Appel à projets 2019 FIRST-TF en cours

Cet appel à projets vise à soutenir des équipes du réseau FIRST-TF sur des projets ambitieux (projets de recherche, projets en partenariat avec les entreprises, projets de formation ou de diffusion des savoirs vers le public) et à renforcer les collaborations entre ses membres, sur des thématiques axées sur la métrologie Temps Fréquence, sur ses interfaces et sur ses applications.

Cette année, le soutien apporté par FIRST-TF pourra porter uniquement sur du personnel (financement de CDD jeune chercheur, de CDD ingénieur ou technicien, mission doctorale).

Le projet proposé peut être à l’initiative de tout membre de FIRST-TF : laboratoire fondateur ou membre du 2nd cercle.

Date limite de soumission : 14 février 2019

⇒ Plus d’informations et formulaire de demande à télécharger sur la page « Appels d’offre » : http://first-tf.fr/opportunites/appels-doffres/

Pour toute question ou demande d’information relative à cet appel à projets, adressez votre message à ao@first-tf.com.

14 décembre 2018 (Villetaneuse) – Soutenance de thèse de Amine Chaouche Ramdane

Amine Chaouche Ramdane soutiendra sa thèse le 14 décembre 2018 à 13h30 sur le sujet « Développements expérimentaux pour la caractérisation et la stabilisation de sources laser auto-impulsionnelles à semi-conducteurs pour des applications en métrologie des fréquences », préparée au LPL, sous la direction de Frédéric Du Burck et l’encadrement de Vincent Roncin.

La soutenance aura lieu en Amphi. D – Institut Galilée à l’Université Paris 13, 99 av. J.B. Clément 93430 Villetaneuse, devant un jury composé de Saïda Guellati, Alexandre Shen, Didier Erasme, Loïc Morvan, Pascal Besnard, Daniel Bloch, Frédéric Du Burck, Vincent Roncin.

Résumé :

Ce travail de thèse porte sur le développement d’une instrumentation pour la caractérisation et la stabilisation de sources laser à 1,55 µm à verrouillage de modes pour la métrologie des fréquences ou les télécommunications optiques.
Deux outils de caractérisation réalisés à partir de composants commerciaux ont été développés permettant de transférer la stabilité en fréquence d’une référence métrologique vers des sources largement accordables (diodes laser à cavité étendue). L’une est fondée sur une cavité Fabry Perot confocale et l’autre sur une cavité à fibre en anneau. Dans les deux cas, des transferts de stabilité sur des dizaines de nanomètres ont été démontrées au niveau de 10 -12 . L’analyse détaillée de ces montages montre les limitations apportées par les modulations d’amplitude et de polarisation parasites dues aux dispositifs de modulation ainsi que par les fluctuations de polarisation dans les fibres. Ces dispositifs ont été validés par la démonstration de la stabilisation d’une source à verrouillage de modes par injection optique qui a permis de réduire la largeur spectrale du mode injecté d’un facteur supérieur à 1000, de transférer la stabilité du laser d’injection à l’ensemble des modes du peigne de fréquences et de mesurer la stabilité à long terme des modes du laser injecté.

13 décembre 2018 (Paris) – Soutenance de thèse de Grégoire Vallet

Grégoire VALLET soutiendra sa thèse le 13 décembre 2018 à 14h sur le sujet « Détection non destructive en cavité pour une horloge à réseau optique au strontium », préparée au SYRTE, sous la direction de Sébastien Bize et l’encadrement de Jérôme Lodewick.

La soutenance aura lieu en salle 235A (2ème étage) à l’ENS, 29 rue d’Ulm 75005 Paris, devant un jury composé de Caroline Champenois, Robin Kaiser, Jakob Reichel et Morgan Michell.

Résumé :

Je commencerai par dépeindre brièvement le paysage de l’horlogerie atomique actuelle en donnant les mécanismes, concepts et outils fondamentaux ainsi que les enjeux ayant trait à ce secteur de la recherche accompagnés d’une présentation assez détaillée du fonctionnement de l’horloge à atomes de strontium piégés sur réseau optique sur laquelle j’ai travaillé.
Dans un deuxième temps j’aborderai l’aspect métrologique de mon activité : évaluation des effets systématiques induisant un déplacement en fréquence d’horloge et participation à des campagnes de comparaison internationales par liens fibrés. Après avoir donné notre nouveau bilan d’incertitudes j’exposerai nos résultats préliminaires concernant l’un des effets systématiques que nous sommes les premiers à faire entrer dans ce bilan pour une horloge au strontium à savoir le décalage en fréquence d’horloge dû aux collisions des atomes de strontium piégés avec des particules chaudes du gaz résiduel de la chambre à vide, ainsi que le modèle théorique que j’ai élaboré pour traiter le sujet et qui unifie les deux modèles disponibles dans la littérature dont il restait à faire la synthèse.
Enfin je discuterai des aspects recherche et expérimentation de mon travail de thèse qui se sont concentrés sur la réalisation et la caractérisation d’un système de détection non destructive des atomes piégés en cavité fondé sur les propriétés dispersives de l’interaction lumière-matière, dont le but est la réduction de deux effets limitant la stabilité des horloges optiques sur réseau : l’effet Dick et le bruit de projection quantique. Je donnerai également des perspectives sur les gains métrologiques attendus.

12 décembre 2018 (Besançon) – Soutenance de thèse de Grégoire Coget

Grégoire COGET soutiendra sa thèse le 12 décembre 2018 à 14h sur le sujet « Horloge atomique Cs à piégeage cohérent de population avec protocole d’interrogation Auto-Balanced Ramsey », préparée au laboratoire FEMTO-ST, sous la direction de Rodolphe Boudot.

La soutenance aura lieu dans l’amphithéâtre Gagnepain de l’ENSMM, devant un jury composé de Carlos Garrido Alzar, Martina Knoop, François Nez, François-Xavier Esnault, Rodolphe Boudot, Vincent Giordano.

Résumé :

Cette thèse reporte l’étude et la caractérisation d’une horloge atomique à cellule de césium basée sur le phénomène de piégeage cohérent de population. Cette horloge, d’architecture simple combine une diode laser DFB (895nm, raie D1 du Cs), un modulateur électro-optique fibré piloté une synthèse de fréquence microonde faible bruit, un modulateur acousto-optique, un système de type Michelson, une cellule Cs avec gaz tampon et une électronique bas-bruit à FPGA. Cette horloge combine un schéma de pompage CPT optimisé nommé « push-pull optical pumping » et une interrogation pulsée de type Ramsey, permettant la détection de franges Ramsey-CPT à fort contraste.

Au cours de cette thèse a été implémenté et adapté pour cette horloge CPT un nouveau protocole d’interrogation, récemment proposé par la PTB pour des horloges optiques, nommé Auto-Balanced Ramsey (ABR). Cette méthode, visant à éliminer les déplacements de fréquence induits lors de l’interaction des atomes avec le champ d’interrogation, est basée sur l’extraction de deux signaux d’erreur issus de deux séquences Ramsey consécutives avec des temps d’évolution libre (noir) différents. La première boucle d’asservissement utilise le signal d’erreur généré lors de la séquence Ramsey courte pour appliquer une correction de phase à l’oscillateur local annulant le déplacement de fréquence lumineux. La seconde boucle d’asservissement permet de stabiliser la fréquence de l’oscillateur local en utilisant le signal d’erreur issu de la séquence Ramsey avec temps d’évolution libre long. Ce protocole, nommé ABR-CPT, amélioré par la suite par symétrie (SABR-CPT), a permis de réduire drastiquement la sensibilité de la fréquence d’horloge aux variations de puissance laser, par un facteur 80 comparativement à une méthode d’interrogation Ramsey-CPT conventionnelle. Cette horloge CPT démontre aujourd’hui une stabilité relative de fréquence de 2 10-13 τ-1/2, avec une stabilité de fréquence moyen-terme record obtenue en environnement calme de 2.5 10-15 à 104 s.

Des études annexes de spectroscopie en microcellules à vapeur de césium ont été aussi menées au cours de cette thèse. On note en particulier la démonstration préliminaire d’un laser stabilisé en fréquence sur une microcellule de césium par spectroscopie sub-Doppler bi-fréquence, avec une stabilité de fréquence préliminaire encourageante meilleure que 2 10-12 à 1 s. Ces performances de stabilité relative de fréquence court-terme sont 10 fois meilleures à celles de micro-horloges atomiques microondes CPT.

12 décembre 2018 (Besançon) – Soutenance de thèse de Jérémy Bon

Jérémy BON soutiendra sa thèse le 12 décembre 2018 à 10h30 sur le sujet « Résonateurs à ondes acoustiques de volume piégées à très basses températures : Application à l’optomécanique », préparée au laboratoire FEMTO-ST, sous la direction de Serge Galliou.

La soutenance aura lieu dans l’amphithéâtre Jules Haag de l’ENSMM, devant un jury composé de Ludovic Bellon, Bernard Bonello, Pierre-François Cohadon, Gianpietro Cagnoli, Bernard Dulmet, Serge Galliou et Roger Bourquin.

Résumé :

Depuis plusieurs années, le département Temps-Fréquence de l’institut FEMTO-ST mène une étude sur le comportement des résonateurs à ondes acoustiques de volume à énergie piégée dans des cristaux à quartz à température cryogénique, typiquement proche de 4 K. Les performances en termes de coefficient de qualité mécanique relevé à ces températures, plusieurs milliards à quelques dizaines de MHz , font des cavités acoustiques en quartz de bons candidats pour des sources de fréquences cryogéniques ultrastables.
Les travaux présentés dans ce manuscrit s’inscrivent dans la continuité de ce programme d’étude. Ils visent à consolider l’intérêt du quartz mais aussi à envisager des solutions alternatives à base de matériaux à très faibles pertes acoustiques mais non piézoélectriques pour lesquels l’excitation optique est une alternative crédible. Les présents travaux peuvent être résumés en trois parties majeures :
– La première partie a été réalisée dans le but de déterminer une coupe de quartz possédant un point d’inversion sur sa caractéristique fréquence-température aux températures cryogéniques. La seule régulation de température du résonateur d’une source de fréquence ultrastable est en effet insuffisante sans l’existence d’un tel point qui doit servir de point de fonctionnement à la régulation thermique. La recherche d’une coupe compensée a nécessité une campagne préliminaire de mesure des coefficients de température des coefficients élastiques du matériau, inconnus à basses températures. Il a alors été possible, à partir de la connaissance de ces coefficients, d’identifier par le calcul puis de réaliser une coupe remplissant les conditions recherchées.
– La seconde partie a pour objectif de faire la preuve de concept consistant à utiliser une cavité acoustique en quartz en cavité optique. Dans sa version de base, le résonateur à quartz à onde de volume piégée est plan-convexe (pour assurer le piégeage) et à électrodes (métalliques pour assurer l’excitation électrique !) déposées sur chacune de ses faces. Il est démontré, théoriquement et expérimentalement, qu’une telle géométrie fonctionne en cavité optique, avec son avantage de simplicité mais avec ses limites. Cette structure de base doit être mise à profit pour le couplage optomécanique abordé en troisième partie et constitue le socle de conception de dispositifs optomécaniques plus performants.
– La troisième partie est consacrée à l’évaluation de la pertinence du couplage optomécanique de tels dispositifs fonctionnant à température cryogénique. Une étude portant sur la quantification théorique du couplage optomécanique que peut atteindre une telle cavité a été réalisée.
La concrétisation d’une cavité optomécanique permettra de s’affranchir des contraintes matérielles imposées par l’utilisation d’un cryoréfrigérateur et ouvrira la voie aux perspectives d’études de matériaux non-piézoélectriques possédant de très faibles pertes mécaniques, similaires voire inférieures à celles du quartz.
Ce type d’expérimentations répond également à des besoins exprimés par d’autres équipes de recherche travaillant sur l’optomécanique quantique ou les systèmes hybrides quantiques (LKB, UWA, …) avec lesquels des collaborations sont en cours.

High Precision Physics using an Optical Fibre Link and Optical Frequency Comb

The French Optical Society (Société Française d’Optique) is happy to announce a new series of annual international thematic schools devoted to hot topics in optics and photonics, held every year at Les Houches School of Physics.
After more than 15 years of development, optical fiber links and optical frequency combs are now sufficiently mature to be spread and shared outside the time/frequency metrological institutes. The school follows on from the international development of optical fiber links and its objective is thus to broadcast among a wide community of physicist the possibilities of high precision measurement thanks to the optical fiber transfer of an optical frequency reference, coupled to a frequency comb. These setup enable any laboratory to access an ultrastable and accurate reference frequency which opens the way to high-precision experiments in a wide range of physical domain. In order to benefit from its metrological performance, the optical reference frequency disseminated by optical fiber links can then be transferred to a wide spectral range from RF to UV frequencies thanks to optical frequency combs. In addition, these combs are ideal tools for high-resolution atomic and molecular spectroscopy.
The attendants will learn both the basics, performance and limitations of these two tools and how to take advantage of them for high-precision measurements. The applications in sight concern for instance tests of fundamental physics, atomic and molecular high-resolution spectroscopy using either stabilized lasers or new spectroscopic methods, frequency transfer for radio astronomy and geodesy and novel applications concerning Earth observation.

High Precision Physics using an Optical Fibre Link and Optical Frequency Comb
22-26 April 2019, École de Physique des Houches (France).

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5èmes Journées « Micro et Nano Technologies pour l’Inertiel »

La DGA et l’ONERA se proposent d’organiser les 26 et 27 mars 2019 les 5èmes Journées « Micro et Nano Technologies pour l’Inertiel ».

Ces journées se dérouleront sur le site de l’ONERA Palaiseau, 8 Chemin de la Hunière. Elles ont vocation à rassembler l’ensemble de la communauté française impliquée dans l’inertiel en créant un espace d’échange privilégié entre les donneurs d’ordre et les différents acteurs de l’industrie et du monde académique. Elles permettent aussi de dresser un état des lieux des développements , d’identifier les tendances et les nouveaux besoins applicatifs ou encore de détecter les éventuelles ruptures.

Pour ces 5èmes journées, nous nous proposons d’élargir les thèmes traditionnellement centrés sur les composants inertiels (accéléromètres, gyromètres, magnétomètres) et UMIs issus des micro/nano-technologies , aux composants temps/fréquence, et plus particulièrement axé sur l’apport des micro/nano technologies dans le domaine. Nous prévoyons aussi une session « rupture » autour de l’interférométrie à onde de matière, ses applications dans les mesures inertielles et les challenges associés dans la miniaturisation de ces composants.

Afin de bâtir le programme détaillé de ces journées, merci de nous faire part rapidement de vos intentions de communication. Le format retenu sera une communication orale de 20 mn, questions comprises, organisé en différentes sessions, avec une participation équilibrée entre les industriels/start-ups, les académiques et donneurs d’ordre.

L’inscription est gratuite mais obligatoire.

Workshop « Use-cases from quantum technologies for sensing and metrology »

A first of his kind, the workshop « Use-cases from quantum technologies for sensing and metrology » aims to explore the use-cases from quantum technologies for sensing and metrology applications. The chosen method is based on a prospective analysis associating quantum technology experts, and technology prescribers in their field (research, industry or market), able to define the relevant performances, needs and ultimately markets.

Six technology areas will be considered, covering both use cases in research (may involve high-tech industry, or academia), where the highest performances are targeted, where the market sizes can be small and the cost may play a secondary role, and use cases for the end-user, where the typical market sizes are very large, the costs have to be low and the device sizes have (often) to be small. These areas are:

  • Quantum enhanced magnetometry
  • Gravimeters
  • Detecting microwave radiations, and applications
  • Detecting radiation at single photon level, and applications
  • Time references
  • Quantum enhanced interferometry, and applications

Be at the forefront of thinking about the impact of quantum technologies on sensors and metrology!

December 10-11, 2018 – Institut Néel (Grenoble, France).

⇒ More information and registration

EFTS 2019 – European Frequency and Time Seminar (announcement)

We are pleased to announce the 7th European Frequency and Time Seminar (EFTS), Besancon, France, July 1-5, 2019.

The EFTS is an intensive full-week seminar intended to provide education and training with lectures and laboratory sessions. It targets a broad audience: Engineers, Ph.D. Students, Post-doc Fellows, Young Scientists, Newcomers, etc.

This seminar is original in the following:
· Broad spectrum of topics related to time and frequency
· Broad target audience, yet keeping high level education
· Balance between academic and applied issues
· True laboratory sessions (as opposite to demos). The attendees are expected to practice on a wide range of instruments made available.

At the 2019 EFTS, we plan 23 lectures, 12 H labs in small groups, visits at the Femto-ST Institute and the Observatory of Besancon, social events, and an Astronomy Session on the « exact time » from stars.

Registrations will only open at the end of January. However, pre-registrations (no invoice issued) are welcome.

Detailed program and Abstracts are being prepared, and will be available later. In the meanwhile, you can download the Abstracts of the previous edition.
You may also like the Enrico’s Chart of Phase Noise and Allan Variance.

Registration
January 2019: Registrations open.
Thursday, April 25, 2019: Early Birds (reduced rate) deadline.
Wednesday, June 12, 2019: Regular Participants (full rate) deadline.
Notice that there is a limited number of places set by the capacity of labs, first registered, first served.
A small number in excess can be allowed on a reduced version of the seminar (full lectures, and 4-6 H labs only). Contact us for availability and rate.

About
The EFTS is a non-profit seminar started in 2013 by Enrico Rubiola, and run every year at the Femto-ST Institute. It is sponsored by Gov, Academic and Int’l Institutions, and lives on the volunteer work of its Instructors and Staff.
The Femto-ST Institute is a French Gov lab affiliated to the National Research Council CNRS under the number UMR 6174.