Type de publics : Grand Public

Laser titane-saphir, longueur d’onde de 729 nm

Laser titane-saphir d’une longueur d’onde de 729 nm. Pour le stabiliser, sa fréquence est comparée et asservie à celle d’un interféromètre (cavité) Fabry-Perot de haute finesse (> 200 000). Ce système ultra-stable montre des fluctuations de fréquence inférieures à 1 Hz à 1 seconde (10 puissance -14). Il sert de référence à un peigne de fréquence, utilisé pour stabiliser deux autres lasers impliqués dans le refroidissement laser et l’interrogation des ions calcium en piège radiofréquence. Cette spectroscopie atomique de haute résolution met en œuvre des techniques de la métrologie des fréquences.

Alignement des miroirs et vérification des niveaux de puissance d’un laser titane-saphir

Alignement des miroirs et vérification des niveaux de puissance d’un laser titane-saphir d’une longueur d’onde de 729 nm. Pour le stabiliser, sa fréquence est comparée et asservie à celle d’un interféromètre (cavité) Fabry-Perot de haute finesse (> 200 000). Ce système ultra-stable montre des fluctuations de fréquence inférieures à 1 Hz à 1 seconde (10 puissance -14). Il sert de référence à un peigne de fréquence, utilisé pour stabiliser deux autres lasers impliqués dans le refroidissement laser et l’interrogation des ions calcium en piège radiofréquence. Cette spectroscopie atomique de haute résolution met en œuvre des techniques de la métrologie des fréquences.

Cascade composée de trois trous par lesquels s’écoulent des jets d’eau éclairés de l’intérieur par différents faisceaux lasers

Cascade composée de trois trous par lesquels s’écoulent des jets d’eau éclairés de l’intérieur par différents faisceaux lasers (rouge, vert et bleu), expérience pédagogique de l’association Atouts Sciences. Le dispositif montre que la lumière ne se propage pas toujours en ligne droite. Ici elle est totalement réfléchie à l’interface entre l’eau et l’air, c’est le phénomène de réflexion totale. Ce phénomène est à la base du guidage de la lumière dans les fibres optiques utilisées sur le réseau Internet mais également pour les comparaisons grandes distances des meilleures horloges au monde.

Petites particules de plastique chargées électriquement en lévitation à quelques millimètres au-dessus d’un circuit imprimé

Petites particules de plastique chargées électriquement en lévitation à quelques millimètres au-dessus d’un circuit imprimé, expérience pédagogique de l’association Atouts Sciences. Ce circuit est constitué de deux conducteurs portés à une très grande différence de potentiel (tension de 1 400 volts). La force électrique ainsi générée repousse les particules chargées et les maintient en lévitation.

Laser hélium-néon à cœur ouvert

Laser hélium-néon à cœur ouvert, expérience pédagogique de l’association Atouts Sciences. Cette expérience est utilisée pour montrer les différentes briques d’un laser (milieu amplificateur, pompage, cavité) et expliquer le fonctionnement de ce type de source lumineuse. La lumière blanche dans la partie centrale (décharge électrique) est due à l’émission spontanée de lumière. Le spot rouge sur le miroir à droite de l’image correspond à l’émission stimulée : la lumière laser. L’expérience permet de voir très concrètement les spécificités de la lumière laser (directivité et monochromaticité).

Jet d’eau éclairé avec une lumière stroboscopique

Jet d’eau éclairé avec une lumière stroboscopique, expérience pédagogique de l’association Atouts Sciences. Le jet est éclairé par un flash pendant que son extrémité est agitée à l’aide d’un système vibrant de manière à créer des illusions d’optique, comme l’impression que l’eau remonte ou que des jets d’eau se multiplient à l’infini. Il s’agit d’illusions par succession d’images à des cadences de quelques dizaines de hertz. Pour avoir par exemple l’illusion que l’eau remonte, la fréquence des flashs lumineux est légèrement augmentée par rapport à la fréquence de vibration du jet : un flash lumineux éclaire une première fois une goutte d’eau, puis le flash suivant une goutte d’eau positionnée un peu plus haut que la première, etc. Notre œil assimile ces images successives à une goutte se déplaçant du bas vers le haut.

Chercheur observant l’affichage d’un analyseur de spectre radio-fréquence

Chercheur observant l’affichage d’un analyseur de spectre radio-fréquence. Cet appareil donne le contenu spectral d’un signal électrique résultant ici du battement optique entre deux sources laser, l’une d’elles constituant une référence de fréquence optique. Le spectre optique est affiché sur l’analyseur (appareil en bas à gauche). Un compteur de fréquence (appareil en bas à droite) piloté par un ordinateur (en haut à gauche) permet de mesurer le niveau de stabilité de la fréquence du laser étudié au cours du temps.

Module de laboratoire pour les applications de peigne de fréquences compactes

Module de laboratoire pour les applications de peigne de fréquences compactes. Le module a été réalisé au laboratoire FOTON à partir d’une puce laser à semiconducteurs du 3-5 Lab. La lumière issue de la puce au centre de la photo est collectée dans une lentille puis couplée dans une fibre optique.