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Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 64 |
Poids de l'ouvrage | 3 Mo |
Extrait
○N d’ordre : 114–2009 Ann´ee 2009
`THESE
pr´esent´ee
´devant l’UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON I
pour l’obtention
ˆdu DIPLOME de DOCTORAT
(arrˆet´e du 25 avril 2002)
pr´esent´ee et soutenue publiquement le 23 juillet 2009
par
Mathieu DURAND
Maintien du couplage optique
entre une ECDL et une cavit´edehautefinesse:
Application `a la mesure ultrasensible
de bir´efringence induite par effet Kerr
devant le jury compos´edeMessieurs :
´Pr´esident : Mr. Jacques VIGUE
Rapporteurs : Mr. Lionel DUVILLARET
Mr. Marc VALLET
Examinateurs : Mr. Raffaele FLAMINIO
Mr. Daniele ROMANINI
Co-directeur : Mr. J´erˆ ome MORVILLE
Directeur : Mr. Patrick RAIROUX
tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011UNIVERSITE CLAUDE BERNARD LYON I
Pr´esident de l’Universit´e M. le Professeur L. COLLET
Vice-Pr´esident du Conseil Scientifique M. le Professeur J.F. MORNEX
Vice-Pr´esident du Conseil d’Administration M. le Professeur G. ANNAT
Vice-Pr´esident du Conseil des Etudes et de la Vie Universitaire M. Le Professeur D. SIMON
Secr´etaire G´en´eral M. G. GAY
UFR SANTE
Composantes
UFR de M´edecine Lyon R.T.H. Laennec Directeur : M. le Professeur P. COCHAT¨
UFR de M´edecine Lyon Grange-Blanche Directeur : M. le Professeur X. MARTIN
UFR de M´ Lyon-Nord Directeur : M. le Professeur J. ETIENNE
UFR de M´edecine Lyon-Sud Directeur : M. le Professeur F.N. GILLY
UFR d’Odontologie Directeur : M. le Professeur D. BOURGEOIS
Institut des Sciences Pharmaceuteques et Biologiques Directeur : M. le Professeur F. LOCHER Techniques de R´eadaptation Directeur : M. le Professeur Y. MATILLON
D´ epartement de Formation et Centre de Recherche en Biologie Directeur : M. le Professeur P. FARGE
Humaine
UFR SCIENCES ET TECHNOLOGIE
Composantes
UFR de Physique Directeur : Mme. la Professeure S. FLECK
UFR de Biologie Directeur : M. le Professeur H. PINON
UFR de M´ecanique Directeur : M. le Professeur H. BEN HADID
UFR de G´enie Electrique et des Proc´ed´es Directeur : M. le Professeur G. CLERC
UFR Sciences de la Terre Directeur : M. le Professeur P. HANTZPERGUE
UFR de Math´ematiques Directeur : M. le Professeur A. GOLDMAN
UFR d’Informatique Directeur : M. le Professeur S. AKKOUCHE
UFR de Chimie Biochimie Directeur : Mme. la Professeure H. PARROT
UFR STAPS Directeur : M. C. COLLIGNON
Observatoire de Lyon Directeur : M. le Professeur R. BACON
Institut des Sciences et des Techniques de l’Ing´enieur de Lyon Directeur : M. le Professeur J. LIETO
IUT A Directeur : M. le Professeur M.C. COULET
IUT B Directeur : M. le Professeur R. LAMARTINE
Institut de Science Financi`ere et d’Assurances Directeur : M. le Professeur J.C. AUGROS
tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011Remerciements
Pendant ces ann´ ees de th`ese, de nombreuses personnes ont ´et´epr´esentes `ames
cˆot´es, et je souhaite les remercier pour leur soutien, leur aide, leurs encouragements
`a travers ces quelques lignes.
Je tiens tout d’abord a` remercier le Laboratoire de Spectrom´etrie Ionique et
Mol´eculaire qui m’a permis de r´ealiser ma th`ese. Je remercie en particulier Pa-
trick Rairoux qui m’a accueilli dans son ´equipe Spectroscopie et T´el´ed´etection de
l’Atmosph`ere.
Je remercie principalement et tout particuli`erement J´erˆ ome Morville qui m’a
accompagn´e, form´e tout au long de ces ann´ees. Il n’a cess´e de chercher at` irer
le meilleur de nos recherches dans l’objectif d’un travail toujours plus rigoureux et
plus enrichissant. Qu’elles aient ´et´eexp´erimentales, th´eoriques ou p´edagogiques, ses
analyses et sa passion de la physique ont ´et´e une mine d’or. Je te suis profond´ement
reconnaissant pour ton investissement, ton aide et ta pers´ev´erance qui m’ont ´et´e
tr`es pr´ecieux, aussi bien lors du travail exp´erimental que lors de la r´edaction du
manuscrit.
Je ne voudrais pas oublier Vincent Motto-Ros qui m’a suivi au d´ebut de ce
travail, m’a form´e` a la programmation Labview et soutenu tout du long.
Un grand merci `a Daniele Romanini et au Laboratoire de Spectrom´etrie Phy-
siquedeSaint Martin d’H`eres qui m’ont accueilli dans les meilleures conditions
afin de mener ensemble une recherche fructueuse sur la mesure de bir´efringence.
J’ai ´enorm´ement profit´edes diff´erentes discussions que l’on a pu avoir mais aussi
de ton savoir-faire exp´erimental. J’en profite pour exprimer le plaisir que j’ai eu a`
travailler avec Peter, Samir Kassi, Ir`ene Courtillot, Guillaume M´ejean, Alain Cam-
tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011pargue et Remy Jost. Je remercie tout particuli`erement Nader Sadeghi pour le prˆet
de sa diode laser.
Le d´eveloppement exp´erimental n’aurait sans doute pas ´et´e aussi complet sans
l’aide pr´ecieuse de Michel Kerleroux pour la partie ´electronique, Marc N´eri et
Jacques Maurelli pour la partie m´ecanique ainsi que Xavier Dagany, Sad Mez-
zour et Francisco Pinto pour la partie instrumentale et informatique. Je tiensal` es
remercier profond´ement.
J’ai aussi profit´e des conseils pr´ecieux et du soutien infaillible au jour le jour de
l’´equipe PUBLI, aussi bien sur le plan mat´eriel qu’intellectuel. Un grand merci a`
Christophe Bonnet (merci pour tes relectures), V´eronique Boutou, Jin Yu et Estelle
Salmon.
Je suis tr`es reconnaissant envers Jacques Vigu´e qui m’a fait l’honneur et le
plaisir de pr´esider le jury. Je remercie ´egalement Marc Vallet et Lionel Duvillaret
pour leur travail scrupuleux et rigoureux de rapporteur. Leurs remarques et conseils
ont apport´e un formidable plus au manuscrit. Ma reconnaissance va aussi envers
Raffaele Flaminio qui a accept´ed’examiner lemanuscrit.
Merci `a Matthieu, Julien, Yara et Rami qui m’ont permis de travailler dans une
tr`es bonne ambiance.
J’adresse mes sinc`eres remerciements aux personnes, qui, en dehors du cadre
professionnel, ont particip´e aussi au bon d´eroulement de la th`ese. Je tiens tout
d’abord a` remercier mes parents, toujours pr´esents au soutien et qui ont remis au
goutˆ du jour le m´ec´enat. Merci aussi `a Magaly et Thomas qui m’ont nourri, blanchi,
log´e pendant quatre mois (oui on avait dit 2 semaines mais c’´etait quand mˆeme
ch´ enial).
Enfin, je te remercie Mathilde, qui tous les jours, au t´el´ephone ou de vive voix,
tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011a partag´e avec moi les moments difficiles (en fait il n’y en a pas eu tant que ca...).¸ Si
j’ai pu aller aussi loin et faire tant d’efforts c’est grˆace aux tiens. Du bist wunderbar!
tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011tel-00432201, version 2 - 17 Oct 2011R´ esum´e
Ce travail se place dans le cadre de la mesure ultrasensible d’anisotropie de phase
optique que permet l’emploi adapt´e des cavit´es de tr`es haute finesse. Pour stabili-
ser la fr´equence laser sur une r´esonance de la cavit´e, un sch´ema d’asservissement
reposant sur la r´etroaction optique est utilis´e.
Une premi`ere partie d´ecrit le couplage optique entre le laser et la cavit´e` a travers
l’analyse du comportement de la fr´equence d’´emission du laser auto-r´einject´e. Une
comparaison analytique th´eorie exp´erience a permis d’identifier les signaux d’erreur
n´ ecessaires au maintien durable de la fr´equence du laser a` l’exacte r´esonance d’un
mode de la cavit´e. Apr`es une description d´etaill´ee du dispositif d’asservissement, sa
r´ealisation exp´erimentale sur une cavit´e de finesse de quelques milliers (F = 3 000)
ad´emontr´e la possibilit´edestabiliserlafr´equence laser sur plus de dix heures avec
une excursion r´esiduelle a` la seconde de 375 Hz.
Dans la deuxi`eme partie, le d´eveloppement pr´ec´edent a ´et´e mis en oeuvre sur une
cavit´ede tr`es haute finesse (F = 250 000) et a permis la mesure ultrasensible de
bir´efringence induite dans des gaz par effet Kerr. L’originalit´edu dispositif repose
sur la mise `a profit de la bir´efringence r´esiduelle des miroirs de haute r´eflectivit´e.
Elle est utilis´ee d’une part comme source `alar´etroaction optique, et d’autre part
comme biais optique `alamesuredelabir´efringence du gaz. Une ´etude th´eorique et
exp´erimentale d´etaill´ee des sources de bruit pr´esent dans la cha