Propriétés d'un résonateur atomique à jet de césium pompé optiquement et à structure de champ longitudinale

par Alain Hamel

Thèse de doctorat en Physique. Optique et traitement du signal

Sous la direction de Pierre Cérez.

Soutenue en 1989

à Paris 11 .


  • Résumé

    Caractérisation du résonateur, génération du champ magnétique statique et performance du système optique de détection. Mesure de la distribution des vitesses des atomes dans le jet. Rapport signal sur bruit lors de la détection de la frange de Ramsey. Mesures de stabilité pour confirmer les prédictions théoriques. On montre que l'emploi du pompage optique dans la configuration la plus simple (une seule diode laser) permet d'accroitre considérablement les performances des horloges à jet de césium.

  • Titre traduit

    Properties of an optically pumped cesium beam resonator using a longitudinal magnetic field structure


  • Résumé

    Ln this thesis, we study from the experimental and theoretical point of view, the clock signal characteristics delivered by a single-laser optically pumped cesium beam resonator. Our new resonator CSIII has been designed in order to avoid drawbacks due to Hanle effect which had arisen with our previous resonator CSII. Several parts have been significantly improved in order to get full benefit from optical pumping advantages. Ln the first part we examine some interesting aspects of the operation of cesium beam resonator i-e : - Determination of Hanle effect free experimental conditions; - Very low C-field resonance; - Experimental study of velocity distribution in the atomic beam; - Observance of extra resonances on the Rabi pedestal. Ln the second part, we determine owing to rate equation the theoretical signal to noise ratio assuming that no extra noise is brought by the laser. We take into account the effect of optical collecting efficiency. These theoretical predictions are compared with experiments on our resonator CSIll. Ln the last part we have measured the short term stability. Ln conclusion, this study clearly shows that optical pumping allows an improvement of cesium atomic clock performances using a single conventional laser diode configuration. Optical pumping is performed this way in our resonator and reaches its theoretical limitations for usual atomic fluxes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple [ca 200] f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de thèse

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