Mesures sur un circuit électronique permettant l’asservissement en fréquence d’un laser sur un résonateur optique ultrastable

Mesures sur un circuit électronique conçu et réalisé au laboratoire Institut FOTON, permettant l’asservissement en fréquence d’un laser sur un résonateur optique ultrastable. En asservissant deux ondes lasers décalées en fréquence sur un même résonateur, il est possible d’obtenir les ondes les plus stables au monde dans la gamme 100 GHz-1 THz. Le circuit électronique d’asservissement s’inspire de celui utilisé dans le détecteur d’ondes gravitationnelles Virgo.

Mesures sur un circuit électronique permettant l’asservissement en fréquence d’un laser sur un résonateur optique ultrastable

Pointes permettant d’amener du courant à une puce

Pointes permettant d’amener du courant à une puce réalisée par un laboratoire partenaire (III-V lab) et contenant deux lasers au sein d’une expérience d’optique fibrée. Pour cela elles doivent être amenées très précisément sur les pistes électriques de la puce. La lumière est dirigée dès la sortie de la puce dans des fibres optiques, puis un mécanisme de rétroaction électrooptique permet de stabiliser la différence de fréquence entre les deux lasers.

Observation à l’aide d’une loupe binoculaire de deux lasers monolithiques

Observation à l’aide d’une loupe binoculaire de deux lasers monolithiques, c’est à dire fabriqués sur une même puce (réalisée par un laboratoire partenaire, le III-V lab) au sein d’une expérience d’optique fibrée. Des pointes permettant d’amener du courant doivent être amenées très précisément sur les pistes électriques de la puce. La lumière est dirigée dès la sortie de la puce dans des fibres optiques, ensuite un mécanisme de rétroaction électrooptique permet de stabiliser la différence de fréquence entre les deux lasers.

Cavité laser pompée optiquement, montée sur un bloc métallique et émettant un laser bi-fréquence proche de 800 nm

Cavité laser pompée optiquement (faisceau vert), montée sur un bloc métallique et émettant un laser bi-fréquence proche de 800 nm. Ce laser proche infrarouge permet d’alimenter une antenne térahertz, un semiconducteur arséniure de gallium (AsGa) à basse température, qui génère alors une onde dans la gamme térahertz. Il s’agit d’une onde dont la fréquence est comprise entre les gammes électronique (gigahertz) et optique (centaine de térahertz). Ces ondes trouvent des applications en spectroscopie spatiale, pour détecter des molécules sur des planètes, en imagerie (sécurité aéroport par exemple) et dans les télécommunications.

Alignement du laser de pompe à 532 nm d’une cavité laser permettant l’émission d’un laser bi-fréquence proche de la longueur d’onde de 800nm

Alignement du laser de pompe à 532 nm (faisceau vert) d’une cavité laser permettant l’émission d’un laser bi-fréquence proche de la longueur d’onde de 800nm. Ce laser proche de l’infrarouge permet d’alimenter une antenne térahertz, un semiconducteur arséniure de gallium (AsGa) à basse température, qui génère alors une onde dans la gamme térahertz. La fréquence de cette onde est comprise entre les gammes électronique (gigahertz) et optique (de l’ordre d’une centaine de térahertz). Ces ondes trouvent des applications en spectroscopie spatiale, pour détecter des molécules sur des planètes, en imagerie (sécurité des aéroports par exemple) et dans les télécommunications.

Vérification de l’état de surface et de propreté d’une fibre optique

Vérification de l’état de surface et de propreté d’une fibre optique avec un microscope avant son insertion dans une liaison optique-hyperfréquence.

Alignement d’un laser semi-conducteur à très faible bruit d’intensité

Alignement d’un laser semi-conducteur à très faible bruit d’intensité, de classe A. Développé à l’origine pour le déport optique d’oscillateurs locaux hyperfréquences dans les radars de nouvelle génération, ce laser pourra à terme être mis en place dans des expérimentations temps-fréquence nécessitant des sources au bruit de grenaille (ou bruit quantique).

Détail d’un peigne de fréquences à 1,5 micromètre couvrant une gamme spectrale allant jusqu’à 729 nm

Détail d’un peigne de fréquence à 1,5 micromètre couvrant une gamme spectrale allant jusqu’à 729 nm. Ce peigne est basé sur un laser à fibre impulsionnel, dont le taux de répétition est asservi sur un laser titane-saphir ultra-stable via un battement optique.

Réglage du battement de deux signaux optiques pour un peigne de fréquences

Réglage du battement de deux signaux optiques pour un peigne de fréquence à 1,5 micromètre couvrant une gamme spectrale allant jusqu’à 729 nm. Ce peigne est basé sur un laser à fibre impulsionnel, dont le taux de répétition est asservi sur un laser titane-saphir ultra-stable via un battement optique.