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Effet Talbot temporel dans un laser Sa :Ti à décalage de fréquence - Génération de peignes de fréquences de faible espacement pour la spectroscopie

publié le

Ce stage se propose d’aborder à la fois l’aspect temporel et l’aspect spectral des lasers à décalage de fréquence. Rappelons qu’un laser à décalage de fréquence ou FSF (pour « frequency shifted feedback ») est une cavité contenant un milieu à gain, et un décaleur de fréquence.

A chaque fois qu’on photon effectue un aller-retour dans la cavité, sa fréquence est décalée d’une certain quantité. Lorsque cette cavité est injectée par un laser continu externe, on produit ainsi un peigne de fréquences, dont l’espacement est égal à la fréquence de décalage par aller-retour. On peut montrer que le peigne ainsi produit possède une phase spectrale quadratique, qui entraîne un effet Talbot temporel : en fonction de la courbure de la parabole des phases, le laser émet des impulsions limitées par le spectre, à un taux de répétition égal à un multiple (qui peut être de plusieurs centaines) de l’espacement du peigne. Ce système laser unique offre de nombreuses propriétés inédites. Dans le domaine temporel, la possibilité de générer des taux de répétition à la demande est un enjeu prometteur pour la génération de signaux d’horloge à faible bruit de phase pour des applications en métrologie et opto-électronique. Dans le domaine spectral, le laser FSF offre également la possibilité de disposer de peignes de fréquences d’espacement à la demande : en effet, l’espacement du peigne est fourni par la fréquence de décalage, qui est produite par un générateur RF, et non par la longueur de la cavité comme dans un laser à modes bloqués. Un tel système pourrait trouver un grand nombre d’applications en spectroscopie.
Concrètement, ce stage se propose de :

  • Remettre au point et optimiser la cavité Sa :Ti FSF réalisée au laboratoire en 2014.
  • Effectuer des mesures de bruit de phase du train d’impulsions pour différents taux de répétition
  • Démontrer la génération de peignes de fréquences de faible espacement (< 1MHz) en insérant deux décaleurs de fréquences dans la cavité.

Ce stage à forte dominante expérimentale s’adresse à un étudiant de M1/M2. Il aura lieu au Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, à Grenoble.

Contact :

Hugues Guillet de Chatellus
hugues.guilletdechatellus@univ-grenoble-alpes.fr

Effet Talbot