréquences et d’avoir accès à sa fréquence absolue. La fréquence de la QCL sera stabilisée avec un peigne de fréquence, lui-même stabilisé sur un laser ultra-stable émettant à 1.54 µm ou sur un signal de référence de type GPS. La largeur de raie attendue est inférieure à 1 Hz et la précision sur la fréquence du laser devrait atteindre 10-14. Nous utiliserons ce laser stabilisé pour une expérience de spectroscopie à très haute résolution de l’acétylène qui devrait permettre un gain de 2 ordres de grandeur sur les fréquences des raies mesurées.

Description du stage
Le stage se déroulera suivant trois étapes successives :
- La première étape consistera à comprendre le dispositif de stabilisation de fréquence déjà en place et à apprendre à le faire fonctionner.
- Le stagiaire devra ensuite mettre en oeuvre le dispositif de balayage en fréquence du QCL stabilisé. Pour obtenir une très large plage de balayage (plusieurs centaines de MHz), il faudra balayer le signal de référence qui permet de stabiliser le peigne de fréquence. Cela entrainera le balayage de la fréquence de répétition du peigne de fréquence et donc du QCL asservi sur ce peigne.
- Enfin, le stagiaire utilisera le QCL asservi et balayé pour une expérience de spectroscopie à haute résolution. Il utilisera un dispositif optique permettant de coupler le QCL avec une cellule d’absorption multi-passage. Plusieurs raies de l’acétylène seront sondées en absorption linéaire et en absorption saturée. Les raies d’absorption devront être analysées pour en déduire la fréquence centrale des raies et l’incertitude de mesure. Une comparaison avec les données bibliographiques sera également réalisée.


Mots clés : 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, monitorat assuré.


Contact

Stabilisation d’un laser à cascade quantique sur un peigne de fréquence et spectroscopie à haute résolution de l’acétylène



© 1998 - 2017 Laboratoire de physique des lasers (LPL). Tous droits réservés.
Université Paris 13 (UP13) - Institut Galilée - CNRS LPL UMR7538
99, av. J.B. Clément - 93430 VILLETANEUSE - FRANCE
Logo IG
Logo UP13
Membre fondateur de
Logo PRES Sorbonne Paris Cité
Logo Campus Condorcet
Logo CNRS