Evaluation des performances en frequence d'une horloge atomique miniature pompee optiquement

par BERTRAND BOUSSERT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Cérez.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Dans cette these, nous presentons l'evaluation des performances en frequence (stabilite long terme et exactitude) d'une horloge atomique miniature a jet de cesium, de volume 2 litres et pompee optiquement par diode laser. Elle est munie d'une cavite hyperfrequence de ramsey (cavite a deux bras en forme de u) et est pilotee par une electronique analogique traditionnelle. La particularite de notre horloge est de presenter un signal minimum a resonance (frange noire) sur lequel est asservi l'oscillateur a quartz. Dans une premiere partie, nous decrivons les resultats des premieres evaluations faites sur cette horloge. Ces evaluations ont porte sur la mesure de sa stabilite de frequence (jusqu'a trois jours) et sur la mesure des principaux deplacements de frequence en vue d'evaluer son exactitude. Cette derniere mesure a revele une forte sensibilite de la frequence a la puissance micro-onde injectee dans la cavite. Nous avons demontre que des fuites micro-ondes d'amplitude faible etaient la cause de cette inexactitude. Nous avons ainsi etabli une liste de contraintes tres severe afin de refaire une meilleure cavite. Dans une deuxieme partie, nous decrivons le modele theorique a une dimension que nous avons developpe pour calculer le deplacement de la frequence de resonance atomique induit par des fuites micro-ondes de la cavite de ramsey. Nous supposons que ces dernieres se propagent dans l'axe du jet. On constate un bon accord entre les predictions theoriques et les valeurs mesurees. Nous montrons par ailleurs que ce modele general s'applique aussi bien aux actuelles horloges a jet thermique de cesium qu'aux futures horloges a jet continu d'atomes froids. Dans une troisieme partie, nous determinons les performances en frequence de cette horloge munie de sa nouvelle cavite de ramsey. Lors de cette evaluation, nous avons mesure sa stabilite de frequence jusqu'a trois jours, son exactitude et sa repetabilite. Nous avons par ailleurs mentionne les avantages metrologiques procures par l'utilisation d'une frange noire: il concerne la stabilite de frequence a court terme et une relative independance du cavity pulling aux fluctuations de puissance micro-onde. Enfin, nous concluons en comparant avantageusement les performances en frequence de notre horloge par rapport a celles de deux horloges commerciales fonctionnant sur le principe de la deflexion magnetique

  • Titre traduit

    Evaluation of the frequency performances of a miniature optically pumped cesium beam clock


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Informations

  • Détails : 134 P.
  • Annexes : 57 REF.

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  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012970
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