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Référence de fréquence optique dans l’espace utilisant la technique NICE-OHMS sur une transition du 12C16O à 1.56 μm

Paul Berceau

6 janvier 2016 à 11 heures

La mise en orbite de références ultrastables de fréquences présente de nombreuses applications ; du développement des systèmes de navigation (GNSS) aux tests de physique fondamentale (invariance de Lorentz, relativité générale), en passant par les missions spatiales de géodésie ou encore d’études du climat.

Dans notre groupe à Stanford, nous mettons actuellement au point une référence de fréquence optique à la fois simple et compacte qui pourrait contribuer à des missions spatiales telles que mSTAR, eLISA (détection d’ondes gravitationnelles) ou encore GRACE-follow on.

Notre dispositif expérimental s’appuie sur un technique imaginée par
John Hall : NICE-OHMS (Noise Immune Cavity Enhanced Optical Heterodyne Molecular Spectroscopy). Le principe consiste à asservir un laser sur une transition du monoxyde de carbone 12C16O placé à l’intérieur d’une cavité Fabry-Perot de très haute finesse. Ceci permet ainsi de combiner deux actions : celle de la cavité ; assurant une stabilisation de la fréquence aux temps courts (typiquement inférieurs à la seconde), avec celle des molécules ; jouant leur rôle aux temps plus longs.

J’exposerai dans un premier temps les motivations et applications de
notre projet de métrologie. Je décrirai ensuite le principe de notre
dispositif NICE-OHMS avant de présenter les performances de sa première version ainsi que les améliorations que nous comptons y apporter.