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Page modifiée le mardi 09 avril 2013
Thèse
Présentée pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l'Université Paris 13 par
Bruno Chanteau
Laboratoire de Physique des Lasers, LPL
Université Paris 13 - Institut Galilée
CNRS UMR7538
99, av. J.B. Clément
93430 Villetaneuse - France
Mardi 17 décembre 2013 à 14:00
Salle : Amphi. COPERNIC - Institut Galilée

Cette thèse porte sur le transfert d’une référence de fréquence optique ultra-stable grâce à un lien optique et son application à la stabilisation en fréquence d’un laser moyen-infrarouge. Un lien optique permet de transférer une fréquence ultra-stable par fibre optique sans dégrader sa stabilité grâce à une compensation du bruit apportée lors de la propagation. Nous avons étendu cette technique à des liens de grande longueur en transférant la référence de fréquence simultanément avec les données du réseau internet. Ainsi des liens de 300 km puis 540 km ont été démontrés avec une stabilité de l’ordre de 10-19 à 104s. Ce dispositif a été utilisé au LPL pour asservir un laser CO2 émettant à 10 µm sur une référence de fréquence développée au LNE-SYRTE, à l’Observatoire de Paris.
Celle-ci est constituée d’un laser ultra-stable émettant à 1,54 µm, dont la fréquence est mesurée par rapport aux étalons primaires du LNE-SYRTE grâce à un laser femtoseconde. Cette référence est transférée par lien optique jusqu’au LPL où elle permet de stabiliser la fréquence de répétition d’un second laser femtoseconde et de mesurer ou contrôler la fréquence d’un laser CO2. Lorsque celui-ci est asservi sur une référence moléculaire (OsO4), la stabilité est de 4.10-14 à 1 s. Les performances sont encore meilleures lorsque le laser CO2 est asservi directement sur la référence optique. Le laser stabilisé pourra ensuite être utilisé pour l’expérience d’observation de la violation de parité dans les molécules chirales développée au LPL. Ceci démontre la faisabilité d’expériences de spectroscopie moléculaire à ultra haute résolution dans les laboratoires ne disposant pas d’étalons de fréquences.

Membres du jury
Saïda Guellati-Khelifa, LKB, rapporteur
Nathalie Picqué, MPQ, Garching, Allemagne, rapporteur
Christof Janssen, LPMAA
Sébastien Bize, LNE-SYRTE
Anne Amy-Klein, LPL, UP13, directrice de thèse
Olivier Gorceix, LPL, UP13
Membre invité
Davide Calonico, INRIM, Turin, Italie

Mot clés :
peigne de fréquences, laser femtoseconde, lien optique, Stabilisation de laser, transfert de fréquences, spectroscopie à très haute résolution, laser ultra-stable, moyen-infrarouge

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Transfert à très haute résolution d’une référence de fréquence ultra-stable par lien optique et application à la stabilisation d’un laser moyen-infrarouge



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