Les chercheurs développent une unité de doublage de fréquence pour les lasers transportables
Le Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) est connu pour fournir du temps, par ex. pour les horloges radio-pilotées. À cette fin, il exploite certaines des meilleures horloges atomiques au césium dans le monde. Dans le même temps, PTB développe déjà diverses horloges atomiques de la prochaine génération. Ces horloges ne sont plus basées sur une transition micro-ondes dans le césium, mais elles fonctionnent plutôt avec d'autres atomes qui sont excités en utilisant des fréquences optiques. Certaines de ces nouvelles horloges peuvent même être transportées vers d'autres endroits. Dans son institut, PTB développe actuellement une horloge transportable en aluminium optique afin de mesurer les phénomènes physiques (tels que le décalage vers le rouge prévu par Einstein) en dehors d'un laboratoire. Une condition préalable à ceci est que les lasers requis peuvent supporter le transport vers d'autres endroits. Les physiciens du PTB ont donc développé une unité de doublage de fréquence qui continuera même à fonctionner quand elle aura été agitée à trois fois l'accélération gravitationnelle de la Terre. Les résultats ont été publiés dans le dernier numéro de la Revue des instruments scientifiques.
C'est Einstein qui a découvert que deux horloges situées à deux positions différentes dans le champ gravitationnel de la Terre se déplacent à des vitesses différentes. Ce qui ressemble d'abord à une idée bizarre a des effets assez pratiques: Deux horloges atomiques optiques ayant une incertitude de mesure relative extrêmement faible de 10-18 peuvent mesurer la différence de hauteur entre des points arbitraires sur la Terre avec une précision de seulement un centimètre. Ce "nivellement chronométrique" représente une application importante des horloges en géodésie. L'une des conditions préalables à ceci est que les fréquences optiques des deux horloges peuvent être comparées, par ex. via des fibres de verre.
PTB développe actuellement plusieurs types d'horloges atomiques qui peuvent être transportées dans une remorque ou dans un conteneur. Leur fonctionnement en dehors d'un laboratoire protégé, cependant, implique de nombreux défis: La température ambiante, par exemple, est beaucoup moins stable. De plus, des chocs importants peuvent survenir pendant le transport. C'est pourquoi les structures optiques qui ont parfaitement fonctionné en laboratoire peuvent initialement être inutilisables à destination. Ils doivent être soigneusement réajustés - ce qui entraîne une perte de temps de recherche précieux.
Ce dernier problème concerne en particulier l'horloge en aluminium transportable en cours de développement à l'Institut. Cette horloge nécessite, entre autres, deux lasers UV à 267 nm. Pour cette longueur d'onde, il n'est pas possible d'acheter simplement une diode laser. Au lieu de cela, un laser infrarouge à ondes longues doit être doublé en fréquence deux fois de suite. Pendant ce processus, la lumière est couplée dans un anneau fermé de quatre miroirs de sorte qu'une puissance optique élevée circule dans l'anneau. Un cristal non linéaire placé dans cet anneau transforme la lumière circulante en lumière de la moitié de la longueur d'onde. En raison du revêtement dichroïque du miroir, il sort du résonateur et est ensuite utilisé pour lire l'horloge. L'Institut QUEST a développé une conception de cette cavité dite de doublage de fréquence basée sur un cadre monolithique - donc très stable - sur lequel sont montés tous les miroirs et le cristal. L'installation est scellée pour être étanche au gaz à l'extérieur afin de protéger le cristal, qui est très sensible, même aux moindres contaminations.
Les développeurs de la cavité ont pu démontrer sur un prototype qu'elle double également la lumière laser alors qu'elle est exposée à des accélérations de 1 g. En outre, il a été montré que l'efficacité de doublage de fréquence n'est pas altérée après avoir été soumise à des accélérations allant jusqu'à 3 g pendant 30 minutes. Cela correspond à cinq fois la valeur indiquée dans la norme, concernant le transport routier sur les camions. La cavité est, cependant, non seulement mécaniquement robuste, mais elle est aussi efficace que des systèmes comparables qui ont été développés par des groupes de recherche d'autres instituts. De plus, 130 heures d'opération continue ininterrompue ont été démontrées.
Au vu de ces propriétés, l'Institut QUEST a réalisé plusieurs de ces cavités de dédoublement pour différentes longueurs d'onde (non seulement pour les UV) qui sont devenues des composants intégraux de différentes expériences d'optique quantique, dans le but de fournir ces expériences avec fiabilité. De plus, une société optomécanique allemande a autorisé la conception afin de l'utiliser comme base pour un produit commercial.
pointeur laser pas cher
PRODUITS CHAUDS
ARTICLES RÉCENTS
- ▪ Couleur du pointeur laser et différences de puissance de sortie
- ▪ La Chine veut utiliser un laser pour nettoyer les déchets spatiaux
- ▪ L'ESA veut utiliser des lasers pour explorer Mars
- ▪ 10 Coup par seconde laser Petawatt installé
- ▪ Accélération de faisceau laser pour la première fois dans un espace incurvé
