Études de la pression de radiation dans les interféromètres utilisés pour la détection des ondes gravitationnelles

Studies of the radiation pressure effects on the gravitational waves antenna

• Auteur / Autrice : Salem Hebri
• Direction : Alain Brillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Servomécanismes

Pression de radiation acoustique

Fabry-Pérot, Interféromètres de

Interféromètres

Ondes gravitationnelles

Résumé

Le détecteur Virgo est constitué d’un interféromètre de Michelson avec des cavités Fabry Perot de 3 km de long dans les bras et utilise la technique du recyclage de la puissance. Il a pour but la détection directe des ondes gravitationnelles émises par des sources astrophysiques. Le système d’injection Virgo est constitué essentiellement d’une cavité triangulaire de 144 m appelée le mode cleaner, son rôle est de filtrer et de contrôler le faisceau d’entrée. Le miroir suspendu de la cavité est très léger (360 g) ce qui peut le rendre sensible à la pression des photons. J’ai développé des programmes de simulations pour une cavité triangulaire avec tous les contrôles identiques au mode cleaner de Virgo réel. Ces programmes peuvent être utilisés pour d’autres études. Une partie de la thèse est consacrée à voir les effets de la pression de radiation sur le verrouillage longitudinal de la cavité, les effets du ressort optique angulaire etc. Dans une autre partie de la thèse j’observe les effets de la pression de radiation dans les bras de Virgo et l’existence des effets du ressort optique sur les degrés angulaires qui n’empêchent pas le bon fonctionnement de l’alignement. Enfin, je décris ma participation dans la recette de Virgo, qui consiste essentiellement à travailler sur les contrôles du système d’injection et leurs optimisations.

The Virgo detector is a Michelson interferometer with 3 km Fabry Perot cavities in the arms and using the power recycling technique. The main aim is the direct detection of gravitational waves emitted by astrophysical sources. The injection system is constituted essentially by a triangular 144 m long cavity with the middle mirror suspended called the Mode Cleaner, capable of selecting the TEM00 mode only. The suspended mirror is very light (360g), which can make it sensitive to the photon pressure. I developed some simulation codes for a triangular cavity with all controls identical to a real Virgo mode cleaner. These codes can be used for other studies. The first part of this thesis is dedicated to studying the effects of the radiation pressure on the mode cleaner for the lock acquisition, the optical angular spring etc. In the second part, I made the same simulation for studying the effect of the radiation pressure in 3 km long Virgo cavities, essentially on the optical angular spring, which can make problems for the automatic alignment on Virgo. Finally, I describe my participation to the Virgo commissioning, which primarily consists in working on control systems for the system of laser beam injection and their optimization.