Contrôle longitudinal et caractérisation optique du détecteur VIRGO

par Stéphane Kreckelbergh

Thèse de doctorat en Physique. Physique des grands instruments

Sous la direction de Fabien Cavalier.


  • Résumé

    Le détecteur Virgo est constitué d'un interféromètre de Michelson avec des cavités Fabry-Perot de 3 km de long dans les bras et utilise la technique de recyclage de puissance. Il a pour but la détection directe des ondes gravitationnelles émises par des sources astrophysiques. Pour atteindre sa sensibilité, Virgo doit être emmener et maintenu à son point de fonctionnement par des asservissements tant longitudinaux qu'angulaires. Pour cela, nous avons mis en place un algorithme de contrôle longitudinal ('lock') qui partant d'un interféromètre libre l'emmène à son point de fonctionnement. Pour arriver à ce résultat, nous utilisons la technique Pound-Drever qui nous permet d'avoir un signal sensible à la variation de la position d'une cavité optique par rapport à la résonance. Nous contrôlons simultanément les quatres longueurs caractéristiques en étant sur la mi frange de l'interféromètre de Michelson. Nous emmenons ensuite l'interféromètre en quelques minutes à son point de fonctionnement de manière déterministe. Une autre partie de la thèse consiste en la mesure in situ des paramètres optiques nécessaires à la compréhension de l'instrument. Enfin, nous nous intéressons à l'impact de la technique d'Anderson utilisée pour le contrôle angulaire des miroirs sur le contrôle longitudinal des cavités optiques. Nous en montrons le mécanisme et évaluons son impact sur le lock de Virgo.

  • Titre traduit

    Lock acquisition and optical characterization of the detector VIRGO


  • Résumé

    The Virgo detector aims at direct detection of the gravitational waves emitted by astrophysical objects. Essentially, it is a Michelson interferometer with arms constituted by 3 km long Fabry-Perot cavities which use the recycling technique. To reach the required sensitivity, the instrument must be maintained at its working-point using both angular and longitudinal controls. This thesis covers my work on the algorithm implemented in the Global Control to control the four characteristic lengths of the interferometer within a few nanometres, as part of the Locking process. To achieve this result, we use the Pound-Drever technique, which provides for an optical cavity a signal sensitive to its length compared to the resonance position. The algorithm brings simultaneously the four caracteristics lengths on the half fringe of the Michelson interferometer. Next, our deterministic algorithm brings the instrument to its working point in a few minutes. Another part of this work deals with in situ measurements of optical parameters critical to an interpretation of the behaviour of the instrument. Finally, we will interest on the coupling between the angular control and the longitudinal control techniques. We show the mechanism and we evaluate his impact on the locking of Virgo.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 209-212

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)128
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