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Dissertationen zum Thema „Interférométrie à dérive de fréquence“
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Roubeau-Tissot, Amaël. „Interférométrie à dérive de fréquence pour la mesure de la lumière parasite sur l'instrument spatial LISA“. Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ5036.
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LISA (Laser Interferometer Space Antenna) est un interféromètre spatial dédié à la détection des ondes gravitationnelles dans la gamme de fréquence [20 µHz-1 Hz], actuellement en développement (phase B). Ce projet international géré par l'ESA sera composé d'une constellation de trois satellites en formation triangulaire, chacun d'entre eux émettant deux faisceaux laser vers les deux autres satellites. Il y a donc au total 6 liens laser, et 6 unités, appelées MOSA (Moving Optical Sub-Assembly) chargées d'émettre et de recevoir les faisceaux, et de réaliser la mesure des variations de distance inter-satellites. Chaque MOSA contient trois interféromètres hétérodynes, et comme dans tout dispositif optique la lumière parasite peut compromettre l'exactitude, la résolution ou encore la dynamique des mesures.Il est donc nécessaire d'élaborer une instrumentation (appelé le SL-OGSE, Stray Light-Optical Ground Support Equipment) pouvant détecter et identifier les contributions de lumière parasite cohérente interférant avec les faisceaux nominaux du dispositif. Il devra répondre notamment à deux exigences : déterminer le chemin optique de la lumière parasite avec une résolution meilleure que 2 mm, donnant une précision de 1 mm sur la position du composant défectueux, et atteindre un plancher de mesure en amplitude optique fractionnaire de 1,1.10-6 (ou 2,2.10-6 en amplitude fractionnaire électrique) dans la gamme de chemins optiques à couvrir.La méthode qui a été retenue est l'interférométrie à dérive de fréquence (FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave) en injectant un laser à balayage de fréquence dans le système sous test. Les signaux optiques et électriques sortants sont capturés pendant le balayage de fréquence optique, et toute modulation de ces signaux sera attribuée à l'existence d'une amplitude de lumière parasite, qui interfère avec l'amplitude de lumière nominale. La différence de chemin optique (DCO) entre la lumière parasite et le faisceau nominal est déduite de la fréquence de ces franges d'interférence. C'est en exploitant la valeur de la DCO qu'on peut identifier le trajet suivi par la lumière parasite, et remonter au composant fautif.La thèse vise donc à développer un prototype de cette instrumentation comprenant essentiellement une diode laser balayable sur 2 nm (pour atteindre la résolution désirée en DCO), une boucle d'asservissement en phase du laser, une mesure précise de la rampe en fréquence, un calibrateur temps réel de la rampe et un système d’acquisition et de traitement de données.Ce prototype, testé d'abord sur un montage simplifié où nous contrôlons la présence de lumière parasite puis sur un système complexe proche du MOSA, aura permis entre autres de vérifier que la méthode fonctionne pour la détection de tout type de lumière parasite, qu'elle soit de type faisceau parasite ou de type lumière diffusée. La résolution permet d'enregistrer séparément les réflexions sur la face avant et arrière d'une lame de verre de 1 mm d'épaisseur et d'atteindre un plancher de détection meilleur que 10-6 en amplitude optique fractionnaire (10-12 en puissance optique fractionnaire) dans une gamme de valeurs de DCO allant de 15 mm à plus de 10 m, qui couvre les trajets typiques de la lumière parasite dans le MOSA. Le prototype a finalement été utilisé pour mesurer la lumière parasite dans un démonstrateur interférométrique dont la complexité est voisine de la complexité d'un MOSA. Ce test a notamment permis d'identifier certaines perturbations, telles que la modification, du fait du balayage en fréquence, de la polarisation du faisceau injecté, ou les imperfections du balayage en fréquence, qui affectent les signaux optiques enregistrés. Des stratégies sont proposées afin de réduire ces perturbations, ou encore d'en tenir compte au moment du traitement des signaux enregistrésLISA (Laser Interferometer Space Antenna) is a space interferometer dedicated to the detection of gravitational waves in the frequency range [20 µHz-1 Hz], currently under development (phase B). This international project, managed by ESA, will comprise a constellation of three satellites in a triangular formation, each emitting two laser beams towards the other two. There are therefore a total of 6 laser links, and 6 units, called MOSA (Moving Optical Sub-Assembly) responsible for transmitting and receiving the beams, and for measuring inter-satellite distance variations. Each MOSA contains three heterodyne interferometers, and as with any optical device, stray light can compromise measurement accuracy, resolution and dynamics. It is therefore necessary to develop an instrumentation (called the SL-OGSE, Stray Light-Optical Ground Support Equipment) capable of detecting and identifying the contributions of coherent stray light interfering with the device's nominal beams. It will have to meet two requirements in particular: determine the optical path length of the stray light with a resolution better than 2 mm, giving an accuracy of 1 mm on the position of the faulty component, and achieve a measurement floor in fractional optical amplitude of 1,1.10-6 (or 2,2.10-6 in electrical fractional amplitude) in the range of optical paths to be covered.The chosen method is frequency-drift interferometry (FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave) by injecting a frequency-swept laser beam into the system under test. The outgoing optical and electrical signals are captured during the optical frequency sweep, and any modulation of these signals will be attributed to the existence of a stray light amplitude, which interferes with the nominal light amplitude. The optical path difference (OPD) between stray and nominal light is deduced from the frequency of these interference fringes. It is by exploiting the OPD value that we can identify the path followed by the stray light, and trace it back to the offending component.The aim of this thesis is to develop a prototype of this instrumentation, comprising a laser diode that can be scanned over 2 nm (to achieve the desired OPD resolution), a laser phase-locked loop, a precise frequency ramp measurement, a real-time ramp calibrator and a data acquisition and processing system.This prototype, tested first on a simplified set-up where we control the presence of stray light, then on a complex system close to the MOSA, has enabled various verifications. The method works for the detection of any type of stray light (stray beam or scattered light type), effectively resolving the contributions from the two sides of a 1mm glass plate and achieving a detection floor below 10-6 in fractional optical amplitude (below 10-12 in fractionnal optical power) in a range of OPD values from 15 mm to over 10 m, covering typical stray light paths in the MOSA. The prototype was finally used to measure stray light in an interferometric demonstrator whose complexity is close to that of a MOSA. This test enabled us to identify certain disturbances, such as changes in the polarization of the injected beam due to the frequency scanning, or imperfections in the frequency scanning, which affect the optical signals recorded. Strategies are proposed to reduce these disturbances, or to take them into account when processing the recorded signals
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Ventalon, Catherine. „Ascension vibrationnelle dans les hémoprotéines à l' aide d' impulsions infrarouges intenses à dérive de fréquence“. Palaiseau, Ecole polytechnique, 2003. http://www.theses.fr/2003EPXX0059.
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Ventalon, Catherine. „Ascension vibrationnelle dans les hémoprotéines à l'aide d'impulsions infrarouges à dérive de fréquence“. Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000964.
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La compréhension des réactions biochimiques qui se d'eroulent au sein des protéines est un enjeu fondamental de la biologie actuelle. Dans ce travail, nous nous sommes principalement intéressés aux premières étapes de ces réactions, qui se produisent à l'échelle de la centaine de femtosecondes. Traditionnellement, l'étude de ces premières étapes se fait à l'aide d'impulsions ultracourtes dans le domaine visible ou ultraviolet : ces impulsions font passer la molécule sur un état électronique excité, ce qui permet de déclencher la réaction étudiée de manière ultrarapide et très efficace. Dans ce travail, nous avons exploré une nouvelle voie d'excitation des molécules biologiques : nous avons utilisé des impulsions infrarouges, de manière à placer l'énergie directement dans les vibrations de la molécule. Cette technique permet théoriquement d'explorer la surface de potentiel de la protéine loin de sa région harmonique, et même d'approcher l'état de transition de la réaction catalysée par la protéine. Pour communiquer le plus d'énergie possible à la molécule, nous avons utilisé des impulsions infrarouges intenses et à dérive de fréquence qui permettent de gravir efficacement l'échelle vibrationnelle considérée. Dans une première étape, nous avons engendré des impulsions infrarouges intenses dont l'énergie est de quelques microjoules et le spectre s'étend sur 170 cm−1 environ. Nous avons ensuite caractérisé ces impulsions par diverses méthodes : nous avons notamment mesuré leur phase spectrale au moyen d'une technique HOT SPIDER, ce qui constitue la première mesure de phase spectrale autoréférencée pour des impulsions centrées autour de 10 μm. Dans une seconde étape, nous avons utilisé ces impulsions infrarouges pour exciter la vibration d'une molécule de CO liée à la myoglobine, puis à l'hémoglobine. Dans ce dernier cas, nous avons démontré l'ascension vibrationnelle de la molécule de CO jusqu'au 7ème niveau excité : nous avons ainsi réalisé la première expérience d'ascension vibrationnelle dans une molécule biologique ou plus généralement dans une macromolécule. Cette technique d'excitation nous a permis d'obtenir des données spectroscopiques nouvelles sur la carboxy-hémoglobine telles que la position et la largeur des raies d'absorption des différentes transitions vibrationnelles, les temps de vie des niveaux excités ainsi que la presence d'une anharmonicité électrique importante.
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Ventalon, Cathie. „Ascension vibrationnelle dans les hémoprotéines à l'aide d'impulsions infrarouges intenses à dérive de fréquence“. Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008323.
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La compréhension des réactions biochimiques qui se déroulent au sein des protéines est un enjeu fondamental de la biologie actuelle. Dans ce travail, nous nous sommes principalement intéressés aux premières étapes de ces réactions, qui se produisent à l'échelle de la centaine de femtosecondes. Traditionnellement, l'étude de ces premières étapes se fait à l'aide d'impulsions ultracourtes dans le domaine visible ou ultraviolet : ces impulsions font passer la molécule sur un état électronique excité, ce qui permet de déclencher la réaction étudiée de manière ultrarapide et très efficace.Dans ce travail, nous avons exploré une nouvelle voie d'excitation des molécules biologiques : nous avons utilisé des impulsions infrarouges, de manière à placer l'énergie directement dans les vibrations de la molécule. Cette technique permet théoriquement d'explorer la surface de potentiel de la protéine loin de sa région harmonique, et même d'approcher l'état de transition de la réaction catalysée par la protéine. Pour communiquer le plus d'énergie possible à la molécule, nous avons utilisé des impulsions infrarouges intenses et à dérive de fréquence qui permettent de gravir efficacement l'échelle vibrationnelle considérée.
Dans une première étape, nous avons engendré des impulsions infrarouges intenses dont l'énergie est de quelques microjoules et le spectre s'étend sur 170 cm-1 environ. Nous avons ensuite caractérisé ces impulsions par diverses méthodes : nous avons notamment mesuré leur phase spectrale au moyen d'une technique de HOT SPIDER temporel, ce qui constitue la première mesure de phase spectrale autoréférencée pour des impulsions centrées autour de 10 µm.
Dans une seconde étape, nous avons utilisé ces impulsions infrarouges pour exciter la vibration d'une molécule de CO liée à la myoglobine, puis à l'hémoglobine. Dans ce dernier cas, nous avons démontré l'ascension vibrationnelle de la molécule de CO jusqu'au 7ème niveau excité : nous avons ainsi réalisé la première expérience d'ascension vibrationnelle dans une molécule biologique ou plus généralement dans une macromolécule. Cette technique d'excitation nous a permis d'obtenir des données spectroscopiques nouvelles sur la carboxy-hémoglobine telles que la position et la largeur des raies d'absorption des différentes transitions vibrationnelles, les temps de vie des niveaux excités ainsi que la présence d'une anharmonicité électrique importante.
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Chanteloup, Jean-Christophe. „Contrôle et mise en forme des fronts de phase et d'énergie“. Phd thesis, Palaiseau, Ecole polytechnique, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003131/en/.
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Ce mémoire de thèse traite du contrôle et de la mise en forme des fronts de phase et d'énergie d'impulsions lasers brèves ultra-intenses.La première partie est consacrée à la conception et la réalisation d'une boucle d'optique adaptative pour la correction des distorsions de surface d'onde sur la chaîne laser de puissance 100 Térawatts du Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses. Cette boucle repose sur l'utilisation d'un dispositif à cristaux liquides comme modulateur de phase et d'un interféromètre à décalage comme senseur de front d'onde. L'association de ces deux dispositifs a permis la construction d'un système innovant de mesure et mise en forme de la surface d'onde d'impulsions lasers ultra-intenses. Il est démontré qu'il permet de corriger une surface d'onde présentant d'importantes distorsions et ainsi améliorer grandement la qualité de focalisation de faisceaux lasers. Cette boucle d'optique adaptative a été testée avec succès sur la chaîne 100 Térawatts et une correction de la surface d'onde de l'ordre de 60% a ainsi pu être démontrée.
La seconde partie du mémoire traite de la mise en forme d'une impulsion laser inhomogène brève permettant le pompage du milieu à gain (un plasma) d'un laser à rayons X. L'idée consiste à jouer sur le parallélisme du système de compression d'impulsions utilisé en fin de chaîne 100 Térawatts. Un modèle expliquant la génération d'une impulsion inhomogène laser brève à l'aide de ce compresseur à réseaux de diffraction est développé. Une campagne expérimentale Laser X a notamment permis de valider les prédictions théoriques annoncées par ce modèle et a montré la nécessité d'utiliser une telle impulsion inhomogène afin d'obtenir une émission laser X lorsque le pompage s'effectue par impulsion brève.
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Nelet, Ambre. „Le façonnage d'impulsions ultracourtes par amplification paramétrique optique à dérive de fréquence“. Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00411487.
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Dans le cadre d'études menées autour du programme PETAL, nous avons développé de nouvelles architectures pour la pré-amplification d'impulsions par amplification paramétrique optique à dérive de fréquence (OPCPA). Dans ce travail, nous considérons l'OPCPA comme un moyen de contrôle et de mise en forme des impulsions. Nous suggérons trois architectures lasers qui aspirent chacune à répondre à des défauts de la technique OPCPA ou des chaînes dédiées à la FCI. Ainsi, nous pallions un possible défaut de recouvrement temporel entre les impulsions pompe et signal, lequel induit une mauvaise extraction d'énergie lors du processus paramétrique. Dans ce cadre, nous avons démontré qu'une cavité régénérative OPCPA, résonnante sur l'onde complémentaire, permet d'optimiser l'amplification. Au-delà ce système permet de produire un train de répliques amplifiées de l'onde signal. Notre second montage vise à pré-compenser le rétrécissement spectral par le gain en façonnant les impulsions signal au niveau de l'étage OPCPA dans les domaines spatial et spectral. Nous avons démontré que ceci pouvait être réalisé en mettant en forme temporellement et spatialement le faisceau pompe. Enfin, nous proposons un OPCPA basé sur l'adressage spatial et l'amplification uniforme des composantes spectrales dans un cristal à polarisation périodique de type éventail.
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Potvin, Simon. „Interférométrie à peignes de fréquence référencés : échantillonnage optique par variation de la longueur de cavité et doublage en fréquence“. Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25264.
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Dans le but d'étendre la plage d'utilisation des instruments à peignes de fréquence en les rendant plus polyvalents, les travaux de cette thèse présentent des solutions à deux limitations fondamentales liées à leur utilisation : le rapport cyclique de mesure utile et la bande optique limitée, et parfois non disponible, des sources lasers utilisées. La première limitation provient du fait que dans un interféromètre à peignes, la plage de l'interférogramme mesurée est fixée par le taux de répétition des peignes. Ainsi, lorsqu'une plage plus petite est nécessaire, du temps de mesure est perdu et l'utilisation de l'instrument n'est plus optimale. La solution qui est proposée est d'utiliser seulement un peigne, mais dans une configuration où l'échantillonnage optique est réalisé en variant la longueur de la cavité laser. Ensuite, pour démontrer comment la deuxième limitation peut être contournée, des peignes générés de manière non linéaire par doublage de fréquence sont utilisés pour développer un interféromètre référencé à peignes doublés. Afin d'extraire des mesures précises avec les interféromètres à peignes, le battement entre les peignes doit être référencé. Dans les travaux de cette thèse, un système de référencement optique développé pour les interféromètres à peignes est adapté aux deux instruments proposés. Dans le cas de l'interféromètre à peignes doublés, un système de référencement fonctionnant à la fréquence fondamentale des peignes est démontré. Pour évaluer les performances des instruments développés dans ces travaux, des mesures précises de l'absorption du cyanure d'hydrogène, du rubidium, de l'oxygène et de l'acétylène sont présentées, incluant des mesures moyennées sur quelques heures par un système de correction et de moyennage en temps réel.
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Renault, Amandine. „Étude et réalisation de la pré-amplification d'impulsions à dérive de fréquence par amplification paramétrique optique“. Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00603579.
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La thématique de recherche de cette thèse est l'amplification paramétrique optique d'impulsions à dérive de fréquence (OPCPA). Il s'agit d'une technique prometteuse pour l'amélioration de la qualité des impulsions laser ultra courtes et intenses, qui vise à remplacer les pré-amplificateurs traditionnels des lasers à base de Saphir dopé au Titane, car elle possède de nombreux avantages vis-à-vis de ceux-ci, parmi lesquels l'absence de rétrécissement spectral par le gain. Depuis quelques années, la technique OPCPA est utilisée dans de nombreux laboratoires français et étrangers, dans des chaînes laser de puissance élevée ou pour la génération d'impulsions ultra-courtes. Lors de cette thèse, les intérêts et les limites expérimentales de cette technique ont été étudiés afin de l'utiliser en tant qu'injecteur pour une chaîne laser de haute intensité. L'amplification paramétrique optique d'impulsions à dérive de fréquence est un phénomène d'optique non linéaire du deuxième ordre qui combine les technologies d'amplification paramétrique et d'amplification d'impulsions à dérive de fréquence. Une source de pompe optique intense et une source signal faible interagissent dans un cristal non linéaire, permettant ainsi l'amplification du signal et s'accompagnant de la génération d'une nouvelle onde dite " complémentaire ". Deux configurations permettant un accord de phase large bande correspondant à des impulsions très courtes ont été étudiés. La première configuration d'amplification paramétrique qui fut développée est non dégénérée et non colinéaire. Les faisceaux signal et pompe sont générés par deux sources laser indépendantes et la synchronisation temporelle entre faisceaux est externe. La deuxième configuration est quasi-dégénérée et quasi-colinéaire. Les faisceaux proviennent d'une même source laser et sont ainsi synchronisés de façon naturelle. La seconde géométrie d'interaction s'est avérée être la plus prometteuse pour les études souhaitées. Son développement fut poursuivi en réalisant un schéma d'amplification hybride dans lequel un amplificateur paramétrique est combiné à un amplificateur à multiples passages traditionnel. Le signal ainsi amplifié est alors re-comprimé temporellement par un ensemble de quatre prismes associés à un filtre acousto-optique à dispersion programmable. La qualité spatiale ainsi que celle du front d'onde de l'impulsion incidente sont conservées pendant l'amplification. Une énergie de 300 µJ et un gain supérieur à 105 ont été obtenus sans réduction de la largeur spectrale des impulsions incidentes. La durée des impulsions obtenue après re-compression temporelle fut de 35 fs. La mise en évidence des verrous technologiques par la réalisation expérimentale d'une telle source va ainsi permettre d'améliorer le dispositif dont les résultats prometteurs démontrent tout l'intérêt d'utiliser ce type de système pour l'amplification d'impulsions laser ultra-courtes.
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Bruno, Delmas. „Comment améliorer la dérive des résonateurs à quartz pour applications spatiales ?“ Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00449571.
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Depuis près d'un siècle, les résonateurs à quartz à ondes de volume sont utilisés pour stabiliser les oscillateurs électriques. Cette longévité est due aux propriétés exceptionnelles du quartz et aux progrès constants de la technique. Pour les applications spatiales, il n'est généralement pas possible d'intervenir sur le composant. La dérive en fréquence doit alors être réduite et contrôlée sur des dizaines d'années. Cette variation systématique de la fréquence de résonance au cours du temps est due à l'évolution de plusieurs phénomènes physiques dont nous avons fait la synthèse et une analyse quantitative. Le premier de nos deux axes d'études porte sur l'étude des contraintes mécaniques dans la lame de quartz. Un travail bibliographique nous a permis d'étudier les spécificités de différentes formes de résonateur pour comprendre l'effet des contraintes mécaniques et les moyens de limiter la variation de fréquence induite. Les outils de modélisation actuels nous ont aidés à mettre au point une géométrie apportant une nette réduction de l'effet force-fréquence, confirmée par les mesures des premiers prototypes. L'autre axe d'étude est expérimental et porte sur un procédé essentiel communément appelé ''pré-vieillissement''. Les nombreuses contraintes de cette étude, telles que le temps, nous ont imposé une organisation méthodique de l'expérimentation. Ainsi, les plans factoriels fractionnaires nous ont permis de limiter les moyens techniques tout en obtenant les effets de chaque paramètre définissant le pré-vieillissement. Les résultats convergent vers la même conclusion que celle faite lors de l'étude quantitative des phénomènes physiques produisant le vieillissement.
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Larouche, Steeve. „Autocorrection en interférométrie à double peigne avec deux lasers à fibres indépendants“. Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66337.
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Le mandat de ce mémoire est de vérifier la possibilité d'effectuer la spectroscopie d'une cellule de gaz HCN et d'une cellule de gaz méthane avec la technique d'interférométrie à l'aide de deux lasers indépendants sans l'auto référencement du battement 1f − 2f.L'approche choisie est d'analyser les spectres de fréquence obtenus à partir d'un double peigne stabilisé que l'on déstabilise en enlevant la boucle de contrôle des fCEO et de comparer ces spectres expérimentaux avec des spectres de référence provenant soit de la base de données HITRAN (cas du méthane) ou soit par une construction à partir de données expérimentales provenant du NIST (cas du HCN). Afin de pouvoir reconstruire adéquatement les spectres de fréquence, on utilise un algorithme d'autocorrection des interférogrammes (IGM) qui permet d'augmenter les temps de cohérence des IGM et ainsi d'étendre le temps de moyennage tout en conservant la résolution spectrale. Déjà utilisée pour des lasers stables à forts taux de répétition, son utilisation sur des lasers à taux de répétition beaucoup plus faible nécessite certaines modifications pour son bon fonctionnement. La première modification est l'ajout d'un prétraitement des données qui consiste par l'extraction de l'évolution des phases des signaux de battement à fopt et par la démodulation du signal contenant les IGM avec la combinaison extraite des phases. La seconde modification permet son utilisation sur de grandes quantités de données évitant ainsi des dépassements d'espace mémoire vive lors de l'exécution de l'algorithme sous MATLAB®. Les résultats obtenus avec le HCN démontrent que la spectroscopie à l'aide d'un double peigne de fréquences est possible lorsque la régulation des lasers s'effectue uniquement par l'asservissement des fopt et que le battement des peignes est prétraité et post-traité permettant ainsi de conserver la résolution spectrale. En ce qui concerne la spectroscopie du méthane, nos résultats montrent que le système interférométrique fonctionne seulement lorsque que la stabilisation du double peigne s'effectue par les asservissements du fCEO et du fopt. Toutefois, certaines modifications à notre système telles que : l'utilisation d'un laser CW à1650 nm au lieu de celui à 1550 nm ; l'ajout d'un second laser CW ou bien par la mesure de f r ou d'une harmonique permettraient d'obtenir une spectroscopie adéquate du méthane et cela sans utiliser l'autoréférencement des peignes.
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Bitard, Hugo. „Mesures de non réciprocités magnéto-électro-optiques par métrologie de fréquence“. Toulouse 3, 2013. http://www.theses.fr/2013TOU30147.
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Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la métrologie de fréquence. Elle a pour objet l'observation d'un effet magnéto-électrique bilinéaire en E et B dans des milieux dilués, encore non observé au début de cette thèse. Nous nous intéressons particulièrement au cas où E et B sont orthogonaux entre eux. Afin de détecter cet effet, nous utilisons une cavité Fabry-Pérot en anneau à 4 miroirs de haute finesse. Un faisceau issu d'un laser infra-rouge est séparé en deux afin de circuler dans deux directions contra-propageantes dans la cavité optique. Celle-ci contient des barreaux délivrant des champs électriques et magnétiques orthogonaux entre eux et également orthogonaux aux vecteurs de propagation des deux faisceaux intra-cavité. L'application de E et B a pour conséquence de modifier la fréquence de résonance de la cavité optique suivant les deux sens de propagation. On parle alors de non réciprocité directionnelle magnéto-électrique, ou encore d'anisotropie directionnelle. Celle-ci a été observée en premier lieu dans de l'Azote à pression atmosphérique, puis dans un cristal d'Er:YAG. Par la suite nous avons modifié le dispositif expérimental initial, notamment en le mettant sous vide, dans le but de mesurer l'effet d'anisotropie directionnelle magnéto-électrique à des pressions sub-atmosphériques. D'autre part, des mesures de polarisations propres de cavités optiques non planes ont également été effectuées afin d'insister sur l'importance de celles-ci pour les mesures de l'effet d'anisotropie directionnelle magnéto-électrique. Il a été réalisé des cavités en nœud papillon, fortement non planes avec une biréfringence en réflexion négligeable, puis des cavités en anneaux, légèrement non planes avec une biréfringence en réflexion non négligeable. Ces dernières sont similaires aux cavités de mesures utilisées pour la détection de l'effet magnéto-électrique étudiéThis thesis is in the field of frequency metrology. It relates the observation of a bilinear magneto-electric effect in E and B in dilute media, not yet observed at the beginning of this thesis. We are particularly interested in cases where E and B are mutually orthogonal. To detect this effect, we use a high finesse Fabry-Perot ring cavity with 4 mirrors. A beam emitted by an infrared laser is split into two in order to circulate in two counterpropagating directions inside the optical cavity. This cavity contains rods delivering orthogonal electric and magnetic fields to each other and also orthogonal to the propagation vectors of the two intra-cavity beams. The application of E and B changes the resonant frequencies of the optical cavity for the two directions of propagation. This is called magneto-electric directional anisotropy. This effect was first observed in nitrogen gas at atmospheric pressure and in a followinf experiment in a crystal of Er: YAG. Next we modified the original experimental device, by putting it under vacuum in order to measure the effect of magneto-electric directional anisotropy in gases at sub-atmospheric pressures. Moreover, eigen polarization measurements of non-planar optical cavities have also been made to emphasize the importance of these for measuring the effect of magneto-electric directional anisotropy. It was made using bowtie cavities, highly non-planar with negligible birefringence in reflection, and ring cavities, slightly non-planar with a significant birefringence in reflection. These cavities are similar to the ones used for the detection of the magneto-electric effect studied in this thesis
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Roy, Julien. „Correction et moyennage temps-réel pour mesures interférométriques par peignes de fréquence“. Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30065/30065.pdf.
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Ce mémoire a pour but le développement d’un système interférométrique à peignes de fréquence simple d’utilisation et performant afin de démocratiser l’utilisation de cette nouvelle technologie. Dans ce mémoire, le principe d’interférométrie par peignes de fréquence est décrit ainsi que des techniques de référencement. Par la suite, le référencement est utilisé afin de concevoir un système de correction et de moyennage temps-réel. Ce mémoire présente le système optique et électronique nécessaire à la réalisation d’un tel système. Toutes les étapes de la conception de l’algorithme de correction et de moyennage y sont exposées ainsi que les différents compromis et optimisations effectués. Finalement, des mesures expérimentales prises et corrigées à l’aide du système développé sont présentées. À ce jour, la mesure d’HCN et de C¬¬2H2 ainsi que celle du micro-résonateur présentées dans ce mémoire possèdent le plus haut rapport signal sur bruit pris par un interféromètre à peignes de fréquence.
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Truong-Loï, My-Linh. „Potentiels d'un système RSO basse fréquence opérant en polarimétrie compacte“. Rennes 1, 2010. https://theses.hal.science/tel-00559529.
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Le but de cette thèse est d’évaluer les capacités d’un système radar à synthèse d’ouverture en basse fréquence opérant en polarimétrie compacte pour des applications polarimétriques et interféropolarimétriques. La polarimétrie compacte (CP) est un cas particulier de la polarimétrie duale consistant en une polarisation d’émission unique et deux polarisations orthogonales à la réception. Les basses fréquences permettent de réaliser des applications telles que l’estimation de paramètres liés à la végétation et l’inversion de paramètres de surface. Cependant, dans un contexte spatial en basse fréquence, le plan de propagation subit une rotation lors de la traversée de la couche ionosphérique appelée rotation de Faraday (RF). Un premier objectif est l’estimation et la correction de la RF reposant sur les propriétés de rétrodiffusion des surfaces nues. La sélection des surfaces nues est basée sur un nouveau paramètre, le coefficient de conformité, construit à partir des mesures en CP. Trois méthodes d’estimation de la RF sont ensuite proposées et des applications sont montrées réalisables, directement avec des données en CP. L’étalonnage d’un tel système est enfin proposéThe aim of this dissertation is to assess the potential of a Synthetic Aperture Radar system operating in compact polarimetry mode at low frequency for polarimetric as well as polarimetry-interferometric applications. The compact polarimetry (CP) mode is a special case of dual polarimetry consisting in a unique polarization in transmission and two orthogonal polarizations in reception. Low frequencies allow applications such as vegetation parameters estimation and inversion of surface parameters. However, in a spatial context at low frequency, the propagation plane is rotated while crossing the ionosphere and this rotation is called the Faraday rotation (FR). A first objective is to deal with the estimation and correction of the FR which relies on the scattering properties of bare surfaces. The selection of the bare surfaces is based on a new parameter, the conformity coefficient, constructed from CP measurements. Once bare surfaces are selected, three methods to estimate the FR are suggested and applications are shown feasible, directly with CP data. Next, the calibration of such a system is suggested
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Bourbeau, Hébert Nicolas, und Hébert Nicolas Bourbeau. „High-coherence dual-comb interferometry with free-running lasers“. Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/36903.
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La spectroscopie double-peigne est une technique qui consiste à faire interférer deux peignes de fréquences laser légèrement désynchronisés ayant sondé un échantillon afin de retrouver sa signature spectrale avec une haute résolution et à grande vitesse. Cependant, elle requiert deux lasers qui sont mutuellement cohérents, une contrainte qui est habituellement satisfaite par stabilisation active au prix d’une plus grande complexité matérielle. Cette thèse aborde ce problème en présentant des solutions qui permettent l’utilisation de peignes en opération libre, simplifiant ainsi la technique du double-peigne. On démontre d’abord une plateforme laser compacte capable de générer une paire de peignes de fréquences qui sont affectés de manière similaire par les perturbations environnementales. Elle est basée sur une puce de verre dopée à l’erbium contenant plusieurs guides d’ondes inscrits par laser et séparés de quelques centaines de microns. Deux guides adjacents sont pompés simultanément et opérés en régime de synchronisation modale à ∼ 1 GHz dans la bande de 1.5 μm pour fournir une paire de peignes corrélés. Le bruit de fréquence en opération libre de cette source est ensuite caractérisé et on estime un temps de cohérence mutuelle qui dépasse le temps de mesure requis pour obtenir un spectre à haute résolution. Ceci est rendu possible grâce à l’utilisation de lasers qui sont intrinsèquement peu bruités, à l’intégration mécanique de la source, et à l’utilisation d’une grande différence entre les cadences des peignes. On présente aussi deux algorithmes de correction qui, lorsque combinés avec notre source double-peigne, permettent d’étendre artificiellement son temps de cohérence afin d’augmenter le temps de moyennage utile sans sacrifier la résolution spectrale. Ces algorithmes estiment et compensent la phase et le temps d’arrivée des interférogrammes mesurés, et ce sans recourir à aucune mesure externe des fluctuations des peignes. Ils sont d’abord décrits en détail puis leurs limites sont déterminées de façon quantitative à partir des paramètres des peignes et de leur bruit de fréquence relatif, où une grande différence entre les cadences apparaît comme étant la clé d’une correction réussie. Finalement, les performances du spectromètre double-peigne assisté par la correction logicielle sont démontrées en mesurant le spectre de transmission de l’acétylène et du cyanure d’hydrogène avec un échantillonnage spectral de ∼1 GHz. La qualité des mesures est validée par comparaison avec des spectres simulés à partir de données connues.La spectroscopie double-peigne est une technique qui consiste à faire interférer deux peignes de fréquences laser légèrement désynchronisés ayant sondé un échantillon afin de retrouver sa signature spectrale avec une haute résolution et à grande vitesse. Cependant, elle requiert deux lasers qui sont mutuellement cohérents, une contrainte qui est habituellement satisfaite par stabilisation active au prix d’une plus grande complexité matérielle. Cette thèse aborde ce problème en présentant des solutions qui permettent l’utilisation de peignes en opération libre, simplifiant ainsi la technique du double-peigne. On démontre d’abord une plateforme laser compacte capable de générer une paire de peignes de fréquences qui sont affectés de manière similaire par les perturbations environnementales. Elle est basée sur une puce de verre dopée à l’erbium contenant plusieurs guides d’ondes inscrits par laser et séparés de quelques centaines de microns. Deux guides adjacents sont pompés simultanément et opérés en régime de synchronisation modale à ∼ 1 GHz dans la bande de 1.5 μm pour fournir une paire de peignes corrélés. Le bruit de fréquence en opération libre de cette source est ensuite caractérisé et on estime un temps de cohérence mutuelle qui dépasse le temps de mesure requis pour obtenir un spectre à haute résolution. Ceci est rendu possible grâce à l’utilisation de lasers qui sont intrinsèquement peu bruités, à l’intégration mécanique de la source, et à l’utilisation d’une grande différence entre les cadences des peignes. On présente aussi deux algorithmes de correction qui, lorsque combinés avec notre source double-peigne, permettent d’étendre artificiellement son temps de cohérence afin d’augmenter le temps de moyennage utile sans sacrifier la résolution spectrale. Ces algorithmes estiment et compensent la phase et le temps d’arrivée des interférogrammes mesurés, et ce sans recourir à aucune mesure externe des fluctuations des peignes. Ils sont d’abord décrits en détail puis leurs limites sont déterminées de façon quantitative à partir des paramètres des peignes et de leur bruit de fréquence relatif, où une grande différence entre les cadences apparaît comme étant la clé d’une correction réussie. Finalement, les performances du spectromètre double-peigne assisté par la correction logicielle sont démontrées en mesurant le spectre de transmission de l’acétylène et du cyanure d’hydrogène avec un échantillonnage spectral de ∼1 GHz. La qualité des mesures est validée par comparaison avec des spectres simulés à partir de données connues.
Dual-comb spectroscopy is a technique where two slightly detuned laser frequency combs are interfered together after probing a sample under study in order to retrieve its spectral signature with a high resolution and at high speed. However, it requires two lasers that are mutually coherent, a constraint that is most often satisfied by active stabilization at the cost of an increased hardware complexity. This thesis tackles this issue by presenting solutions that allow the use of free-running combs, thus simplifying the dual-comb technique. First, we demonstrate a compact laser platform able to generate a pair of frequency combs that are similarly affected by environmental perturbations. It is based on an erbium-doped glass chip containing a number of ultrafast-laser-inscribed waveguides separated by a few hundred microns. Two adjacent waveguides are pumped simultaneously and passively mode-locked at ∼1 GHz in the 1.5 μm band to deliver a pair of correlated frequency combs. The free-running frequency noise of this source is characterized thoroughly and its mutual coherence time is found to exceed the measurement time required to retrieve a high-resolution spectrum. This is made possible by the use of intrinsically low-noise waveguide lasers, by the dual-comb source’s mechanical integration, and by the use of a large repetition rate difference between the combs. We also present two correction algorithms that, when combined with our dual-comb source, allow to artificially extend its coherence time in order to increase the useful averaging time without sacrificing the spectral resolution. These algorithms work by estimating and compensating the phase and timing of the measured interferograms without relying on any external measurement of the combs’ fluctuations. They are first described in detail and their limitations are determined quantitatively in terms of the combs’ parameters and relative frequency noise, where a large repetition rate difference appears to be the key to a successful correction. Finally, the performance of the dual-comb spectrometer assisted by a software correction is demonstrated by measuring the transmission spectrum of acetylene and hydrogen cyanide with a spectral sampling of ∼1 GHz. The quality of the measurements is validated by comparison to spectra simulated from known data.
Dual-comb spectroscopy is a technique where two slightly detuned laser frequency combs are interfered together after probing a sample under study in order to retrieve its spectral signature with a high resolution and at high speed. However, it requires two lasers that are mutually coherent, a constraint that is most often satisfied by active stabilization at the cost of an increased hardware complexity. This thesis tackles this issue by presenting solutions that allow the use of free-running combs, thus simplifying the dual-comb technique. First, we demonstrate a compact laser platform able to generate a pair of frequency combs that are similarly affected by environmental perturbations. It is based on an erbium-doped glass chip containing a number of ultrafast-laser-inscribed waveguides separated by a few hundred microns. Two adjacent waveguides are pumped simultaneously and passively mode-locked at ∼1 GHz in the 1.5 μm band to deliver a pair of correlated frequency combs. The free-running frequency noise of this source is characterized thoroughly and its mutual coherence time is found to exceed the measurement time required to retrieve a high-resolution spectrum. This is made possible by the use of intrinsically low-noise waveguide lasers, by the dual-comb source’s mechanical integration, and by the use of a large repetition rate difference between the combs. We also present two correction algorithms that, when combined with our dual-comb source, allow to artificially extend its coherence time in order to increase the useful averaging time without sacrificing the spectral resolution. These algorithms work by estimating and compensating the phase and timing of the measured interferograms without relying on any external measurement of the combs’ fluctuations. They are first described in detail and their limitations are determined quantitatively in terms of the combs’ parameters and relative frequency noise, where a large repetition rate difference appears to be the key to a successful correction. Finally, the performance of the dual-comb spectrometer assisted by a software correction is demonstrated by measuring the transmission spectrum of acetylene and hydrogen cyanide with a spectral sampling of ∼1 GHz. The quality of the measurements is validated by comparison to spectra simulated from known data.
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Dherbecourt, Pascal. „Etude et réalisation d'un générateur d'onde optique modulée en amplitude à très haute fréquence“. Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ROUES031.
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L'originalité de ce travail réside dans l'obtention d'une fréquence de modulation de l'onde optique ajustable jusqu'à 275 GHz par couplage de deux lasers 1550 nm. L'influence de la largeur de raie des lasers sur la pureté spectrale du signal généré dans une photodiode rapide est étudié. La mesure des propriétés spectrales des sources et le montage expérimental sont décrits. Le signal généré par la photodiode est contrôlé par analyseur de spectre radio-fréquence jusqu'à 60 GHz. Notre laboratoire a mis au point un banc de fusion étirage par laser CO2 permettant la réalisation de divers composants optiques tout-fibre. Etudier leur comportement, lorsqu'ils sont soumis à une variation rapide de l'amplitude du signal les traversant, constitue une nouvelle approche apportant des données utiles concernant leur bande passante à haut débit. Des mesures de bande passante de photodiodes rapides et de composants optiques tout-fibre dédiés aux systèmes de communications sont présentéesThe originality of this work is to build a source for the generation of an amplitude modulated optical wave up to 275 GHz using heterodyning of two 1550 nm DFB lasers. We carry out a study concerning the lasers spectral width influence on the spectral purity of the signal generated in a fast photodiode. The experimental setup is described, as well as characterization of the two lasers spectral width. Photodiode signal is controled by a radio-frequency spectrum analyser up to 60 GHz. Our laboratory has developed an experimental fusion setup by CO2 laser that enables the realization of numerous fiber optical components. We developed a new approach by characterizing their behavior under a fast variation of the input powwer, so as to get valuable information concerning their high rate bandwidth. Photodiode and optical components bandwidth measurements are presented and discussed
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Berthillier, Frédéric. „Développement de la spectroscopie DRASC femtoseconde à sonde à dérive de fréquence pour la thermométrie haute cadence dans les milieux gazeux réactifs“. Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMIR24/document.
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L’étude expérimentale des processus physico-chimiques de la combustion nécessite de disposer de diagnostics non-intrusifs. Le présent manuscrit reporte le développement du diagnostic laser de mesure de température DRASC (Diffusion Raman anti-Stokes Cohérente) en régime d’impulsions laser femtoseconde pour lequel la configuration à sonde à dérive de fréquence (CPP) a permis d’effectuer des mesures instantanées de température à 1kHz. Un travail à la fois théorique, numérique et expérimental a permis d’extraire la température des spectres DRASC instantanés acquis dans des mélanges air/argon (300-600K) et en flamme prémélangée CH4/Air avec une précision de l’ordre de 1% à 2100 K. La validité de ces résultats est obtenues par des confrontations numérique/expérimental pour différentes grandeurs d’influence. Cette étude permettra dans un proche futur d’appliquer le diagnostic DRASC fs CPP dans des flammes turbulentes représentatives d’écoulements réels observés en combustion aéronautiqueThe experimental study of the physico-chemical processes of combustion requires the use of non-intrusive diagnostics. This manuscript reports the development of the CARS (Coherent Anti-Stokes Raman Scattering)) laser diagnostic in the femtosecond pulse regime for which the Chirped Pulse Probe (CPP) configuration enabled instantaneous measurements of temperature at 1kHz. A theoretical, numerical and experimental study allowed highlighting the possibility to measure temperature from the data processing of instantaneous DRASC spectra acquired in air/argon mixtures (300-600K) and in premixed flame CH4/Air with an accuracy of 1% at 2100 K. Validity of these results was obtained from numerical/experimental confrontations for different scalar parameters configurations. This study would enable in the near future the application of the CPP fs CARS diagnostic in turbulent flames representative of real flows observed in aeronautical combustion
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Escalona, Rafaël. „Interférométrie par modulation continue de la fréquence optique d'une diode laser : Étude et réalisation d'un capteur télémétrique à haute résolution“. Besançon, 1991. http://www.theses.fr/1991BESA2024.
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Ce travail porte sur la faisabilité puis la réalisation d'un capteur de distances à haute résolution. Ce capteur doit permettre, à la différence de la plupart des dispositifs existants, en métrologie, non pas une mesure différentielle de la longueur, mais une mesure absolue de celle-ci. Le principe de base repose sur l'accordabilité en fréquence optique d'une diode laser. Cette accordabilité est réalisée en faisant varier le courant d'injection. Une connaissance présice du coefficient de conversion courant fréquence est alors exigée. Des techniques spécifiques pour la détermination de ce coefficient dans le domaine des basses fréquences de modulation (1 MHz) sont exposées. L'exploitation du signal est effectuée par une technique d'interférométrie par modulation continue de la fréquence (MCF). Celle-ci permet la détection de la phase du signal utile dans un système interférométrique simple. Ceci autorise l'accès, en temps quasi réel, à la différence de chemin optique. Avec une connaissance au préalable du coefficient de conversion mentionné, une mesure absolue de la distance optique est alors possible. Enfin, le problème posé par les variations de l'indice de l'air est abordé d'un point de vue théorique. Une correction tout-optique dans la mesure de distances en milieu perturbé est proposée
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Bondu, François. „L'interféromètre Virgo :propriétés optiques, stabilisation en fréquence du laser“. Habilitation à diriger des recherches, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00284986.
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Un interféromètre à miroirs suspendus convertit les ondes gravitationnelles, perturbations de la géométrie de l'espace temps, en une variation de temps de vol d'aller-retour de photons entre deux masses inertielles au repos.J'ai réalisé l'asservissement en fréquence du laser pour mesurer ces variations de temps de vol. La stabilité relative de fréquence en boucle du laser est de 1e-21 sur 100 ms ; je montre que le système obtenu respecte les spécifications. J'étudie dans le mémoire les propriétés d'un système où les boucles d'asservissements sont imbriquées.
Les cavités optiques résonnantes de l'interféromètre Virgo sont les éléments essentiels de la conversion d'une onde gravitationnelle. J'étudie l'ensemble des propriétés d'un oscillateur Fabry-Perot. Je montre comment elles peuvent être évaluées in situ à partir de mesures des fonctions de transfert utilisées pour leur verrouillage. Les cavités Fabry-Perot sont les oscillateurs de référence. Je fais un état des lieux de l'ensemble des perturbations susceptibles de perturber la stabilité de phase.
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Forget, Nicolas. „Des amplificateurs laser aux amplificateurs paramétriques : études de l'amplification paramétrique optique à dérive de fréquence et du blocage de modes dans les oscillateurs paramétriques optiques“. Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00288940.
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A l'instar du Ti:saphir, certains amplificateurs paramétriques optiques (OPA) possèdent des bandes de gain suffisamment larges pour générer et amplifier des impulsions optiques parmi les plus courtes (<100fs). A partir de ce constat, une double problématique est développée : dans quelle mesure peut-on utiliser des amplificateurs paramétriques en lieu et place des amplificateurs laser utilisés, que ce soit dans les chaînes d'amplification à dérive de fréquence (CPA) ou dans les oscillateurs à modes bloqués ?La première partie de ce mémoire est consacrée à un rappel de la physique du mélange à trois ondes dans les cristaux massifs, suivi d'une interprétation géométrique des solutions obtenues en ondes planes.
La seconde partie est consacrée à l'étude expérimentale des performances de l'amplification paramétrique optique à dérive de fréquence (OPCPA) à 1054 nm..
Deux préamplificateurs OPCPA présentant des gains supérieurs à 106, l'un à base de cristaux massifs de BBO, l'autre à base de PPLN, sont étudiés et comparés expérimentalement. La question du contraste temporel des impulsions amplifiées par OPCPA – question centrale pour les sources ultra-intenses – fait l'objet d'études théoriques et expérimentales spécifiques. Le contraste de plusieurs sources OPCPA sont comparés et ses diverses composantes (fluorescence paramétrique, bruit d'amplitude sur l'impulsion de pompe) sont identifiées et quantifiées.
La dernière partie du travail de thèse porte sur la possibilité de réaliser un oscillateur paramétrique optique à modes bloqués (ML-OPO) à partir d'une source de pompe continue. Ce travail comporte également un volet théorique et un volet expérimental : une étude théorique systématique des ML-OPO (simplement et doublement résonnants) et la première démonstration expérimentale d'un ML-OPO quasi-continu et doublement résonnant à 1 micron.
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Mannino, Christian. „Architecture configurable d'une boucle à verrouillage de phase totalement numérique : application à la mesure de gigue et de la dérive en fréquence en télévision numérique“. Nancy 1, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2006_0171_MANNINO.pdf.
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En télévision numérique, les informations sont transmises en mode asynchrone à l'aide de trames. Les dispersions fréquentielles ou la gigue du signal transmis peuvent avoir un effet significatif sur la qualité de la réception. Le travaille de thèse présenté porte sur l'étude et la caractérisation d'une boucle à verrouillage totalement numérique (ADPLL) associée à un ensemble de fonctions de mesure des dispersions et de la gigue. L’ADPLL conçue permet la régénération d'horloges par synchronisation sur des horodateurs. L’implémentation est rendu possible grâce à l’utilisation d’un synthétiseur de fréquence original basée sur une technique d’avance ou de retard de phase. La solution est utilisée dans un système de mesure des paramètres de gigue, erreur de fréquence centrale, et dérive pour l'évaluation de la qualité de service en télévision numérique terrestre (DVB-T). Le système est optimisé en ressources pour mesurer les paramètres de chaque programme d’un flux DVB-TIn digital television, the information are transmitted in asynchronous mode within frames. Frequency dispersions or the jitter of the transmitted signal can have a significant effect on reception quality. The work of the thesis presented relates to the study and the characterization of an All-Digital Phase Locked Loop (ADPLL) associated to a set of measurement functions of dispersions and jitter. The designed ADPLL allows the clock recovery by synchronisation on time stamps. The implementation is made possible thanks to the use of an original frequency synthesizer based on a technique of delaying or advancing the phase. The solution is used in a measurement system of jitter, frequency error and drift parameters for the quality of service evaluation in digital terrestrial television (DVB-T). The system is optimised in term of resources to measure the parameters of each program of a DVB-T stream
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Fayon, Lucile. „Instrumentation sismologique spatiale : Fonction de transfert du sismomètre 6 axes InSight et développement d'un capteur de déplacement picométrique par interférométrie“. Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC099/document.
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La compréhension de la formation du Système Solaire et de son Evolution est profondément connectée aux connaissances que nous pouvons avoir sur les structures internes des planètes. Des études sismiques in-situ sont donc cruciales pour sonder la structure (répartition et Épaisseur des couches) et la composition interne des planètes telluriques. L'instrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) se posera sur Mars en 2018 (mission InSight de la NASA). Il contient deux types de capteurs sismiques: les VBB (Very Broad Band) et SP (Short Period), montés sur le LVL (système de nivellement mécanique) qui a un double objectif: assurer le placement horizontal des capteurs sur le sol de Mars dans des conditions locales inconnues et fournir le couplage mécanique des sismomètres au sol. Dans cette thèse, un modèle analytique simple du LVL est développé afin de reproduire son comportement mécanique grâce au calcul de ses résonnances et de sa fonction de transfert. Ce modèle permettra d'étudier l'effet du LVL sur les données sismiques des VBB et SP enregistrées sur Mars. Celui-ci est d'abord implémenté numériquement puis sa validation est garantie grâce ˆ l'observation de grandes similitudes entre nos résultats et ceux des expériences réalisées en laboratoire avec le modèle de vol. Ces comparaisons prouvent ainsi la fidélité du modèle ˆ la réalité. Après quelques simulations, on remarque également une influence importante du couplage mécanique entre les pieds du LVL et le sol dans les résonnances trouvées. Une étude d'inversion est alors réalisée afin d'observer si le modèle pourrait permettre d'estimer les propriétés du sol au niveau du site d'atterrissage InSight. Un autre travail consiste ˆ modéliser les 6 capteurs VBB et SP sur le LVL et observer la réponse de l'instrument global en translation et en rotation. En effet, des effets de rotation du LVL ˆ courte période peuvent perturber les mesures sismiques. Cette étude peut aussi permettre d'estimer les performances en rotation de SEIS, qui peut être une information clé pour déterminer la vitesse de phase des ondes sismiques de surface, fortement dépendante de la composition du sol. Cette vitesse sera calculée sur Mars en réalisant une expérience sismique active grâce ˆ l'autre instrument principal d'InSight: HP3. Aujourd'hui, de nouveaux projets sont étudiés pour un retour sismique sur la Lune. En effet, les sismomètres Apollo bien qu'ayant une bonne résolution en terme de déplacement du sol étaient cependant incapables de détecter le bruit sismique du sol lunaire, appelé "meteoritic hum". Ce bruit, du aux chutes continues de micrométéorites, a une amplitude estimée ˆ 1/100e de la résolution des sismomètres Apollo ˆ une certaine fréquence. Les phases sismiques du noyau, même si estimées grâce au "stacking" des données, n'ont pas non plus été directement enregistrées. Une nouvelle génération de sismomètres, 100 ˆ 1000 fois plus sensibles que ceux d'Apollo, est donc désirée pour atteindre le plancher du bruit sismique lunaire. Cette sensibilité pourrait permettre de tirer bénéfice de l'intégralité des ondes sismiques générées par l'activité sismique lunaire. La structure d'un tel sismomètre serait un capteur de déplacement, toujours lié ˆ une masse d'épreuve, mais présentant de grosses améliorations en termes de performance, linéarité, et niveau de bruit. Pendant cette thèse, un prototype de système de lecture optique du déplacement de la future masse d'épreuve de ce sismomètre lunaire ultra-sensible est développé, basé sur l'utilisation de la technologie des détecteurs d'ondes gravitationnelles. En effet, ceux-ci sont une référence en termes de mesures interférométriques ˆ basse fréquence et très bas niveau de bruit. Le prototype construit est ainsi basé sur la technique de stabilisation laser appelée "Pound-Drever-Hall"The understanding of the Solar System formation and its evolution is deeply connected to the knowledge on the planet interior structures. In situ studies with seismometers are therefore crucial to probe the internal structure (distribution and thickness of layers) and composition of the telluric planets. Indeed, SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) will land on Mars in 2018 (NASA InSight mission). Both types of sensors of the SEIS instrument, the VBB (Very Broad Band) and SP (Short Period), are mounted on the LVL (a mechanical levelling system) for which the purpose is twofold: ensure a level placement of the sensors on the Martian ground under yet unknown local conditions and provide the mechanical coupling of the seismometers to the ground. In this thesis, we developed a simplified analytical model of the LVL structure in order to reproduce its mechanical behaviour by predicting its resonances and transfer function. This model will allow to estimate the LVL effect on the VBB and SP data recorded on Mars. It is first implemented numerically and its validation is then guaranteed thanks to the observation of a lot of similarities between our results and those of the laboratory experiments with the LVL flight model. These comparisons prove the model fidelity with reality. After some simulations, we noticed a clear influence of the mechanical coupling between the LVL feet and the ground in the resonances found. For this reason, an inversion study has been realized in order to study if this model could allow to estimate the ground properties of the InSight site. Another work consists in modeling the 3 VBB sensors and the 3 SP sensors on the LVL and to observe the response of the global SEIS instrument in translation and rotation. Indeed, some rotation effects at short period can disturb the seismic measurements. This study can also allows to estimate the performances of SEIS, especially in rotation that can be one important information to recover the phase velocity of the surface seismic waves, highly dependent of the ground composition. This can be realized on Mars with an active seismic experiment thanks to the other main instrument of InSight mission: HP3. Today, new projects are also considered for a seismic return on the Moon. Indeed, the Apollo seismometers had a good resolution in ground displacement but were however unable to detect the Lunar ground seismic noise, named "meteoritic hum". This noise is possibly due to the continuous fall of micro-meteorites and its amplitude has been estimated to be about 1/100 of the resolution of the Apollo sensors at a certain frequency. Core seismic phases, although detected through stacking, have not also been individually recorded. A new generation of broadband seismometers, 100 to 1000 times more sensitive than the Apollo ones are therefore requested in order to reach the lunar seismic noise floor. This sensitivity will allow to take benefit of all the seismic waves generated by the Moon seismic activity. The core of such seismometer will be the proof mass displacement sensors, with extreme improvement in performances, linearity and noise level. During this thesis, we developed an optical readout prototype, based on the use of gravitational waves detectorsÕ technology which is the reference in term of interferometric measurements at low frequency and very low noise levels. This prototype is based on the "Pound-Drever-Hall" laser frequency stabilization technique. The objective is to improve the sensitivity by 2 orders of magnitude compared to the current seismometers performances
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Marinier, Guillaume. „Contribution à l’étude de microstructures passives de type SiO2 –Au ,[Silicium-Or] : détermination de fréquences de résonance par caractérisation dynamique“. Rouen, 2005. http://www.theses.fr/2005ROUES001.
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En dépit de leur très faibles dimensions, les microsystèmes jouent des rôles majeurs, parfois critiques, dans les systèmes qui les emploient : leur conception et leur fabrication impliquent la connaissance du comportement mécanique du ou des matériaux utilisés. En effet, les propriétés intrinsèques de ces matériaux ont une influence considérable sur la réalisation des MEMS, et la maîtrise des contraintes mécaniques générées au sein de ces dispositifs devient ainsi incontournable. Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans le souhait de développer et d'accroître les connaissances et la fiabilité des microsystèmes par l'étude du comportement mécanique et dynamique de microstructures passives. Dans ce but, les contraintes résiduelles ont focalisé notre attention et particulièrement le module d’Young par la détermination de fréquences de résonance. Dans un premier chapitre, après avoir présenté les principales techniques de fabrication de microstructures puis les défauts qui leurs sont liés, nous abordons la sollicitation en flexion de microleviers de type SiO2-Au, avant de déterminer par la théorie leurs fréquences de résonance. Nous proposons dans un second temps et à travers des chapitres distincts, deux techniques optiques sans contact de caractérisation dynamique. La première est une méthode originale qui emploie un interféromètre de Michelson et qui nous offre des résultats intéressants : les différents spectres en fréquences de nos échantillons de microleviers. La seconde techniques de caractérisation utilise le principe du vibromètre optique. Après une présentation de cet instrument, nous exposons les modules qui composent ce banc de caractérisation en développement. Nos choix, dictés par les compétences spécifiques de notre laboratoire, tendent à faire évoluer ce dispositif expérimental vers une miniaturisation, afin d'effectuer par la suite des tests sous environnements contrôlésIn spite of their reduced dimensions, microsystems generally play the main roles even sometimes critical within the devices which employ them : their design and their realisation imply the knowledge of the mechanical properties of materials used. Indeed, the intrinsic properties of these materials have a major influence on the realisation of MEMS, and the control of it mechanical constraints generated within these devices becomes thus essential. The work presented in this thesis develops and increases knowledge and reliability of microsystems by the study of mechanical and dynamic behavior of passive microstructures. To this aim, residual stresses focused our interest and particularly Young's modulus by the determination of resonant frequencies. In the first chapter, we present the principal techniques of microstructures manufacture and the defects they are dependent of. Then we propose the setting in inflection of SiO2-Au microcantilever, before determining their resonant frequencies with the theory. We propose in the second time and through distinct chapters, two contacless and optical techniques for dynamic characterization. The first is an original method which uses a Michelson interferometer and which offers interesting results : various frequency spectra from our samples of microcantilevers. The second characterization techniques uses the principle of the optical vibrometer. After a presentation of this instrument, we expose the components of this system under development within our laboratory. Our choices tend to improve this experimental device to a miniaturization, with the aim to carry out thereafter tests under controlled environments
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Tria, Mohamed. „Imagerie Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO) Par Analyse En Ondelettes Continues Multidimensionnelles“. Phd thesis, Paris 11, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011181.
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Le travail de thèse a porté sur "l'imagerie radar à synthèse d'ouverture par analyse en ondelettes continues multidimensionnelles". Ce travail de thèse a consisté à mettre en oeuvre des méthodes d'analyse temps-fréquence dans le domaine de l'imagerie SAR (Synthetic aperture Radar). Le principe de l'imagerie SAR consiste à illuminer une zone du sol avec le faisceau d'ondes éléctromagnétiques de l'antenne radar. Cette zone se compose de plusieurs points réflecteurs appartenant à une ou plusieurs cibles. Alors que le porteur se déplace sur sa trajectoire de vol, l'antenne émet périodiquement des impulsions qui parviennent à l'ensemble des cibles présentes dans la zone illuminée. Une partie non-négligeable de chaque impulsion est alors réfléchie par les cibles puis interceptée par le radar. L'ensemble des données collectées par le radar va permettre d'établir l'image de terrain en haute résolution via un algorithme de reconstruction d'images. Les méthodes classiques d'imagerie font l'hypothèse d'isotropie (les points imagés se comportent de la même manière selon l'angle sous lequel ils sont vus) et de blancheur (les points imagés ont le même comportement dans la bande fréquentielle émise) des réflecteurs imagés. Malheureusement, les hypothèses précédentes ne sont plus valables avec l'émergence de nouvelles capacités d'imagerie (large bande fréquentielle, grandes excursions angulaires,. . . ). L'objectif du travail de thèse a consisté à développer une méthode d'analyse temps-fréquence basée sur l'utilisation d'ondelettes continues permettant de mettre en lumière les phénomènes d'anisotropie et de coloration des points imagés. Ce type d'analyse se fonde sur le concept d'hyperimage qui permet d'associer à chaque pixel de l'image SAR, son comportement angulaire et fréquentiel. L'algorithme d'implantation de la transformée en ondelettes continues que nous avons proposé est basé sur la transformée de Fourier. Par conséquent, l'algorithme est à moindre coût en terme de temps de calcul en utilisant l'algorithme rapide de transformée de Fourier (FFT). .The thesis work was about the " Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging by using the multidimensional continuous wavelet analysis ". This work consisted in establishing time-frequency methods in the SAR domain. The principle of the SAR imaging consists in irradiating a ground zone with electromagnetic waves emitted by the radar antenna. This zone contains several reflectors belonging to one or several targets. While the airborne is moving on its flight path, the antenna emits periodically impulses which reach the whole targets located on the irradiated zone. A non-negligible part of each impulse is reflected by the target and received by the radar. The whole collected data will be used to form a high resolution image of the illuminated zone thanks to an algorithm of image reconstruction. The classical imaging methods assume that the reflectors are isotropic (they behaves the same way regardless the aspect under wich they are viewed) and white (they have the same properties within the emitted bandwidth). Unfortunately, new capacities in SAR imaging (large bandwidth, large angular excursions of analysis) makes these assumptions obsolete. The purpose of the thesis work consisted in developing a time-frequency method based on the use of continuous wavelets allowing to highlight the anisotropic and coloration effects of the irradiated points. This kind of analysis is based on the concept of hyperimage which allows to associate to each pixel an energetic response which is a function of the aspect and the frequency. The algorithm allowing to implant the continuous wavelet transform is based on the Fourier transform. Hence, this algorithm is not expensive in terms of time calculation by using the Fast Fourier Transform (FFT). .
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Quessada-Vial, Audrey. „Développement d'une horloge optique à atomes de strontium piégés : réalisation d'un laser ultra-stable et stabilité de fréquence“. Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009538.
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Lehmann, Lucien. „Apport des structures ridge pour la détection et l’interférométrie à conversion de fréquence MIR en régime de comptage de photons“. Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0069/document.
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La détection faible flux dans le moyen infrarouge (MIR) est fortement pénalisée par le rayonnement thermique de l’environnement. La principale solution à ce problème consiste à cryogéniser la plus grande partie possible de la chaîne de détection. Cette méthode atteint ses limites pour certaines applications,notamment l’imagerie haute résolution en astronomie par méthode interférométrique. Une solution alternative consiste à utiliser le processus non linéaire de somme de fréquences pour convertir ce rayonnement moyen infrarouge vers des domaines de longueur d’onde où les détecteurs ne sont plus limités par le rayonnement de l’environnement et fonctionnent efficacement en régime de comptage de photons. Les travaux effectués au cours ces trois années sont le prolongement direct de plus d’une décennie de recherche pour la détection et l’interférométrie par conversion de fréquence. Ils s’inscrivent dans la continuité des travaux de thèses de L. Szemendera et de P. Darré, ayant, pour l’un, posé les premières pierres de l’interférométrie par conversion de fréquence dans le MIR et, pour l’autre, démontré la possibilité d’utiliser cette technique sur le ciel à1550 nmen tirant parti de la technologie de guidage ridge. Cette thèse constitue donc la jonction fructueuse de ces travaux antérieurs, rendue possible par une collaboration avec l’institut Femto-ST. L’utilisation de leurs guides PPLN ridge nous a permis de nous placer au niveau de l’état de l’art pour la détection par conversion de fréquence dans le MIR (3,5 μm)avec des démonstrations expérimentales à la fois en laboratoire et sur le ciel (C2PU). Intégrée à un interféromètre à conversion de fréquence à ces mêmes longueurs d’onde, elle a également permis d’en améliorer significativement les performances et la répétabilité de cette technique, principalement dans le cas d’une source spectralement large bande. Parallèlement, notre collaboration avec le réseau de télescopes CHARA, nous a offert l’opportunité d’étudier les problématiques soulevées par une future mise en œuvre de l’instrument sur ce siteLow flux detection in the mid infrared (MIR) is strongly penalized by thermal radiation from the environment. The main solution to this problem is to cryogenize as much of the detection chain as possible.This method is reaching its limits for some applications, including high-resolution imaging in astronomy using interferometric methods. An alternative solution is to use the non-linear process of sum frequency generation to convert this mid infrared radiation to wave length domains where detectors are no longer limited by the radiation from environment and operate efficiently in photon counting regime.The work over these three years is part of more than a decade of research into up-conversion detection and interferometry. It is the expansion of the these works of L. Szemendera and P. Darré. The first one laid the fondation of the up-conversion interferometry in the MIR and the second one demonstrated the possibility of using this technique on the sky at 1550 nm by benefiting from the ridge waveguide technology.Thus, this thesis constitutes the fruitful junction of these earlier works, made possible by a collaboration with the Femto-ST Institute. The use of their PPLN ridge waveguides has enabled us to place ourselves at the state of the art for up-conversion detection in the MIR (3,5 μm) with experimental demonstrations both in the laboratory and on the sky (C2PU). Integrated into a up-conversion interferometer at these same wave lengths, it has also significantly improved the performance and repeatability of this technique,in particular in the case of a spectrally broadband source. At the same time, our collaboration with the CHARA telescope array gave us the opportunity to study the problems raised by a future implementation of the instrument on this site
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Jan, Gwénaële. „Etude de la réponse des couches de la surface océanique aux forçages atmosphériques avec un modèle à haute résolution verticale“. Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066552.
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Truong-Loi, My-Linh. „Potentiels d'un système RSO basse fréquence opérant en polarimétrie compacte“. Phd thesis, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00559529.
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Le but de ce travail de thèse est d'évaluer le potentiel d'un système Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO) ou Synthetic Aperture Radar (SAR) en anglais, opérant en mode de polarimétrie compacte à basse fréquence pour des applications polarimétriques et interféro-polarimétriques. Cette thèse s'inscrit dans le projet de mission BIOMASS de l'Agence Spatiale Européenne qui propose la mise en orbite d'un instrument SAR en bande P pour suivre la dynamique de la biomasse terrestre à l'échelle globale, et d'autres missions spatiales futures dont l'objectif est d'étudier les changements environnementaux globaux telles que DESDynI (Deformation, Ecosystem Structure and Dynamics of Ice) et SMAP (Soil Moisture Active and Passive) pour le Jet Propulsion Laboratory (JPL) et Saocom (SAtélite Argentino de Observación COn Microondas) pour l'Agence Spatiale Argentine. La polarimétrie compacte est un cas particulier de la polarimétrie duale consistant en une polarisation d'émission unique et deux polarisations orthogonales à la réception. Trois configurations ont été suggérées : le mode π/4, le mode π/2 et le mode hybride (cas particulier du mode π/2). Il est important de noter qu'il s'agit ici d'un mode dual-pol spécifique où la phase relative entre les deux canaux de réception est conservée. La première partie de cette thèse introduit les concepts de base du système SAR, les notions de polarimétrie, interférométrie, interférométrie SAR polarimétrique, polarimétrie compacte et les motivations justifiant la volonté de mettre en œuvre un système compact-pol. Les basses fréquences permettent de réaliser des applications telles que l'estimation de paramètres liés à la végétation et l'inversion de paramètres de surface. Cependant, dans un contexte spatial en basse fréquence, le plan de propagation subit une rotation lors de la traversée de la couche ionosphérique appelée rotation de Faraday (RF). L'objectif de la deuxième partie de cette thèse est donc d'étudier l'estimation et la correction de la RF reposant sur les propriétés de rétrodiffusion des surfaces nues, avec un système opérant en polarimétrie compacte. La sélection des surfaces nues est basée sur un nouveau paramètre, appelé coefficient de conformité et construit à partir des mesures compact-pol. Une fois les sols nus sélectionnés, trois méthodes d'estimation de la RF utilisant des données compact-pol sont proposées. La troisième partie de cette thèse porte sur la possible inversion de l'humidité du sol, et l'estimation de la biomasse et la hauteur de la végétation à partir de données compact-pol. Nous montrons que l'algorithme standard de Dubois et al. de 1995 peut être directement appliqué à l'aide des données en polarimétrie compacte sur des surfaces nues afin d'y estimer l'humidité. Ensuite, l'estimation de la biomasse aérienne des forêts à partir de données en polarimétrie compacte est testée. Finalement, le concept d'interférométrie est ajouté à la polarimétrie compacte afin d'évaluer le potentiel d'un système compact-PolInSAR à estimer la hauteur de la végétation. Après avoir démontré le potentiel de la polarimétrie compacte pour certaines applications, nous analysons les implications système. Pour cela, les possibilités d'étalonner un tel système sont étudiées en considérant le déséquilibre de canal et la mauvaise isolation entre les canaux associés à la rotation de Faraday, et une procédure utilisant trois cibles externes est proposée. Enfin, l'équivalence entre les données compact-pol simulées à partir des données complètes et les données compact-pol construites à partir de données brutes est démontrée, confirmant la propriété de linéarité du processeur SAR. Ce travail et les techniques présentées tout au long de cette étude ont été simulés et testés à l'aide de données RAMSES en bande P et L, SETHI en bande L, PALSAR en bande L et AIRSAR en bande L.
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Elyaakoubi, Mustapha. „Diagnostics et modélisation d'un plasma basse pression gaz rares-fluor excité à 13.56 MHz“. Phd thesis, Université d'Orléans, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00420859.
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Ce travail porte sur l'étude du plasma source d'un réacteur de type "hélicon" pouvant être utilisé pour la gravure des semiconducteurs. Nous utilisons un mélange Ar-He-F2 à des pressions variant de 4 à 20 mTorr avec des conditions de mélanges variables. L'interférométrie microondes (68 GHz) a été utilisée pour mesurer la densité électronique dont les valeurs vont de 0.4 à 2 10^12 cm-3 selon les conditions de pression et de puissance RF. En se basant sur la mesure de l'intensité des raies spectrales de l'He, nous avons établi un modèle collisionnel radiatif de la décharge. Il nous a permis de caractériser la fonction de distribution en énergie des électrons (fdee). Un modèle à deux températures a été choisi pour décrire cette fdee. La variation de ces températures en fonction des conditions de décharge est présentée. La température du gaz, trouvée de 850 K, a été mesurée par absorption laser qui a permis de mesurer la densité des niveaux 4s d'Ar et de valider la technique d'auto-absorption. La cinétique des raies fluor a été étudiée et a permis d'obtenir pour la première fois les coefficients d'excitation électroniques du fluor. Ces données ainsi que la mise en évidence des voies de population des états excités d'Ar et d'He montrent les limites de l'applicabilité de l'actinométrie. Une approche théorique est présentée pour montrer l'importance des différents processus responsables de l'entretien de la décharge et du dépôt d'énergie.
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Quessada-Vial, Audrey. „Developpement d'une horloge à atomes de strontium piégés : Réalisation d'un laser ultra-stable et stabilité de fréquence“. Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009538.
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Ce mémoire présente le développement d'une nouvelle génération d'étalons de fréquence optique utilisant des atomes piégés. La stabilité de fréquence d'une telle horloge sera limitée dans un premier temps par le bruit de l'oscillateur local. Nous discutons dans la première partie du mémoire de différents paramètres, comme le rapport cyclique ou la méthode d'interrogation, pouvant réduire les effets de ce bruit: la séquence temporelle du cycle d'horloge doit être optimisée. Avec l'oscillateur local que nous avons réalisé, un laser ultra-stable, la stabilité attendue est de quelques 10^-16 tau^-1/2 soit près de deux ordres de grandeurs mieux que les fontaines atomiques actuelles. La deuxième partie du mémoire décrit une source d'atomes froids de strontium performante, étape essentielle pour réduire le temps de préparation des atomes dans le cycle. Enfin, nous rapportons la mesure de la transition d'horloge 1S0-3P0 du ^87 Sr avec une résolution de 15 kHz.
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Simon, Claire-Marie. „Contrôle optique de l'exciton dans des boîtes quantiques individuelles“. Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00707530.
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Les boîtes quantiques semiconductrices de type InAs/GaAs ont des propriétés électroniques et optiques qui les rapprochent de l'atome unique. C'est dans ce contexte que se situe ce travail de thèse, qui s'intéresse à différents aspects de l'interaction lumière-matière dans ce type de système. Nous avons d'abord étudié le système couplé constitué du spin de l'électron et des spins nucléaires dans une boîte quantique unique, sous excitation non résonante. Pour ces expériences, nous avons utilisé des techniques de photoluminescence stationnaire résolues en polarisation : nous présentons des mesures complètes d'excitation de la photoluminescence, dans différentes conditions expérimentales. L'état de charge des boîtes quantiques fluctuant dans le temps d'une part et le couplage entre les spins nucléaires et le spin de l'électron via l'interaction hyper ne d'autre part sont à la base d'un effet original : il est possible de modifier optiquement les états propres de l'exciton neutre en l'absence de champ magnétique externe. Nos résultats expérimentaux sont confirmés par une spectroscopie de plus haute résolution, qui utilise un interféromètre de Fabry-Pérot placé en amont de la chaîne de détection. Nous présentons ensuite des expériences réalisées en régime cohérent, c'est-à-dire dans un temps plus court que le temps de déphasage du système, dans des échantillons à charge ajustable. Nous avons excité la boîte quantique à résonance (sur son état fondamental) avec des impulsions courtes (durée " 1ps) limitées par la transformée de Fourier). En s'appuyant sur un schéma de détection original, nous détectons le signal de luminescence sur un état spectateur situé à quelques meV de la transition excitée. Ceci nous a permis de mettre en évidence les oscillations de Rabi de l'exciton dans une boîte quantique unique. Ensuite, en utilisant des impulsions à dérive de fréquence, nous montrons qu'il est possible de générer une population d'exciton de façon à la fois fidèle et robuste, en réalisant un passage adiabatique rapide. Ce résultat expérimental est une première étape en vue de l'implémentation puis de la manipulation d'un Q-bit dans une boîte quantique unique.
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Yu, Wenhui. „Mesure de distance absolue utilisant l'interférométrie à balayage de longueur d'onde étalonnée par un peigne de fréquences“. Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAD005/document.
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Dans cette thèse, nous avons mis en oeuvre un système de mesure de distance absolue (Absolute Distance Measurement, ADM) de haute précision utilisant l'interférométrie à balayage de fréquence (Frequency Sweeping Interferometry, FSI). La technique FSI exige que la plage de réglage de fréquence du laser balayé soit mesurée avec une précision élevée, ce qui est difficile en raison de l'absence d'un moyen simple de mesurer la haute fréquence d'un laser en temps réel. Dans cette thèse, un peigne de fréquence a été utilisé comme règle de fréquence lumière pour mesurer la plage de réglage de la fréquence du laser à balayage. Un peigne de fréquence formé par un laser femtoseconde est constitué de millions de lignes de peigne régulièrement espacées, ce qui permet de le considérer comme une règle de fréquence de la lumière. La calibration de fréquence a été réalisée en filtrant le signal hétérodyne entre le laser à balayage et les lignes de peigne en utilisant un filtre passe-bande étroit. Cette approche nous permet de détecter le signal d'étalonnage lorsque la fréquence du laser à balayage est proche d'une ligne en peigne. Etant donné que l’intervalle de fréquence entre les lignes de peigne peut être mesuré avec précision ou activement verrouillé en phase par rapport à un oscillateur radiofréquence (RF) stable, la plage d ’ accord du laser à balayage peut être mesurée avec une grande précision. En particulier, chacun des deux pics d’étalonnage peut être utilisé dans le calcul de la distance, ce que nous appelons des «sous-mesures» en un seul balayage. Combinée au grand nombre de lignes de peigne, la moyenne des sous-mesures améliore considérablement la précision des mesures sans balayage multiple. Dans la thèse, la condition de détection et les caractéristiques du signal hétérodyne entre le laser à balayage et la ligne de peigne sont présentées. Une conception de filtre pour filtrer le signal hétérodyne est réalisée. Un travail de modélisation concernant l'effet du bruit de phase des lasers sur la distorsion d'enveloppe du pic d'étalonnage a été présenté. Des travaux expérimentaux basés sur les concepts de mesure ont été réalisés. Il montre que l'utilisation du schéma de mesure proposé peut considérablement améliorer la précision de la mesure de distance. Dans l’une des mesures, une précision de 30 nm pour une distance d’environ 0,8 m, correspondant à une incertitude relative de 37 ppm (part-perbillion) a été obtenue. Le résultat a été obtenu sur la base d'une méthode de traitement du signal de comptage de franges. La grande précision a été obtenue grâce au grand nombre de sous-mesures et à la stabilité des lignes de peigne régulièrement espacées. Nous avons constaté que la mesure de vibration de la cible peut également être effectuée en prenant avantage des lignes de peigne denses. Une sensibilité élevée, limitée à 1,7 nm efficace en bruit, de la mesure des vibrations a été atteinte. Ce résultat nous permet de surveiller la vibration de la cible, ce qui est un problème important de la technique FSIIn this thesis, we implemented a high-precision absolute distance measurement (ADM) system using frequency sweeping interferometry (FSI). The FSI technique requires the frequency tuning range of the swept laser to be measured with high accuracy and precision, which is challenging due to the lack of an easy way to measure the high frequency of a laser in real time. In this thesis, a frequency comb has been used as the light frequency ruler for measuring the frequency tuning range of the sweeping laser. A frequency comb formed by a femtosecond laser consists millions of evenly spaced comb lines so that can be regarded as a light frequency ruler. The frequency calibration was realized by filtering the heterodyne signal between the sweeping laser and the comb lines using a narrow bandpass filter. This approach allows us to detect the calibration signal when the frequency of the sweeping laser is in the vicinity of a comb line. As the frequency interval between the comb lines space can be precisely measured or actively phase-locked against a stable radio-frequency (RF) oscillator, the tuning range of the sweeping laser could be measured with high accuracy. Especially, each two calibration peaks can be used in the calculation of distance, which we call sub-measurements in a single sweeping. Combined with the large number of the comb lines, averaging of the sub-measurements improves greatly the measurement precision without multiple sweeping. In the thesis, the condition of detecting and the characteristics of the heterodyne signal between the sweeping laser and the comb line are presented. A filter design for filtering the heterodyne signal is performed. A modeling work concerning the effect of the phase noise of lasers on the envelope distortion of the calibration peak has been presented. Experimental works based on the measurement concepts have been carried out. It shows that using the proposed measurement scheme can greatly improve the distance measurement precision. In one of the measurements, a precision of 30 nm for a distance around 0.8 m, corresponding to 37 ppb (part-per-billion) relative uncertainty has been achieved. The result was obtained based on a fringe counting signal processing method. The high precision was obtained thanks to the large number of sub-measurements and the stability of the evenly spaced comb lines. We have found that vibration measurement of the target can be also performed taking the advantage of the dense comb lines. A high sensitivity, limited by 1.7 nm noise RMS, of vibration measurement has been achieved. This result allows us to monitor the vibration of the target, which is an important issue of FSI technique
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Anghel, Andrei. „Analyse temps-frequence et traitement des signaux RSO à haute résolution spatiale pour la surveillance des grands ouvrages d'art“. Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT107/document.
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Cette thèse s'articule autour de deux axes de recherche. Le premier axe aborde les aspects méthodologiques liés au traitement temps-fréquence des signaux issus d'un radar FMCW (à onde continue modulée en fréquence) dans le contexte de la mesure des déplacements fins. Le second axe est dédié à la conception et à la validation d'une chaîne de traitement des images RSO (radar à synthèse d'ouverture) satellitaire. Lorsqu'un maillage 3D de la structure envisagée est disponible, les traitements proposés sont validés par l'intercomparaison avec les techniques conventionnelles d'auscultation des grands ouvrages d'art.D'une part, nous étudions la correction de la non-linéarité d'un radar FMCW en bande X, à courte portée, conçu pour la mesure des déplacements millimétriques. La caractéristique de commande non linéaire de l'oscillateur à large bande, entraine une perte de résolution à la réception. Afin de pallier cet inconvénient, nous avons développé deux méthodes basées sur le ré-échantillonnage temporel (time warping) dans le cas des signaux à large bande non-stationnaires. La première approche estime la loi de fréquence instantanée non linéaire à l'aide de la fonction d'ambiguïté d'ordre supérieur, tandis que la deuxième approche exploite la mesure de concentration spectrale du signal de battement dans un algorithme d'autofocus radial.D'autre part, nous proposons un cadre méthodologique général pour la détection et le pistage des centres de diffusion dans les images RSO pour la surveillance des grands ouvrages d'art. La méthode est basée sur la ré-focalisation de chaque image radar sur le maillage 3D de l'infrastructure étudiée afin d'identifier les diffuseurs pertinents par tomographie 4D (distance – azimut – élévation – vitesse de déformation). L'algorithme de ré-focalisation est parfaitement compatible avec les images RSO acquises dans les différents modes (« stripmap », « spotlight » et « sliding spotlight ») : dé-focalisation en azimut suivie par rétroprojection modifiée (conditionnée par la structure temps-fréquence du signal) sur l'ensemble donné des points. Dans la pile d'images ré-focalisées, les centres de diffusion sont détectés par tomographie 4D : test de conformité à l'hypothèse d'élévation zéro dans le plan élévation – vitesse de déformation. La vitesse moyenne correspond au maximum à l'élévation zéro, tandis que la série temporelle des déplacements est obtenue par double différence de phase des amplitudes complexes pour chaque diffuseur pertinent.Nous présentons également les campagnes in situ effectuées au barrage de Puylaurent (et glissement de Chastel) : les relevés GPS, topographiques et LIDAR sol employées au calcul des maillages 3D. La comparaison entre les déplacements mesurés in situ et les résultats obtenus par l'exploitation conjointe de la télédétection RSO satellitaires et les maillages 3D valident la chaîne de traitement proposéeThe thesis is composed of two research axis. The first one consists in proposing time-frequency signal processing tools for frequency modulated continuous wave (FMCW) radars used for displacements measurements, while the second one consists in designing a spaceborne synthetic aperture radar (SAR) signal processing methodology for infrastructure monitoring when an external point cloud of the envisaged structure is available. In the first part of the thesis, we propose our solutions to the nonlinearity problem of an X-band FMCW radar designed for millimetric displacement measurements of short-range targets. The nonlinear tuning curve of the voltage controlled oscillator from the transceiver can cause a dramatic resolution degradation for wideband sweeps. To mitigate this shortcoming, we have developed two time warping-based methods adapted to wideband nonlinearities: one estimates the nonlinear terms using the high order ambiguity function, while the other is an autofocus approach which exploits the spectral concentration of the beat signal. Onwards, as the core of the thesis, we propose a novel method for scattering centers detection and tracking in spaceborne SAR images adapted to infrastructure monitoring applications. The method is based on refocusing each SAR image on a provided 3D point cloud of the envisaged infrastructure and identifying the reliable scatterers to be monitored by means of four dimensional (4D) tomography. The refocusing algorithm is compatible with stripmap, spotlight and sliding spotlight SAR images and consists of an azimuth defocusing followed by a modified back-projection algorithm on the given set of points which exploits the time-frequency structure of the defocused azimuth signal. The scattering centers of the refocused image are detected in the 4D tomography framework by testing if the main response is at zero elevation in the local elevation-velocity spectral distribution. The mean displacement velocity is estimated from the peak response on the zero elevation axis, while the displacements time series for detected single scatterers is computed as double phase difference of complex amplitudes.Finally, we present the measurement campaigns carried out on the Puylaurent water-dam and the Chastel landslide using GPS measurements, topographic surveys and laser scans to generate the point clouds of the two structures. The comparison between in-situ data and the results obtained by combining TerraSAR-X data with the generated point clouds validate the developed SAR signal processing chain
Teza cuprinde două axe principale de cercetare. Prima axă abordează aspecte metodologice de prelucraretimp-frecvenţă a semnalelor furnizate de radare cu emisie continuă şi modulaţie de frecvenţă (FMCW)în contextul măsurării deplasărilor milimetrice. În cadrul celei de-a doua axe, este proiectată şi validatăo metodă de prelucrare a imaginilor satelitare SAR (radar cu apertură sintetică) ce este destinatămonitorizării infrastructurii critice şi care se bazează pe existenţa unui model 3D al structurii respective.În prima parte a tezei, sunt investigate soluţii de corecţie a neliniarităţii unui radar FMCW în bandaX destinat măsurării deplasărilor milimetrice. Caracteristica de comandă neliniară a oscilatorului debandă largă determină o degradare a rezoluţiei în distanţă. Pentru a rezolva acest inconvenient, au fostelaborate două metode de corecţie a neliniarităţii, adaptate pentru semnale de bandă largă, ce se bazeazăpe conceptul de reeşantionare neuniformă sau deformare a axei temporare. Prima abordare estimeazăparametrii neliniarităţii utilizând funcţii de ambiguitate de ordin superior, iar cea de-a doua exploateazăo măsură de concentraţie spectrală a semnalului de bătăi într-un algoritm de autofocalizare în distanţă.În a doua parte a lucrării, este propusă o metodologie generală de detecţie şi monitorizare a centrilorde împrăştiere în imagini SAR în scopul monitorizării elementelor de infrastructură critică. Metoda sebazează pe refocalizarea fiecărei imagini radar pe un model 3D al structurii investigate în scopul identificăriicentrilor de împrăştiere pertinenţi (ţinte fiabile ce pot fi monitorizate în timp) cu ajutorul tomografiei SAR4D (distanţă-azimut-elevaţie-viteză de deplasare). Algoritmul de refocalizare este compatibil cu imaginiSAR achiziţionate în moduri diferite (« stripmap », « spotlight » şi « sliding spotlight ») şi constă într-odefocalizare în azimut urmată de o retroproiecţie modificată (condiţionată de structura timp-frecvenţă asemnalului) pe modelul 3D al structurii. Ţintele sunt identificate în stiva de imagini refocalizate cu ajutorultomografiei 4D prin efectuarea unui test de conformitate cu ipoteza că centrii de împrăştiere pertinenţivor avea elevaţie zero în planul local elevaţie-viteză. Viteza medie de deformare corespunde maximuluide pe axa de elevaţie nulă, iar seria temporară a deplasărilor se obţine printr-o dublă diferenţă de fază aamplitudinilor complexe corespunzătoare ţintelor identificate.În final sunt prezentate campaniile de măsurători pe teren efectuate la un baraj şi o alunecare de terendin regiunea Puylaurent (Franţa) destinate obţinerii modelului 3D al celor două elemente de infrastructurăprin măsurători GPS, topografice şi LIDAR. Comparaţia între deformările măsurate pe teren şi rezultateleobţinute prin combinarea imaginilor SAR cu modelele 3D au permis validarea metodologiei propuse
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Planchon, Thomas. „Modélisation des processus liés à l'amplification et à la propagation d'impulsions étirées dans des chaînes laser de très haute densité“. Palaiseau, Ecole polytechnique, 2003. http://www.theses.fr/2003EPXX0034.
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Vieille, Thibault. „Applications des impulsions femtosecondes infrarouges : façonnage programmable et spectroscopie bidimensionnelle“. Palaiseau, Ecole polytechnique, 2014. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01077034/document.
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La mise au point des lasers femtosecondes, en particulier dans le moyen-infrarouge, a ouvert une voie d’étude des systèmes biologiques, où les couplages et les fluctuations impliquent des déphasages ultra-rapides. Ce travail participe à l’élaboration d’outils pour l’étude de systèmes vibrationnels, ici la carboxy-hémoglobine HbCO. L’approche du contrôle optimal, d’une part, détermine empiriquement le profil optimal d’une impulsion en vue d’un objectif, nécessitant la programmation d’impulsions de formes arbitraires. Nous avons étudié un prototype d’une technologie acousto-optique de façonnage d’impulsions infrarouges, le Dazzler, conçu par la société FASTLITE. Pour cela, une méthode adaptée de mesure du champ, effectuant la mesure homodyne d’une réplique de l’impulsion dans le domaine visible, a été mise au point. Puis, la production et la mesure d’impulsions infrarouges de formes complexes comprenant un saut de phase spectrale, ont été réalisées, montrant l’adéquation du Dazzler pour des expériences de contrôle cohérent dans les hémoprotéines. D’autre part, la spectroscopie multidimensionnelle mesure la réponse non-linéaire d’un échantillon, constituant un outil puissant d’étude de la surface de potentiel. Un spectromètre bidimensionnel a donc été finalisé, qui combine une géométrie simplifiée, une excellente résolution, une procédure d’auto-calibration itérative et précise, et une solution simple pour éliminer la principale source de bruit. Des mesures de la fonction de corrélation à deux temps de la fréquence de résonance du CO ont enfin été comparées à des résultats préliminaires issus d’avancées théoriques récentes, montrant un accord prometteur pour leur validationMid-infrared femtosecond lasers have recently provided a new tool to study complex ultrafast dynamics, especially in biological systems such as hemeproteins. Using these lasers, two kind of powerful experiments can be planned. The first type contains optimal control experiments, in which the principle is to find the optimal shape of a pulse in order to reach one desired final state. This approach requires a way to produce an arbitrary shape of pulses, so in a first part we have worked on a new kind of linear programmable acousto-optic pulse-shaper called Mid-infrared Dazzler, which is produced by the company FASLITE. For this sake, we have implemented a new method to measure weak mid-infrared pulses with complex shapes, based on the homodyne detection of a replica of the mid-infrared field into the visible domain. Then, we have produced and measured shaped pulses which exhibit complex shapes like pi-steps in the spectral phase. This demonstrates the ability of the Dazzler to be used in optimal control experiments with hemeproteins. The second type of experiments contain the multidimensional coherent spectroscopy experiments, which are powerful tools to probe ultrafast dynamics since the principle is to measure the complete non-linear response function, which permits to disentangle the different microscopic informations. We have finalized the building of an innovative two-dimensional spectrometer, which exhibits a simple geometry, an excellent spectral resolution in both axes, an iterative and very precise self-calibration method, and a simple and efficient trick to remove the signal from scattering. Our first measurements of the Frequency-frequency correlation function of the CO vibration bound to Hemoglobin shows a promising agreement with recent progress in the modelization of ultrafast fluctuations
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Alauze, Xavier. „Optimisation d'un capteur de force à atomes ultrafroids piégés dans un réseau optique“. Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS215.
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Le projet ForCa-G (pour Force de Casimir-Polder et Gravitation) a pour objectif ultime la mesure de forces à courte distance entre un atome et une surface macroscopique. Notre capteur de force met en jeu des atomes de 87Rb piégés dans un réseau optique vertical où des transitions Raman à deux photons permettent de réaliser une superposition cohérente d'états spatialement séparés et de mesurer par interférométrie atomique la variation du potentiel dans la direction verticale. Au vu de la forte dépendance en position des forces d'interaction atome-surface, une très haute résolution spatiale du capteur est requise. Une résolution spatiale micrométrique de la mesure de force est atteinte en diminuant la taille de la source atomique par refroidissement évaporatif. La sensibilité relative, obtenue pour la mesure de la force de pesanteur, de 5 x 10-6 à 1 s, qui s'intègre jusqu'à 8 x 10-8 en 1 h, est à l'état de l'art pour une telle résolution spatiale. L'amélioration de cette résolution implique une augmentation de la densité atomique. Une étude des interactions atomiques est alors réalisée dans la configuration particulière de notre interféromètre à atomes piégés où nous avons un contrôle cohérent sur le recouvrement des paquets d'onde. Afin d'obtenir une résolution spatiale encore meilleure, nous voulons sélectionner un unique état propre du système. Notre choix s'est porté sur la mise en place d'un super-réseau qui lève la dégénérescence de l'incrément en énergie entre puits adjacentsThe aim of the ForCa-G project (for Casimir-Polder Force and Gravitation) is to measure short range forces between an atom and a macroscopic surface. Our force sensor involves 87Rb atoms trapped in a vertical optical lattice where two-photon Raman transitions allow to create a coherent superposition of spatially separated states and thus realize an atom interferometer to measure the variation of the potential in the vertical direction. Given the high position dependence of atom-surface interaction forces, a very high spatial resolution of the sensor is required. A micrometric spatial resolution of the force measurement is achieved by reducing the size of the atomic source using evaporative cooling. The relative sensitivity, obtained for the measurement of the gravitational force, of 5 x 10-6 at 1 s, which averages down to 8 x 10-8 in 1 h, is at the state of the art for such a spatial resolution. Improving this resolution implies an increase in atomic density. A study of atomic interactions is then carried out in the particular configuration of our trapped atom interferometer where we have a coherent control over the wavepackets overlap. In order to improve the spatial resolution further, we will select a single eigenstate of the system. For that, we lift the degeneracy of the energy increment between adjacent wells using a super-lattice
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Pham, Toan Thang. „Advances in opto-electronic oscillator operation for sensing and component characterization“. Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0013/document.
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L'oscillateur optoélectronique (OEO) a été introduit pour la première fois en 1996 par S. Yao et L. Maleki, en tant qu'oscillateur microondes à très faible bruit de phase et obtenu par synthèse directe. Les développements de l'OEO concernent les applications en photonique microondes, télécommunications optiques, radar et traitement du signal. Mais l'OEO devrait aussi pouvoir être utilisé dans le domaine des capteurs. Dans cette thèse nous étudiants plusieurs aspects de l'OEO pour son application à la mesure d'indice de réfraction d'un liquide. Compte tenu de sa structure l'OEO dépend fortement des conditions ambiantes d'utilisation. S'il n'est pas bien optimisé ni contrôlé, il ne peut pas fonctionner correctement sur une longue durée. Nous avons étudié les influences de la température sur le modulateur électrooptique (EOM) et sur le comportement global de l'OEO. Un contrôle de température réduit de façon significative le phénomène de dérive de l'EOM. Afin de la supprimer complètement, nous avons mis au point une instrumentation construite autour d'une carte DSP, permettant de détecter et compenser la dérive du point de fonctionnement optique de l'EOM tout en contrôlant simultanément sa température. Une première technique est basée sur un signal de test, basse fréquence, appliqué à l'électrode DC du modulateur. Une deuxième solution consiste à travailler sur la puissance optique en sortie du modulateur. En combinant les deux on peut profiter des avantages de ces deux méthodes. Utilisant ainsi l'OEO nous avons testé plusieurs configurations pour mesurer l'indice de réfraction de quatre solutions chimiques bien connues, nous avons obtenu une variance de 3 pour mille. Les résultats sont en assez bon accord avec les publications correspondantes. Enfin nous avons aussi introduit une nouvelle méthode pour améliorer les mesures d'indice de réfraction faites à long terme en suivant, grâce à un analyseur vectoriel de réseau, les évolutions au cours du temps du temps de propagation dans la fibre optique. En introduisant à partir de cette mesure une correction aux mesures de la fréquence d'oscillation il est possible de réduire les fluctuations de cette fréquence à seulement 606 Hz, sur une durée de 62 h, ce que l'on peut comparer aux 8 GHz de l'oscillateur. Ainsi le rapport signal à bruit, peut être grandement amélioré lors de la mesure d'indice de réfraction et il doit être possible de diminuer la limite de détection des variations de l'indice de réfraction au cours du tempsThe optoelectronic oscillator (OEO) was first introduced in 1996 by S. Yao and L. Maleki as a very low phase noise microwave oscillator working in direct synthesis. The OEO developments concern applications in microwave photonics, optical telecommunication, radar and high speed signal processing systems but it should also be used in the sensing domain. In this thesis, we study several aspects to apply the OEO to liquid refractive index measurement. Because of its structure the OEO is very dependent on the ambient conditions. If the OEO is not optimized and controlled, it cannot operate well for long duration. We have analyzed the influences of temperature on the electrooptic modulator (EOM) and the global OEO behavior. Temperature control can significantly reduce the drift phenomena of the EOM. In order to totally remove this drift, we have developed a complete digital system, based on a DSP kit, to detect and compensate automatically the EOM optical bias point drift and to control simultaneously its temperature. The first technique is based on a dither signal at low frequency, injected to DC electrode of the EOM. The second one is based on the average optical output power of the EOM. A combination of these two techniques can take advantages from both of them. Using like that the OEO, we have tested several configurations to measure the refractive index of four classical chemical solutions leading to a standard deviation of 3 per thousand. The results are in rather good agreement with previous publications. Finally, we have introduced a new method to improve the long-term refractive index measurement by monitoring, with a vector network analyzer, the variations of the optical delay in the fiber loop of the OEO. Introducing by this way a correction to the long-term frequency measurement it is possible to reduce the oscillation frequency fluctuations to only 606 Hz, compared to the 8 GHz of the oscillator, for a duration of 62 hours. Therefore the signal-to-noise ratio in the refractive index measurement can be enhanced and so the detection resolution of the refractive index variations during time
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Zambo, Abou'ou Marcelle Nina. „Instabilité modulationnelle et concept de réservoir de photons dans les fibres optiques à très forte non linéarité“. Thesis, Dijon, 2011. http://www.theses.fr/2011DIJOS045/document.
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Cette thèse présente des travaux portant sur l'instabilité modulationnelle (IM) dans des fibres optiques dotées à la fois d'une forte non linéarité et d'un fort coefficient d'absorption. Une analyse comparative des performances de plusieurs grandes classes de fibres (de verres silice et non silice) sur leur aptitude à générer des bandes latérales d'IM avec un minimum de puissance de pompe, et sur la plus courte distance possible, est effectuée. Les fibres de verres non silice de type Chalcogénure ou Tellure apparaissent à première vue comme étant les plus performantes, mais un examen attentif révèle que leurs spectres sont altérés par un phénomène de dérive en fréquence des bandes latérales d'IM, qui est provoquée par une forte absorption du laser de pompe. Nous développons alors une méthode qui permet de supprimer la dérive en fréquence des bandes latérales d'IM dans les fibres à fort coefficient d'absorption. Cette méthode, que nous avons baptisé "méthode du réservoir de photons", consiste à créer au sein de la fibre, par un ajustement approprié des paramètres de dispersion d'ordre deux et quatre, un réservoir de photons qui alimente in situ le processus d'IM en lui fournissant continuellement l'équivalent de la quantité de photons détruits par l'absorption matérielle au cours de la propagation. L'efficacité de la méthode du réservoir de photons est démontrée sur des processus d'IM aussi bien en configuration scalaire que vectorielle. Cette démonstration marque un progrès décisif vers des dispositifs de génération de fréquences optiques qui seront extrêmement précis et stablesThis thesis considers modulational instability (MI) in optical fibers that have both a strong non-linearity and strong absorption coefficient. We carry out a comparative analysis of the performance of several major classes of silica- and non-silica glass fibers, on their ability to generate MI sidebands with a minimum of pump power, and over the shortest distance possible. Chalcogenide glass fibers appear at first sight as being the most competitive, but a careful examination reveals that their spectra are altered by a phenomenon of frequency drift of the MI sidebands, caused by a strong depletion of the pump. We have then developed a method which allows to suppress frequency drifts in MI processes in fibers having strong absorption parameters. The fundamental idea of this method, that we called "the photon reservoir method", is to create in the fiber, by an appropriate adjustment of the second-order and fourthorder dispersion coefficients, a photon reservoir which supplies (in situ) the MI process by continually providing the equivalent of the amount of photons destroyed by absorption during the propagation. We have demonstrated the effectiveness of the method of photon reservoir on MI processes, in scalarand vector configurations, using glass fibers endowed with extremely high nonlinear parameters. This method constitutes a decisive step forward in the development of highly competitive devices for optical frequency generation
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Monmayrant, Antoine. „Façonnage et caractérisation d'impulsions ultracourtes : contrôle cohérent de systèmes simples“. Toulouse 3, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00289515.
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Weber, Sébastien. „Façonnage d'impulsions femtosecondes dans l'ultraviolet. Factorisation de grands nombres. Contrôle cohérent de systèmes atomiques et moléculaires“. Phd thesis, Toulouse 3, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00511903.
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Cette thèse présente l'étude théorique et expérimentale de la mise en forme et de la caractérisation d'impulsions courtes dans l'ultraviolet ainsi que l'utilisation du façonnage pour le contrôle cohérent de systèmes simples. Trois grandes directions ont été suivies, dans un premier temps, nous présentons les caractéristiques et le fonctionnement d'un filtre dispersif acousto-optique programmable et son utilisation pour produire des impulsions femtosecondes de profil temporel arbitraire dans le domaine ultraviolet. Les limitations de ce dispositif ainsi que les résultats obtenus sont ensuite présentés et discutés. Dans un deuxième temps, un autre façonneur dans l'infrarouge est utilisé pour montrer comment le contrôle cohérent de paquet d'ondes atomiques, moléculaires ou optiques permet la factorisation de grands nombres par l'utilisation d'une somme de Gauss. Une étude théorique en est faite ainsi que des expériences où un nombre de 13 chiffres est factorisé. Cette technique est comparée à la factorisation quantique utilisant l'algorithme de Shor. Enfin, des schémas de contrôle, utilisant ce même façonneur, ont été mis en oeuvre avec succès sur l'atome de rubidium. Ces expériences, de type pompe-sonde, reposent sur le contrôle et la mesure de la dynamique d'un atome lors de son interaction avec une impulsion laser courte. La théorie et une expérience de contrôle du régime transitoire, que nous appelons transitoire cohérent, sont présentés. Le rôle de la sonde, dans le processus de mesure, est mis en avant et nous montrons qu'elle n'a pas un rôle limité à la mesure mais participe activement à la dynamique globale du système. Celui-ci est modélisé par une transition à deux photons sur un système à deux, trois. . . niveaux électroniques. Cette expérience nous amène à considérer l'absorption à deux photons, cas particulier des systèmes précédents. Nous en introduisons alors les bases et les expériences clés de son contrôle. Puis, la discussion nous amène au contrôle de la précession de Spin-Orbite, liée à l'excitation d'un doublet de structure fine de l'atome de rubidium. Finalement, une application du façonnage à la production de molécules froides vibrationnelles est présentée.
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Maghraoui, Ahmed. „Génération d'harmoniques d'ordre élevé pour l'étude de la dynamique des charges et de l'aimantation de films de cobalt“. Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAE010/document.
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L’objectif de cette est de développer une source harmonique permettant de couvrir la gamme d’énergie 50 -70 eV du spectre électromagnétique par la génération d’harmoniques d’ordre élevé dans un gaz rare. Cette source appelée "tabletop" est obtenue à partir d’un système laser femtoseconde basé sur la technique d’amplification à dérive de fréquence. Une telle source permet de réaliser des expériences de dynamique des charges et de l’aimantation aux seuils M des métaux de transition. L’intérêt de sonder la dynamique de l’aimantation dans le domaine des rayons X est la sélectivité chimique sur les éléments. Grâce à la sélectivité chimique, on peut sonder la dynamique des spins des espèces chimiques qui sont responsables du magnétisme. Par exemple, dans un système contenant plusieurs éléments, on peut accéder aux propriétés magnétiques de chacun de ses composants en ajustant l’énergie des photons au seuil d’absorption de l’élément choisiThe goal of this thesis is to develop an harmonic source to cover the energy range of 50-70 eV of the electromagnetic spectrum by high harmonic generation in a rare gas. This source called "tabletop" is obtained from a femtosecond laser system based on the chirped pulse amplification technique. Such source allows probing the magnetization dynamics at the M-edges of transition metals. The interest to probe the magnetization dynamics with X-rays is the chemical selectivity on the elements. This, one can probe the spin dynamics of the chemical element which are responsible for magnetism. For example, in a system containing several elements, one can reach the magnetic properties of each one of its components by adjusting the photon energy to the absorption edge of the element
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Tajalli, Ayhan. „Génération et caractérisation d'impulsions façonnées - Application au contrôle spatio-temporel de la lumière diffusée“. Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00850165.
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Cette thèse porte sur une série d'études technologiques et d'applications physiques dans les domaines de la dynamique ultrarapide et contrôle cohérent. Du point de vue technologique, nous avons effectué une étude approfondie de couplage spatio-temporel induit par l'interaction de l'onde optique avec une onde acoustique au sein d'un cristal non linéaire pour le façonnage de l'impulsion laser ultra courte. Cette étude a été menée en utilisant des techniques interférométriques. Ces effets bien connus dans les façonneurs d'impulsions utilisant une ligne 4f n'avaient jamais été mesurés dans ce type façonneur. Nos résultats ont été les premiers à les démontrer, les quantifier et les expliquer. Du point de vue du contrôle, nous avons mis en évidence des résultats très intéressants concernant la refocalisation temporelle d'une impulsion large bande fortement perturbée par un milieu multi-diffusif (i.e. l'analogue temporel de speckle spatiale). Pour cela nous avons d'eveloppé une mesure résolue spatialement de la phase spectrale de l'impulsion déformée suivie par une rétroaction en boucle ouverte permettant la correction en temps réelle de la phase grâce à un façonneur d'impulsions: en raison de la linéarité du processus de diffusion, cette compensation a permis de réaliser la recompression d'une impulsion laser en sortie de l''echantillon en un point donné (localisation spatiale) . Cela a suscité beaucoup d'intérêts parmi les collègues pour diverses applications telles que l'imagerie biologique ou pour des développements utilisant l'optique quantique.
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Zamith, Sebastien. „Dynamique femtoseconde dans des atomes et molécules - PRÉCESSION DE SPIN ET DYNAMIQUE DE PHOTOÉLECTRONS - TRANSITOIRES COHÉRENTS - DYNAMIQUE DES ÉTATS EXCITÉS DE L'ACÉTYLÈNE“. Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001209.
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Cette thèse présente l'étude de dynamique à l'échelle femtoseconde de systèmes atomiques et moléculaires. Dans une première partie nous décrivons l'oscillation d'un paquet d'onde dans un doublet de structure fine de l'atome de potassium, observée expérimentalement. Cette oscillation est reliée à la précession du spin autour du moment angulaire total. Nous montrons théoriquement comment mettre à profit cette oscillation pour produire des électrons polarisés en spin. En ionisant ce même atome par deux impulsions ultracourtes séparées en temps, deux paquets d'électrons libres sont émis. Nous montrons qu'il est possible de les faire interférer. L'étude expérimentale, par la technique pompe-sonde, de l'excitation d'un système à deux niveaux dans l'atome de rubidium par une impulsion à dérive de fréquence nous a permis d'observer en temps réel le transfert de population de l'état fondamental vers l'état excité. Ce transfert s'accompagne de transitoires cohérents résultant d'interférences entre les amplitudes de probabilité transférées au passage et après le passage par la résonance. Dans une seconde partie, nous nous intéressons à la prédissociation d'états très excités de l'acétylène, de durées de vie très courtes (~100 fs). Nous avons dans un premier temps réalisé des expériences en régime nanoseconde REMPI (3+1). Les signatures des spectres de photoélectrons correspondant aux différents états permettent de mettre en évidence le mélange des caractères Rydberg-Valence dans cette gamme d'énergie. La dynamique de ces états est observée en fonction du délai entre des impulsions ultracourtes pompe VUV (132 nm) et sonde UV (396 nm) en collectant le signal d'ion et/ou le spectre de photoélectrons. Nous montrons par ces résultats que la détermination des durées de vie doit passer par une analyse des signaux pompe-sonde tenant compte des caractéristiques des impulsions laser.
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Vanderbruggen, Thomas. „Détection non-destructive pour l’interférométrie atomique et Condensation de Bose-Einstein dans une cavité optique de haute finesse“. Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112067/document.
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Ce mémoire de thèse étudie diverses méthodes d'amélioration des interféromètres atomiques. Dans la première partie du manuscrit, nous analysons comment une détection non-destructive, au sens où elle préserve la cohérence entre les états internes de l'ensemble atomique, permet d'améliorer la sensibilité des interféromètres. Nous montrons tout d'abord, grâce à une étude théorique, que la projection du vecteur d'onde engendrée par la mesure permet de préparer des états comprimés de spin. Nous présentons ensuite la mise en œuvre de cette méthode à l'aide d'une détection reposant sur la spectroscopie par modulation de fréquence. Finalement, nous exposons quelques premières applications de cette détection non-destructive, plus précisément nous présentons la réalisation du rétroaction quantique qui protège l'état atomique contre la décohérence induite par un basculement du spin collectif, nous montrons aussi comment réaliser une boucle à verrouillage de phase où les atomes servent de référence de phase. Dans la seconde partie du manuscrit, nous présentons la réalisation tout-optique d'un condensat de Bose-Einstein dans une cavité de haute finesse, exploitant les technologies développées pour les télécommunications optiques. Nous commençons par une analyse du résonateur et des méthodes d'asservissement, nous introduisons notamment une méthode d'asservissement originale exploitant la modulation serrodyne. Enfin, nous montrons comment un condensat est obtenu par évaporation dans le mode optique de la cavitéIn this thesis, we study several methods to improve atom interferometers. In the first part of the manuscript, we analyze how a nondestructive detection, that preserves the coherence between the internal degrees of freedom in an atomic ensemble, can be used to increase the sensitivity of interferometers. We first theoretically show how the projection of the wave-function induced by the measurement prepares spin-squeezed states. We then present the implementation of this method with a detection based on the frequency modulation spectroscopy. Finally, some first applications are described, more explicitly we show how to implement a quantum feedback that preserve the atomic state against the decoherence induced by a random collective flip, we also introduce a phase-locked loop where the atomic sample is used as the phase reference. In the second part of the manuscript, we present the all-optical realization of a Bose-Einstein condensate in a high-finesse cavity using a laser system based on standard telecoms technologies. We first describe the resonator and the frequency lock of the laser on the resonance, in particular, we introduce a new stabilization method based of the serrodyne modulation. Finally, we show how the condensate is obtained from the evaporation in the cavity mode
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Vanderbruggen, Thomas. „Détection non-destructive pour l'interférométrie atomique et Condensation de Bose-Einstein dans une cavité optique de haute finesse“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00702905.
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Ce mémoire de thèse étudie diverses méthodes d'amélioration des interféromètres atomiques. Dans la première partie du manuscrit, nous analysons comment une détection non-destructive, au sens où elle préserve la cohérence entre les états internes de l'ensemble atomique, permet d'améliorer la sensibilité des interféromètres. Nous montrons tout d'abord, grâce à une étude théorique, que la projection du vecteur d'onde engendrée par la mesure permet de préparer des états comprimés de spin. Nous présentons ensuite la mise en œuvre de cette méthode à l'aide d'une détection reposant sur la spectroscopie par modulation de fréquence. Finalement, nous exposons quelques premières applications de cette détection non-destructive, plus précisément nous présentons la réalisation du rétroaction quantique qui protège l'état atomique contre la décohérence induite par un basculement du spin collectif, nous montrons aussi comment réaliser une boucle à verrouillage de phase où les atomes servent de référence de phase. Dans la seconde partie du manuscrit, nous présentons la réalisation tout-optique d'un condensat de Bose-Einstein dans une cavité de haute finesse, exploitant les technologies développées pour les télécommunications optiques. Nous commençons par une analyse du résonateur et des méthodes d'asservissement, nous introduisons notamment une méthode d'asservissement originale exploitant la modulation serrodyne. Enfin, nous montrons comment un condensat est obtenu par évaporation dans le mode optique de la cavité.
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Monmayrant, Antoine. „FAÇONNAGE ET CARACTÉRISATION D'IMPULSIONS ULTRACOURTES.CONTRÔLE COHÉRENT DE SYSTÈMES SIMPLES“. Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00289515.
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Cette thèse est une étude théorique et expérimentale de la mise en forme et de la caractérisation d'impulsions ultra-courtes ainsi que de leur utilisation pour le contrôle cohérent de systèmes simples.Dans un premier temps, nous présentons la conception et la fabrication d'un façonneur haute résolution pour des impulsions infrarouges. Nous détaillerons les étapes de réalisation de ce dernier ainsi que ses caractéristiques novatrices. Enfin, les limitations de ce dispositif ainsi que les résultats obtenus seront présentés et discutés. Dans un deuxième temps, nous utilisons ce façonneur dans des expériences de contrôle cohérent sur l'atome de rubidium. Ces expériences reposent sur le contrôle du comportement transitoire d'un atome lors de son interaction avec une impulsion résonnante. Nous rappellerons tout d'abord l'origine de ce comportement transitoire, appelé transitoire cohérent, ainsi que sa première mise en évidence expérimentale. Nous présenterons aussi différentes expériences visant à manipuler ce transitoire cohérent en modifiant la forme des impulsions interagissant avec l'atome. Puis, nous verrons comment manipuler différents transitoires cohérents pour reconstruire la fonction d'onde atomique transitoire. Cette technique dite de spirographe atomique a permis la reconstruction de la fonction d'onde de l'atome soumis à différentes impulsions de contrôle. Nous présenterons ces reconstructions et discuterons de leur domaine de validité ainsi que de leur lien avec d'autres techniques de mesure de fonctions d'onde. Nous présenterons ensuite une technique de caractérisation complète d'impulsions ultra-courtes directement dérivée du spirographe atomique. Cette caractérisation par transitoires cohérents permet de mesurer l'impulsion (les impulsions en fait) interagissant avec l'atome. Elle présente des caractéristiques assez inhabituelles que nous détaillerons. Nous présenterons les différentes mesures expérimentales réalisées et discuterons des perspectives qu'ouvre cette technique de mesure.
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Delagnes, Jean-Christophe. „CONTROLE DE LA PROPAGATION D'IMPULSIONS ULTRACOURTES. EFFETS DE DELACEMENTS LUMINEUX“. Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00080477.
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Cette thèse présente l'étude théorique et expérimentale du contrôledes phénomènes de propagation cohérente d'impulsions ultracourtes
dans un milieu résonant optiquement dense. Dans une première partie,
nous décrivons les phénomènes élémentaires des effets de
propagation. L'épaisseur optique caractérise l'importance de la
distorsion temporelle qui apparaît en général sur l'impulsion. A
l'image des compensateurs à prismes ou à réseaux utilisés pour
compenser la dispersion d'un milieu transparent, on montre que cette
dispersion résonante peut être compensée par l'utilisation d'un
façonneur d'impulsion haute résolution. Dans un second temps, nous
développons l'idée de contrôler par un champ fort, les propriétés
transitoires d'une autre impulsion faible et résonante qui se
propage simultanément dans le milieu. Le champ fort induit des
modifications transitoires dans le milieu, qui se répercutent et
modifient par rayonnement le champ de l'impulsion résonante qui se
propage. Dans un système à trois niveaux en échelle, des modulations
visibles sur le profil temporel, révèlent les déplacements lumineux
induits de manière non résonante sur les deux états excités. Leur
durée caractéristique est plus courte que celle de l'impulsion
initiale : il y a un enrichissement du spectre transmis. Ces
oscillations résultent du battement entre le champ incident et le
champ rayonné dont la fréquence varie sous l'effet des déplacements
lumineux. L'excitation "bichromatique" d'un système à deux niveaux,
présente deux configurations géométriques qui donnent accès à des
informations différentes. En plus des phénomènes précédents qui
apparaissent en configuration non colinéaire, les effets des
transitions non adiabatiques induites par le champ de contrôle se
manifestent également dans le cas colinéaire. Le champ faible est
alors une sonde particulièrement sensible à ces effets. Nous
étudions enfin une configuration où les deux impulsions, polarisées
orthogonalement, excitent de manière résonante un système à quatre
niveaux dégénérés deux à deux. Puisque le champ fort mélange les
états, les chemins d'émission et d'absorption du champ faible ont
des poids équivalents. Ces deux chemins interfèrent modulant ainsi
l'énergie de l'impulsion transmise. La combinaison des déplacements
lumineux et de ces interférences, permet de contrôler aussi bien le
gain que la forme temporelle de l'impulsion.
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Planchon, Thomas. „Modélisation des processus liés à l'amplification et à la propagation d'impulsions étirées dans des chaînes laser de très haute intensité“. Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005388.
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Cette thèse a pour sujet la modélisation et le contrôle des processus intervenant lors de l'amplification d'impulsions laser à dérive de fréquence.Nous présentons les modèles utilisés, qui prennent en compte la propagation, les effets non linéaires et les effets thermiques se produisant dans les chaînes laser basées sur le principe de l'amplification à dérive de fréquence. Une validation expérimentale de ces modèles a permis de souligner l'importance des aspects spatiaux du laser pour modéliser finement le processus d'amplification.
Nous avons également étudié l'importance, durant la propagation, des aspects spatiaux avec des calculs de propagation après un miroir déformable et montré toutes les précautions nécessaires pour l'utilisation d'une boucle d'optique adaptative. Cette boucle d'optique adaptative est utilisée maintenant de manière journalière pour garantir la qualité de la tache focale du laser 100 TW du LOA.
Nous avons réalisé des études sur les effets spatio-temporels créés dans les systèmes de lentilles. Le retard local et l'élargissement de la durée globale, dus au temps de propagation (PTD) dans un système de lentilles, ont été mesurés. Cette mesure directe de l'élargissement global de la durée temporelle est la première à notre connaissance.
Enfin, le futur laser Pétawatt (LUIRE) du LOA a été dimensionné avec les modèles validés précédemment. Nous pouvons atteindre le régime Pétawatt (30 J, 30 fs) avec un amplificateur multipassage supplémentaire dont les caractéristiques sont présentées.
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Labaye, François. „Amplification passive d'un laser à fibre optique dans une cavité Fabry-Perot : application à la production de rayonnement gamma par diffusion Compton inverse“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00837822.
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La nécessité de prouver l'existence de nouvelles particules comme les quarks et le boson de Higgs a entrainé le développement de deux nouveaux pans de la recherche : la physique des hautes énergies ou physique des particules, dédiée à prouver expérimentalement l'existence de ces particules puis à étudier leurs propriétés et la physique des accélérateurs, dédiée au développement de nouveaux instruments pour la physique des hautes énergies.Dans ce contexte, des collisionneurs linéaires électrons/positrons polarisés de forte luminosité dont l'énergie serait connue et accordable pourrait permettre d'étudier plus finement des particules se situant dans des énergies autour du TeV telles que le Boson de Higgs. C'est dans ce sens que le projet International Linear Collider (ILC) est conçu et c'est dans le cadre du développement de ce collisionneur linéaire de particules que cette thèse de doctorat se situe. Un des points critiques de l'ILC est la source de positrons polarisés. Sans entrer dans des explications sur la physique du processus de création de positrons polarisés, nous précisons simplement que ceux-ci sont créés lorsque des rayons gamma polarisés circulairement interagissent avec la matière. Le point critique est donc la source de rayons gamma polarisés circulairement. Une alternative pour cette source est la diffusion Compton inverse et c'est finalement dans le cadre de la recherche et du développement de systèmes lasers de fortes puissances moyennes asservis à des cavités Fabry-Perot pour la production de rayons gamma polarisés par diffusion Compton inverse que se situe cette thèse.Dans un premier temps, nous posons plus précisément le contexte de cette thèse, le principe de la diffusion Compton inverse ainsi que le choix d'une architecture optique basée sur un laser fibré et une cavité Fabry-Perot. Nous finissons sur une énumération des différentes applications possibles de la diffusion Compton inverse montrant que les travaux présentés pourraient bénéficier de transfert technologique vers d'autres domaines. Dans un second temps, nous présentons les différentes architectures d'amplification laser fibrée étudiées ainsi que les résultats obtenus. Dans un troisième temps, nous faisons un rappel du principe de fonctionnement d'une cavité Fabry-Perot et présentons celle utilisée pour notre expérience ainsi que ses spécificités. Dans un quatrième temps, nous abordons l'expérience de diffusion Compton inverse qui nous a permis de présenter pour la première fois à notre connaissance l'utilisation conjointe d'un laser à fibre optique et d'une cavité Fabry-Perot dans le cadre d'un accélérateur de particules pour générer des rayons gamma. Le dispositif expérimental ainsi que les résultats obtenus sont alors présentés. Finalement, nous résumons les résultats présentés dans ce manuscrit et proposons différentes possibilités d'évolution pour le système dans une conclusion générale.
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Hmima, Abdelhamid. „Dynamique non-linéaire dans les oscillateurs optoélectroniques micro-ondes“. Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques, 2012. http://www.theses.fr/2012BESA2042.
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Ces travaux s'inscrivent dans les efforts menés pour améliorer les performances des Oscillateur Électro-optique ou Opto electronic Oscillator (OEO) à ligne à retard à fibre optique permettant de générer un signal dans la gamme micro-onde. Il a été récemment introduit et a attiré l'attention de plusieurs équipes de recherche dans le monde à cause de sa grande pureté spectrale, notamment pour les applications radars micro-ondes et les systèmes de géolocalisation. Nous avons étudié cette architecture classique utilisant une ligne à retard optique, afin d'aborder les spécificités de l'OEO à l'interface du domaine temps-fréquence et de l'optique. Les niveaux de stabilité de fréquence délivrées par l'OEO sont intéressants. C'est pourquoi nous avons exploré les potentialités d'une nouvelle architecture d'OEO qui tire profit de la dynamique non-linéaire. En effet cette architecture permet de délivrer en plus du signal micro-onde, des impulsions optiques de très courte durée et de faible gigue temporelle. Cela est rendu possible par les propriétés spectrales de l'OEO et par l'introduction des techniques de compression temporelle et de régénération optique. Ces impulsions fonctionnent aux longueurs d'onde des télécommunications, en particulier à1. 55 ffm. Ce type d'OEO à compression peut être dédié aux systèmes de multiplexage temporel. Nous avons déterminé expérimentalement une pureté spectrale respectivement de -60 et -140 dBc/Hz à 101 et 2ff104 Hz de la porteuse à 10 GHz. Les impulsions optiques générées à un taux de répétition de 10 GHz ont des durées de 4. 1 ps, avec une gigue temporelle respectivement de 2. 7 et 83 fs dans les intervalles [1 - 10 kHz] et [10 Hz – 100 kHz]. Cela ouvre la voie à l'utilisation d'autres phénomènes non-linéaires pour améliorer la pureté spectrale des oscillateurs micro-ondesThis work is part of the effort undertaken in order to improve the performance of optoelectronic oscillators (OEOs) with delay line optical _ber. This OEO was recently introduced and rapidly gained a great interest for several research laboratories in the world. This is due to its great spectral purity which is required for micro-wave radars and geolocalisation systems. We studied the standard architecture using optical _ber delay line in order to deal with the speci_cs of the OEO at time-frequency and optics domain interface. Frequency stability levels achieved by the OEO are interesting. Therefore we explored the potential of a new architecture of OEO that takes advantage on nonlinear dynamics. Indeed this architecture can deliver in addition of the microwave signal, optical pulses with very short duration and low time jitter. This is made possible by the spectral properties of the OEO and the by introducing temporal compression and optical regeneration techniques. These pulses operate at telecommunications wavelengths, particularly at 1:55 _m. This type of OEO with optical compression can be dedicated to Optical Time Division Multiplexing (OTDM) systems. We have experimentally determined a spectral purity, respectively, -60 and -140 dBc/Hz at 101 and 2_104 Hz from 10 GHz carrier. The optical pulses generated at 10 GHz repetition rate have 4. 1 ps durations with a time jitter of 2. 7 and 83 fs respectively in the ranges [1 to 10 kHz] and [10 Hz to 100 kHz]. This work opens the way to the use of other nonlinear phenomena to improve the spectral purity of microwave oscillators
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Ramirez, Lourdes Patricia. „Few-cycle OPCPA laser chain“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00806245.
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The Apollon-10 PW laser chain is a large-scale project aimed at delivering 10 PW pulses to reach intensities of 10^22 W/cm^2. State of the art, high intensity lasers based solely on chirped pulse amplification (CPA) and titanium sapphire (Ti:Sa) crystals are limited to peak powers reaching 1.3 PW with 30-fs pulses as a result of gain narrowing in the amplifiers. To access the multipetawatt regime, gain narrowing can be suppressed with an alternative amplification technique called optical parametric chirped pulse amplification (OPCPA), offering a broader gain bandwidth and pulse durations as short as 10 fs. The Apollon-10 PW laser will exploit a hybrid OPCPA-Ti:Sa-CPA strategy to attain 10-PW pulses with 150 J and 15 fs. It will have two high-gain, low-energy amplification stages (10 fs ,100 mJ range) based on OPCPA in the picosecond and nanosecond timescale and afterwards, and will use Ti:Sa for power amplification to the 100-Joule level.Work in this thesis involves the progression of the development on the Apollon-10 PW front end and is focused on the development of a high contrast, ultrashort seed source supporting 10-fs pulses, stretching these pulses prior to OPCPA and the implementation of the picosecond OPCPA stage with a target of achieving 10-mJ pulses and maintaining its bandwidth. To achieve the final goal of 15-fs, 150-J pulses, the seed source must have a bandwidth supporting 10-fs and a temporal contrast of at least 10^10. Thus from an initial commercial Ti:Sa source delivering 25-fs pulses with a contrast of 10^8, spectral broadening via self-phase modulation and contrast enhancement with cross polarized (XPW) generation was performed. Subsequently, the seed pulses were stretched to a few picoseconds to match the pump for picosecond OPCPA. Strecher designs using an acousto-optic programmable dispersive filter (dazzler) for phase control in this purpose are studied. A compact and straightforward compressor using BK7 glass is used and an associated compressor for pulse monitoring was also studied. Lastly, the picosecond OPCPA stage was implemented in single and dual stage configurations.