Dispositif numerique pour l'optimisation des performances d'une horloge atomique a cesium a pompage optique

par FREDERIC HAMOUDA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de MICHEL DESAINFUSCIEN.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

Ce memoire presente l'etude et la realisation d'un dispositif electronique qui assure le controle numerique de plusieurs parametres physiques d'un resonateur atomique a jet de cesium. Ce systeme numerique gere, de facon sequentielle, l'asservissement de l'oscillateur a quartz sur la frequence de reference fournie par le resonateur, le controle automatique du niveau micro-onde et le champ magnetique statique. Nous presentons les proprietes physiques de la reponse du resonateur utilisee dans l'asservissement de l'o. U. S a 10 mhz sur la reference atomique. L'analyse et la modelisation du traitement numerique de ce signal nous a permis d'optimiser la boucle d'asservissement de l'oscillateur a quartz. Nous decrivons ensuite le controle automatique du niveau micro-onde sur une valeur optimale qui permet d'annuler le deplacement de frequence resultant du desaccord de la cavite et le controle automatique du champ magnetique statique dans les zones d'interaction qui utilise la reponse des atomes associee a la transition voisine. Nous presentons enfin l'evaluation des performances en stabilite de frequence de l'horloge et l'analyse des principaux effets qui sont a l'origine d'un ecart relatif de frequence. Nous montrons ainsi par des simulations numeriques et par des mesures experimentales que le deplacement relatif de frequence de l'horloge resulte essentiellement du dephasage residuel du champ oscillant entre les deux zones d'interaction et de l'effet doppler du second ordre. Cette caracterisation a permis d'ameliorer l'exactitude de l'horloge csiv.

Titre traduit

Digital electronic system for the optimization of the frequency performance of a cesium beam atomic resonator pumped optically

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