Atteindre le nano-g avec un gravimètre absolu à atomes froids

Reaching the nano-g with an absolute cold atoms gravimeter

• Auteur / Autrice : Maxime Pesche
• Direction : Franck Pereira
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 02/11/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SYstèmes de de Référence Temps-Espace

Mots clés

Mots clés libres

Interférométrie atomique

Gravimetre

Capteur inertiel

Atomes froids

Atomic interferometry

Gravimeter

Inertial sensor

Colds atoms

Résumé

Un gravimètre à atomes froids mesure de manière absolue la norme et l'orientation de l'accélération de pesanteur en interrogeant des atomes de Rubidium. Cette interrogation s'effectue grâce à des impulsions Raman, permettant de séparer et réunir les atomes alors qu'ils seront en chute libre. Les limitations actuelles sont connus: les instabilités de la position de la source atomique, les aberrations du front d'onde des faisceaux Raman et l'effet Coriolis subit par les atomes. Durant ma thèse, nous allons apporter des modifications pour accroitre son exactitude et sa stabilité: un nouveau coupleur de fibre 1 contre 6 équipé de lames à cristaux liquides contrôlable ainsi que de nouveaux collimateurs de meilleur qualité permettront d'avoir une source atomique plus stable. L'installation d'un piège dipolaire optique à 1064 nm permettra un refroidissement plus fort des atomes, ce qui limiteras leur vitesse transverse au lâché. Le miroir de rétro réflexion sera remplacé par un autre de meilleur qualité posé sur un support piezo électrique. En faisant tourner le miroir durant la chute des atomes à la vitesse que celle de la Terre, il est possible de compenser l'effet Coriolis.

A cold atoms gravimeter do an absolute measurment of the norm and the direction of te gravity acceleration by interrogating Rubidium atoms. This interrogation is done with Raman pulses, with enable us to separate and unify atoms packet while there are free falling. The limitations are well known: the atomic source poisition instability, the wavefront aberration of the Raman beams and the Coriolis effect on the atoms. During my thesis, we will bring some modifications to better his accuracy and stability: a new fiber coupler 1 to 6 equipped with controllable liquid crystal plates and new collimator with better optical quality may bring a more stable atomic source. With the installation of an 1064 nm optical dipolar trap, we can cool even futrther the atoms, wich will limit their transvers velocity during the fall. The retro reflecting mirror will be replaced with a better one on a piezo electric support. By rotating the mirror at the same rate as the Earth, it is possible to entierly compensate for the Coriolis effect.