Spectroscopie a ultra haute resolution dans l'iode moleculaire

par JEAN-PIERRE WALLERAND

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Marc Himbert.

Soutenue en 1997

à CNAM .


  • Résumé

    La mise en pratique de la definition du metre, promulguee en 1983, implique la realisation de sources lumineuses de haute purete spectrale. Elles sont obtenues par la stabilisation de la frequence d'emission de sources lasers sur des references atomiques ou moleculaires. L'iode moleculaire a un role privilegie puisque six des neuf transitions recommandees par le comite international des poids et mesures sont des raies d'absorption de l'iode moleculaire. Dans ce cadre, l'etude des differents niveaux d'energie de la molecule d'iode et la recherche de nouvelles references de frequences optiques s'averent essentielles pour la metrologie dimensionnelle fondamentale. La mise en place d'experiences de spectroscopie raman a resonance nous a permis de determiner les differences de frequences entre les niveaux hyperfins de deux niveaux rovibroniques de l'etat electronique fondamental. L'etude experimentale et theorique des parametres d'influence sur la forme de raie nous permettent de reduire l'incertitude de nos mesures a 150 hz. Nous ameliorons ainsi d'un ordre de grandeur l'exactitude de ces mesures, par rapport aux valeurs jusqu'a present utilisees. Nous pouvons calculer de ce fait les constantes hyperfines avec une incertitude plus faible. Nous avons egalement mis en evidence experimentalement, pour la premiere fois dans la molecule d'iode, une variation de la constante eqq avec le nombre quantique de rotation j. Un effort particulier a ete realise pour une modelisation realiste de l'interaction matiere rayonnement, en prenant en compte le profil geometrique des faisceaux et la modulation de frequence necessaire a la detection du signal. La confrontation quantitative entre la theorie et l'experience a toujours ete tres satisfaisante. D'autre part, nous avons mis en evidence l'interet metrologique de transitions de l'iode tres fines spectralement, accessibles par une excitation a 501,7 nm et mettant en jeu des niveaux proches de la limite de dissociation de la molecule. Nous avons ainsi obtenu des raies de 30 khz en cellule et en jet supersonique, par une technique d'absorption saturee, en utilisant un laser a argon.


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Informations

  • Détails : 280 P.
  • Annexes : 66 REF.

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  • Bibliothèque : Conservatoire national des arts et métiers (Paris). Bibliothèque Centrale.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : Th A 305
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