Magnetometres a precession libre de noyaux d'3he et a jonction josephson. Contribution a la realisation d'une reference de champ magnetique

par ERIC SASSIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Didier Robbes.

Soutenue en 2000

à Caen .

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  • Résumé

    L'etalonnage de magnetometres absolus a l'aide d'un banc de calibration fonctionnant dans le champ terrestre suppose l'utilisation de magnetometres de reference. La sonde a 3he developpee au ciril exploite la precession libre du noyau de cet atome, et en fournit une fiable pour les champs de l'ordre de grandeur du champ terrestre. Les magnetometres josephson fraunhofer meissner (jfm) a haute temperature critique (htc) sont susceptibles d'en fournir une pour les champ faibles. Les deux premieres parties de ce memoire sont chacune consacree a l'un de ces capteurs, dont nous etudions d'abord la reponse au champ magnetique, et dont nous contribuons ensuite a l'optimisation. Concernant les jfm, nous presentons une methode de simulation de l'effet de structures concentratrices carrees, debouchant sur quelques principes generaux d'optimisation. Nous proposons enfin une methode de mise en uvre adaptee au capteur. Concernant la sonde a 3he, nous etudions le comportement frequentiel de la resistance apparente des bobines de capture du signal de precession. Nous abordons ensuite le probleme de l'adaptation en bruit de l'amplificateur et proposons l'utilisation d'un etage preamplificateur a squid htc fonctionnant sans blindage magnetique, avec une bobine d'entree en fil de cuivre. La troisieme partie presente les performances des dispositifs realises d'apres les analyses precedentes et l'integration de ces magnetometres au sein d'un banc de calibration operationnel. Les performances du demonstrateur d'amplificateur a squid realise sont conformes aux previsions. Nous obtenons egalement une resolution de 15 pt r m s avec un amplificateur plus classique. Nous obtenons d'autre part un jfm exhibant une sensibilite de 550 v/t et une resolution de 600 ft/hz 1 / 2 pour f>500 hz. Nous avons enfin realise une structure de bobines carrees (2 2 m) permettant de compenser le champ terrestre a 20 nt pres sur un volume de 1 dm 3, et presentons un protocole de calibration utilisant cette structure.


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  • Détails : 330 p.
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