Contribution a la realisation d'une fontaine atomique

Contribution to an atomic fountain clock

• Auteur / Autrice : GIORGIO SANTARELLI
• Direction : A. SENTZ
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le refroidissement des atomes par laser a permis la realisation d'une nouvelle generation d'etalons atomiques de frequence: les fontaines atomiques. Ce memoire presente les resultats theoriques et experimentaux concernant la realisation de dispositifs necessaires au fonctionnement de la fontaine atomique: sources laser, chaine de synthese. Nous decrivons le dispositif a fontaine et les sources laser utilisees pour refroidir les atomes. L'asservissement de phase de deux lasers a cavite etendue separes de 9 ghz a ete realise en vue de la selection des vitesses atomiques par transition raman. Nous avons realise une nouvelle chaine de synthese micro-onde utilisee comme oscillateur local de la fontaine. Experimentalement, nous avons verifie que la chaine de synthese a les meilleures caracteristiques spectrales compatibles avec l'oscillateur de reference utilise et la purete spectrale et la stabilite de la phase synthetisee sont compatibles avec les objectifs d'exactitude de la fontaine atomique comme etalon primaire de frequence. Le bruit de phase de l'oscillateur local echantillonne par le fonctionnement pulse de la fontaine provoque un phenomene une degradation de la stabilite de frequence de l'etalon. La reponse atomique aux fluctuations de phase de l'oscillateur local a ete deduite avec le formalisme de la matrice de densite. Ce resultat applique a l'equation de l'asservissement a permis le calcul de la degradation observee. Une verification experimentale de ce modele a ete faite directement sur la fontaine atomique avec un oscillateur d'interrogation volontairement degrade. Enfin une premiere evaluation de l'exactitude est presentee en detaillant plus particulierement les deplacements de frequences qui dependent de l'electronique