Métrologie des fréquences micro-ondes

OPUS - Oscillateur Photonique Ultra-Stable

Le projet a pour but de développer un Oscillateur Optique Ultra Stable par asservissement sur une cavité optique Fabry-Perot de très grande finesse (300000). Ce signal optique permet de générer un signal microonde aux environs de 10 GHz, à très bas bruit de phase. Un laser Nd: Yag à 1064 nm asservi sur une cavité optique de très haute finesse peut présenter une stabilité relative de fréquence de 10^-15 pour un temps de mesure compris entre 1s et 100s. Une analyse mécanique aux éléments finis effectuée avec deux logiciels différents, a permis de définir la géométrie de la cavité minimisant sa sensibilité aux vibrations. Le système mécanique à vide permet d'ajuster finement la température de la cavité dans la gamme 5-25°C, afin d'annuler l'expansion thermique de la cavité et donc la dérive en fréquence du laser stabilisé. Le laser ultra stable ainsi développé va être utilisé pour contrôler un laser femtoseconde et pour générer un signal micro-onde de très haute stabilité de fréquence. A terme, l'objectif est de remplacer l'oscillateur à saphir cryogénique fonctionnant à la température de l'hélium liquide qui est actuellement la source à bas bruit de phase utilisée pour l'interrogation des fontaines atomiques.

Gauche: Dessin de l'enceinte à vide de la cavité.
Droite: Simulation des déformations de cavité dues aux vibrations.