Superradiance sur la transition d'horloge de l'ytterbium pour la métrologie temps-fréquence

par Martina Matusko

Projet de thèse en Sciences pour l'Ingénieur

Sous la direction de Vincent Giordano et de Marion Delehaye.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (laboratoire) et de Département Temps Fréquence (equipe de recherche) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    Ce projet a pour objectif de réaliser les premières étapes vers un oscillateur superradiant ultra-stable. Il joue donc un rôle clé dans la consolidation de l'excellence française en métrologie temps-fréquence. Il est basé sur l'exploitation d'un phénomène quantique, la superradiance, encore peu utilisé dans le domaine des horloges atomiques. Plus particulièrement, il s'appuie sur la cohérence et l'indiscernabilité d'un ensemble atomique pour amplifier une radiation optique cohérente. Un laser superradiant est composé d'atomes couplés de façon cohérente à une cavité Fabry-Perot. La thèse sera dédiée tout d'abord à l'obtention d'un ensemble atomique ultrafroid, puis à la caractérisation d'une cavité Fabry-Perot ultra-stable et accordable, et finalement au couplage entre les atomes et la cavité. Ce projet devrait déboucher sur l'obtention d'impulsions lumineuses superradiantes, avec une stabilité pouvant atteindre 10^-16 à une seconde.

  • Titre traduit

    Superradiance on ytterbium clock transition for frequency metrology


  • Résumé

    This project aims at achieving the first steps towards an ultra-stable superradiant oscillator and therefore plays a key role in the consolidation of French excellence in the field of time-frequency metrology. It is based on the exploitation of a quantum phenomenon, the superradiance, still barely used by atomic clocks and which is based more particularly on the coherence and indistinguishability of an ensemble of atoms to enhance coherent optical radiation. A superradiant laser is composed of atoms coherently coupled to a Fabry-Perot cavity. The PhD will be dedicated to first the realization of an ultracold atomic ensemble, then the caracterization of a tunable ultra-stable Fabry-Perot cavity, and last to the coupling between these two elements. This project will make it possible in the medium term to obtain superradiant light pulses with a relative frequency stability possibly of the order of 10^-16 at one second.