Development of a Fabry-Pérot optical interferometer with low thermal and accelerometric sensitivities
Réalisation d’un interféromètre optique de Fabry-Pérot à faibles sensibilités thermique et accélérométrique
Résumé
This thesis explores the development of a transportable, ultra-narrow linewidth laser integrating a high-finesse Fabry-Pèrot cavity made from ultra-low expansion glass with optically contacted Fused Silica mirrors, aiming to minimize thermal and mechanical perturbations and enhance frequency stability. A novel digital frequency stabilization method using an FPGA-based platform is introduced, targeting a fractional frequency stability of 1e-1 5 at 1-second integration. This approach contrasts traditional analog systems by offering increased stability and reduced complexity. The study also examines several limitations of ultra stable lasers like phase noise, thermal noise etc. and several approaches to mitigate these type of noise. Additionally, an optical frequency dissemination system using FPGA-based phaselocked loops and optical fiber links is detailed, ensuring stable signal transmission over laboratory distances.
Cette thèse explore le développement d'un laser transportable à largeur de raie ultra fine intégrant une cavité Fabry-Pèrot de haute finesse. La cavité est fabriquée à partir d'un verre ULE à très faible expansion thermique avec des miroirs en silice fondue contactés optiquement, visant à minimiser les perturbations thermiques et mécaniques et à améliorer la stabilité de la fréquence. Une nouvelle méthode numérique de stabilisation de fréquence utilisant une plateforme FPGA est introduite, visant une stabilité relative de fréquence de 1e-15 à une seconde. Cette approche contraste avec les systèmes analogiques traditionnels en offrant une stabilité accrue et une complexité réduite. L'étude examine également plusieurs limitations des lasers ultra-stables comme le bruit de phase, le bruit thermique, etc. et plusieurs approches pour atténuer ces sources de bruit. En outre, un système de distribution de fréquences optiques utilisant des boucles à verrouillage de phase basé sur un FPGA et des liaisons par fibre optique est détaillé, garantissant une transmission stable du signal sur des distances de laboratoire.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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