Bruit thermique et effets de la pression de radiation dans une cavite optique de grande finesse

• Auteur / Autrice : Pierre-François Cohadon
• Direction : Antoine Heidmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous etudions les possibilites qu'offre une cavite a miroir mobile pour mesurer de tres petits deplacements. L'utilisation d'une cavite optique de grande finesse permet d'observer le bruit thermique des miroirs, qui constitue une limitation importante des mesures de tres grande sensibilite. Le miroir est egalement susceptible de se deplacer sous l'effet des fluctuations quantiques de la pression de radiation, ce qui mene a une limite quantique standard dans une mesure de position. Nous presentons les resultats obtenus dans notre experience, ou un faisceau laser est envoye dans une cavite a une seule entree-sortie, dont le miroir arriere est depose sur un resonateur mecanique. Nous avons observe le mouvement brownien de ce miroir avec une tres grande sensibilite (2,75 10 - 1 9 m/hz). Nous avons egalement etudie la possibilite de refroidir le miroir a l'aide de la pression de radiation d'un second faisceau module en intensite. Au voisinage de la resonance mecanique, on applique une force visqueuse supplementaire sans bruit additionnel (processus de friction froide). Nous avons observe une reduction du bruit thermique aussi bien a la frequence de resonance mecanique qu'a basse frequence. Une application potentielle d'un tel processus de refroidissement aux interferometres gravitationnels est discutee.