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Thèse soutenue

Réalisation de sources UV et IR, cohérentes et accordables par mélange résonnant non-linéaire : applications à la métrologie des fréquences optiques

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Auteur / Autrice : To Kaing
Direction : Michel Desaintfuscien
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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Ce mémoire de thèse décrit la réalisation de deux sources accordables dans les domaines UV et IR pour la spectroscopie à haute résolution et la métrologie des fréquences optiques. La source UV fait partie d'un projet pour la réalisation d'un étalon de fréquences optiques A ion CA+. Elle est obtenue par doublage de fréquence, dans un cristal de triborate de lithium, d'une diode laser à 794 NM. L'efficacité d'une cavité en anneau dans lequel est placé le cristal et dont les paramètres sont calculés pour compenser l'astigmatisme et réduire la coma, est démontrée. Une puissance UV utile de 6 W est ainsi générée à partir de 33 NW de puissance fondamentale. Cette puissance est largement suffisante pour la détection des ions CA+ mais peut encore être optimisée. La source IR, accordable entre 9 et 11 M, est réalisée par différence de fréquences (DFG) de diodes laser proche-IR dans un cristal de thiogallate d'argent. Ces dernières sont injectées par des lasers maîtres stabilisés en fréquence dont la largeur de raie est inférieure à 1 KHZ. Cette pureté spectrale, transférée à la radiation IR par DFG, est largement suffisante pour la spectroscopie à haute résolution. L'optimisation de la puissance IR a été effectuée en choisissant une interaction de type II ainsi qu'en utilisant une cavité duale pour la résonance simultanée des deux longueurs d'onde de pompe. Une puissance de 70 NW a ainsi été générée à partir de 35 MW à 778 NM et 100 MW à 842 NM devant la cavité duale. Cette source IR a été utilisée pour enregistrer des spectres d'absorption linéaire de SF 6 sur un domaine continu de 2 GHZ. L'optimisation de la puissance IR au niveau du microwatt permettra la spectroscopie d'absorption saturée des molécules de SF 6 ou OSO 4. Une fois stabilisée sur une raie d'absorption saturée, cette source peut fonctionner comme un étalon de différence de fréquence à 30 THZ dans le proche-IR.