Activités Temps-Fréquence :
Effectif : 9dont : 6 permanents, 3 non-permanents
MARSEILLE, France
L'activité de l'équipe repose sur l'interaction entre un ou plusieurs lasers et des ions confinés en piège radiofréquence en vue d'applications concernant aussi bien la métrologie des fréquences que le contrôle de la dynamique et de l'équilibre d'un large échantillon refroidi (un plasma non neutre). Pour cela nous développons plusieurs montages expérimentaux impliquant des pièges et des lasers conçus au laboratoire. Un laser Ti:Sa a été construit au laboratoire pour exploiter la transition optique ultra-fine des ions calcium à 729 nm. Pour les applications de métrologie temps-fréquence nous exploitons un piège radiofréquence double, qui permet le confinement aussi bien d'ions individuels que de très grands nuages d'ions. Ses caractéristiques originales sont le confinement dans des pièges linéaires de géométries différentes et le transfert des ions d'une partie à l'autre du piège, en les gardant refroidis par laser.
Dans le domaine de la métrologie temps-fréquence, les pièges à ions prennent une place spéciale dû à la possibilité d'y accéder au régime de confinement fort qui offre l'avantage d'un contrôle avancé des propriétés spectroscopiques. Nous poursuivons deux routes :
- l'interrogation de la transition électrique quadrupolaire de l'ion Calcium Ca+ à 729 nm dans le cadre de processus à un ou plusieurs photons pour des mesures de très haute précision. Selon le protocole d'interaction, il est pertinent d'exciter un ion unique, un faible nombre d'ions structurés par leur puits de potentiel, ou un nuage froid. Nous développons des protocoles orignaux d'interrogation qui permettent par exemple de s'affranchir de l'élargissement par effet Doppler.
- nous explorons l'intérêt de très grands nuages d'ions pour des horloges atomiques micro-onde embarquées. Nos travaux s'intéressent à des horloges similaires au Deep Space Atomic Clock (DSAC) du JPL.
Contribution à :
Refimeve+
Collaborations à l'international :
Aarhus Univesitet, Aarhus, Danemark (équipe du Prof. M. Drewsen)
Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Allemagne (équipe de la Prof. G. Morigi)
University of Delaware, USA (équipe de la Prof. M. Safronova)
Crédit photo : Cyril FRESILLON / PIIM / FIRST-TF / CNRS Photothèque.
Crédit photo : Cyril FRESILLON / PIIM / FIRST-TF / CNRS Photothèque.
Crédit photo : Cyril FRESILLON / PIIM / FIRST-TF / CNRS Photothèque.
Crédit photo : Cyril FRESILLON / PIIM / FIRST-TF / CNRS Photothèque.
Crédit photo : Cyril FRESILLON / PIIM / FIRST-TF / CNRS Photothèque.
Expertise :
- Oscillateurs
- Oscillateurs optiques, lasers
- Lasers asservis sur cavité Fabry-Pérot• Lasers asservis en fréquence à différentes longueurs d'onde entre 400 et 870 nm, différentes méthodes d'asservissement, cavités très haute finesse, cavité ultra-stables
Concernant les cavités très haute finesse: simulation et conception, assemblage espaceur et miroirs, nettoyage avancé, contact optique - Lasers asservis sur raie atomique ou moléculaire• Laser asservi sur raie atomique par absorption saturée
- Peignes de fréquence• Peigne de fréquence avec différentes voies de sortie entre 780 et 1550 nm, peigne par construction sans f_0, caractérisation des bruits jusqu'à 10-14 (limité par oscillateur de reférence)mésures de cross-corrélationparténaire de Refimeve+
- Sources laser• Sources laser continus à différentes longueurs d'ondes visibles : 397 nm, 729 nm, 866 nm, 794 nm Diodes laser (en cavité externe), Lasers titane-saphire Ti:Sa (dont un construit maison)
Source femtosecondes (peigne de fréquence) à 1542 nm
- Lasers asservis sur cavité Fabry-Pérot• Lasers asservis en fréquence à différentes longueurs d'onde entre 400 et 870 nm, différentes méthodes d'asservissement, cavités très haute finesse, cavité ultra-stables
- Oscillateurs optiques, lasers
- Références atomiques
- Horloges micro-ondes et sous-systèmes associés
- Horloges micro-ondes à ions• Travaux sur des paramètres critiques de fonctionnement et protocoles d'interrogation d'horloge micro-onde à ions piégés
- Horloges optiques et sous-systèmes associés
- Horloges optiques à ions• Préparation de laser d'horloge à 729 nm
Exploration de protocoles d'interrogation originaux (aussi dans le domaine des Thz)
- Horloges optiques à ions• Préparation de laser d'horloge à 729 nm
- Horloges micro-ondes et sous-systèmes associés
- Méthodes spécifiques de métrologie temps-fréquence
- Étude des bruits
- Bruit de phase, PLL
- Bruit d'intensité• Correction de bruit d'intensité par PID
- Stabilité court à long terme• Mesure de stabilité en fréquence court terme et long terme avec instrumentation dédiée
- Étude des effets systématiques, Exactitude, Étalonnage
- Effets systématiques dans l'interaction atome-rayonnement• Calcul et évaluation du budget d'erreur complet d'un étalon de fréquence
Contrôle de micromouvement d'ions piégés
Contrôle des effets systématiques dans l'interrogation expérimentale des ions piégés
Mesure absolue de fréquence optique (entre 729 et 1550 nm).
- Effets systématiques dans l'interaction atome-rayonnement• Calcul et évaluation du budget d'erreur complet d'un étalon de fréquence
- Spectroscopie à ultra-haute résolution
- Spectroscopie atomique• Interrogation d'atome (d'ion) unique
Résonances noires, CPT
Spectroscopie multi-photons cohérente
- Spectroscopie atomique• Interrogation d'atome (d'ion) unique
- Étude des bruits
Secteurs Connectés :
- Science fondamentale
- Métrologie fondamentale• Protocoles originaux d'interrogation haute résolution d'ions piégés
- Arts, Lettres, Langues, Sciences Humaines et Sociales (ALLSHS)
- Histoire des sciences et philosophie• Théories antiques de la vision, connaissance sur les travaux de Fresnel et leur contexte.