Tesi: "Stabilité de la fréquence"

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Moussa, Béchir. "Etude de stabilité et relation fréquence". Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20064.

Abstract (sommario):

Le travail presente dans ce memoire concerne l'etude de la stabilite des systemes de tensegrite multicellulaires ainsi que la relation entre le niveau d'autocontrainte dans les elements et la premiere frequence du systeme. Un algorithme de calcul a ete concu afin de permettre d'associer les geometries stabilisees (recherche de forme) a l'etude de comportement sous chargements statique et dynamique. Dans ce programme la resolution de l'equation de mouvement est obtenue par utilisation de la methode d'integration implicite de newmark, associee a la methode de newton-raphson pour la resolution de l'equation non lineaire equivalente. La relation entre la tension dans les elements et la premiere frequence sert dans la suite pour controler ou regler la tension a partir de la mesure de cette frequence du systeme. Une methode simplifiee est donnee sous forme d'abaque qui permet de relier l'amplitude du mouvement d'un cable du systeme pris comme reference, a la frequence de resonance et a la tension. Cette etude nous montre qu'on peut modifier la rigidite du systeme en agissant sur un ou une famille d'elements bien specifiques. Ce travail represente ainsi un premier pas vers l'adaptabilite des systemes de tensegrite.

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Benigni, Alexis. "Projet CLEAR : Horloge composite numérique polyvalente : Asservissement en fréquence multisources". Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCD044/document.

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Abstract (sommario):

L'objectif de la thèse est de concevoir et développer un système numérique de combinaison de signaux d'horloges hétérogènes (PPS, horloges atomiques, quartz, ...). Le signal résultant possède une meilleure stabilité que chacune des entrée quelque soit la durée d'intégration et il peut détecter des défaillances chez une des entrées
The goal of the PhD is to design and build a numerical system capable of combining clock signals from various sources (PPS, atomic clocks, quartz, ...). The output signal will have a better stability at each integration time than any single input signal and it could detect failures in input sources

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Mondin, Linda. "Stabilisation de fréquence de laser Nd-YAG pour applications spatiales". Nice, 2005. http://www.theses.fr/2005NICE4046.

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Abstract (sommario):

Les lasers stabilisés à long terme sont utilisés dans de nombreux domaines en métrologie et constituent la base de toute la recherche expérimentale en spectroscopie à très haute résolution. Ce mémoire décrit mon travail de thèse sur les lasers à Nd:YAG stabilisés en vue d'applications spatiales (missions de physique fondamentale ou géodésie). Les montages doivent satisfaire critères de compacité, stabilité mécanique, robustesse et fiabilité. On traite les références utilisables pour le long (moléculaire) et le court (mécanique) terme ainsi que leurs limitations principales. L'analyse et le choix de ces références de stabilisation seront couplés avec le choix des techniques de stabilisation (PDH, Tilt-Locking, Modulation Transfer). Dans les techniques de stabilisation, celle de Pound-Drever-Hall (PDH) est devenue un classique car elle donne les meilleurs performances connues à ce jour surtout à court terme. Pour réduire le nombre de composants actifs, nous avons aussi implanté une technique dite de Tilt-Locking, que je compare avec celle de PDH dans le cas d'une référence Fabry-Perot monolithique. Les performances théoriques sur le long terme et les efficacités quantiques sont inter-comparées. On présente les montages expérimentaux et les résultats obtenus (lasers stabilisés sur Fabry-Perot et Iode moléculaire). On a calibrer les dérives de fréquence du Fabry-Perot, ce qui permettra de présenter des solutions obtenues analytiquement et numériquement pour l'asservissement en longueur de cette référence mécanique. Des suggestions de prolongation de ces travaux sont suggérés en conclusion et, en appendices, les détails de dimensionnement des bruits de LISA, le rappel théorique des ondes de gravitation, ainsi que divers simulations de calculs effectués, sont présentées
Long term stabilised lasers are used in a multitude of metrological applications and are the basis of experimental research in very high resolution spectroscopy. This document describes my thesis work on stabilised Nd:YAG lasers in view of space applications (for fundamental physics experiments and geodesy). All experiments must satisfy criteria of compactness, mechanical stability, robustness and reliability. I will describe the possible references for the long (molecules) and the short (resonators) term time intervals with their principal limitations. The discussion leading to their choice is actually connected to the stabilisation techniques to be adequately implemented (PDH, Tilt-Locking, Modulation transfer). Among the stabilisation techniques, the Pound-Drever-Hall (PDH) technique is now a classic as it produces the best performance in short term, so far. To reduce active components, we have also implemented a DC technique called Tilt-Locking and I will compare with PDH in the case of a monolithic Fabry-Perot reference. Theoretical performances on the long term and quantum efficiencies will be compared for different techniques. The schematic principles of the experiences and the results I have obtained for stabilised lasers on Fabry-Perot and molecular iodine are presented. We calibrated the Fabry-Perot drifts, this allows me to point out analytical and numerical solutions to control the length of this mechanical reference. Finally suggestions for further work will be approached and, in the appendices, details about noise order of magnitudes for LISA, a theoretical overview of gravitational waves as well as different simulations and calculations are presented

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Danet, Jean-Marie. "Horloge atomique à piégeage cohérent de population du césium en cellule : limitations à la stabilité de fréquence". Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066192/document.

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Abstract (sommario):

Ce mémoire porte sur l’étude de la stabilité de fréquence d’une horloge atomique à piégeage cohérent de population. Le cadre de cette étude est d’une part d’approfondir la connaissance du piégeage cohérent de population en cellule de vapeur et d’autre part de construire un prototype d’horloge démontrant une stabilité de fréquence à l’état de l’art des meilleures horloges compactes de laboratoire. Grâce à une interrogation impulsionnelle et un schéma d’excitation en polarisations linéaires et orthogonales, cette horloge présenterait une stabilité de fréquence relative nettement inférieure à 10^-13 à 1 s si elle était limitée par un bruit fondamental tel que le bruit de photon. Après une présentation du montage expérimental, la première partie de ce mémoire est consacrée à l’étude des différentes sources de bruit limitant la stabilité de fréquence court-terme. Le soin particulier donné à la modélisation, à la caractérisation expérimentale et à la réduction des transferts de bruit de fréquence de l’oscillateur local (effet Dick) et du bruit d’intensité du laser en bruit de fréquence de l’horloge, a permis de mesurer une stabilité de fréquence au niveau de 3.2x10^-13 à 1 s. Dans un deuxième temps une étude théorique et expérimentale du déplacement de fréquence micro-onde en fonction de la puissance laser est présentée. Au-delà de la mise en évidence du caractère clé de la déformation de la raie dans l’explication de ce déplacement, elle a posé les bases de la dernière partie de ce mémoire qui propose une méthode d’insensibilisation du déplacement de fréquence aux fluctuations de puissance
This report refers to the frequency stability study of a compact clock using coherent population trapping. The frame of such a study is firstly to deal in depth with the understanding of the systematic effects affecting the frequency of a coherent population trapping resonance. A second goal is to build a state-of-the-art compact atomic clock. Because of a pulsed interrogation and laser beams linearly and orthogonally polarized, our prototype would present a fractional frequency stability distinctly below 10^-13 at 1 s integration if it was shot-noise limited. Further to a setup description, the first part of this report is devoted to study the noise sources which limit the short-term stability of the clock. A special attention has been paid to model, experiment and reduce the transfer of local oscillator frequency noise and of laser intensity noise to microwave frequency noise. It led to measure an interesting stability measurement at the level of 3.2x10^-13 at 1 s. An experimental and theoretical study of the frequency shift due to laser intensity fluctuation is then presented. Beyond the influence on this shift of dark resonance overlapping that has been enlighted, this study gives the basics to understand the insensibilization method of the frequency to power fluctuations presented in the last chapter

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Tricot, Francois. "Analyse et réduction des sources d'instabilitè de fréquence dans une horloge CPT compacte". Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS037/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse effectué dans le cadre d’un contrat CIFRE-Défense porte sur l’étude des sources d’instabilité de fréquence d’une horloge atomique basée sur le piégeage cohérent de population. L’objectif est de démontrer une stabilité de fréquence d’horloge de l’ordre de 10-13 tau-1/2 jusque 10 000 s. Une cellule de vapeur de césium est utilisée avec un schéma d’excitation à fort contraste en utilisant des polarisations linéaires croisées et avec une interrogation impulsionnelle de type Ramsey. Un chapitre d’abord consacré aux sources de bruit à court terme présente les travaux réalisés pour réduire le bruit de phase et le bruit de puissance laser, limitant tous deux les performances de l’horloge à 1 s d’intégration. L’optimisation de la chaine micro-onde avec un nouvel oscillateur local, et la réalisation d’un asservissement de puissance performant ont permis d’améliorer la stabilité de fréquence à 2,3x10-13 à 1 s. L’analyse des fluctuations des paramètres de fonctionnement (puissance laser, champ magnétique, température, etc.) et la mesure de la fréquence d’horloge montrent que les variations de fréquence à moyen terme sont majoritairement limitées par les variations de puissance laser et celles du champ magnétique à 2x10-14 à 2 000 s. Ces analyses démontrent aussi que les fluctuations de puissance laser, malgré l’asservissement, sont liées aux fluctuations de polarisation via les fluctuations de température de l’expérience. Pour finir, les études d’un laser bifréquence et bipolarisation pour une horloge CPT compacte sont présentées, ouvrant la voie vers l’industrialisation en réduisant le banc optique
This thesis work has been granted by a CIFRE-Défense contract to study the frequency stabilities of an atomic clock based on coherent population trapping. The objective is to demonstrate a frequency stability in the range of 10-13 tau-1/2 up to 10 000 s. A caesium vapour cell is used with a high-contrast excitation scheme using cross linear polarisations and a Ramsey interrogation. The short-term frequency stability is presented with the reduction of the phase and the laser power noise, both limiting clock performance at 1 s integration time. The optimisation of the microwave chain with a new local oscillator, and the implementation of a very low noise power lock loop have improved the frequency stability down to 2,3x10-13 at 1 s integration time. The fluctuations analysis of the operating parameters (laser intensity, magnetic field, temperature, etc.) and the measurement of the clock frequency show that the medium-term frequency instability is mostly limited by laser power and magnetic field fluctuations at the level of 2x10-14 at 2 000 s integration time. These analyses also show that laser power fluctuations, despite servo loop control, are related to polarisation fluctuations through temperature fluctuations inside the experiment isolation box. Finally, the studies of a dual-frequency and dual-polarisation laser for a compact CPT clock are presented, paving the way to industrialisation by reducing the optical bench

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Argence, Bérengère. "Stabilisation de fréquence d'un laser Nd : YAG sur une transition de la molécule de di-iode (I₂)pour la mission spatiale LISA". Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077250.

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Abstract (sommario):

Dans le cadre de la mission USA utilisant l'interférométrie pour la détection des ondes gravitationnelles, une pré-stabilisation en fréquence des lasers est requise. La technique actuellement envisagée est l'utilisation d'une cavité Fabry-Pérot, en raison de sa compacité, de sa simplicité et de ses performances de stabilité de fréquence. Cependant, ce dispositif requiert de fortes exigences de stabilité thermique et ne fournit pas d'information sur la valeur absolue de la fréquence laser. Il est d'autre part toujours souhaitable dans un projet spatial de disposer d'une méthode alternative compatible avec les exigences de la mission. En conséquence, les travaux exposés dans ce manuscrit de thèse décrivent l'utilisation d'une transition hyperfine de la molécule de di-iode (I2) comme référence de fréquence. Cette méthode d'asservissement d'un laser Nd:YAG, très employée en métrologie, a déjà démontré des performances de stabilité de fréquence meilleures que celles requises pour le projet USA. Faisant suite à quelques pré-études, nous avons adapté un tel système de stabilisation aux contraintes spatiales. Le dispositif mis en place présente des performances de stabilité de fréquence de l'ordre de 30HzA/Hz jusqu'à 10 m Hz avec une remontée du bruit à plus basse fréquence. Il répond ainsi aux contraintes fixées par la mission. Une caractérisation du système et de ses principales sources de perturbations (liées à la température ambiante ~2kHz/K, aux désalignements des faisceaux ~16kHz/mrad,. . . ) est également proposée dans le manuscrit. Cette étude a permis de renforcer l'attrait d'asservir un laser Nd:YAG sur la molécule de di-iode pour une mission spatiale (en particulier LISA)
As part of the LISA mission using interferometry to detect gravitational waves, a frequency pre-stabilization of the lasers is required. The frequency reference currently planned to use is a Fabry-Perot cavity. The choice of this technique is mainly due to the simplicity, compactness and frequency stability performance of such a System. However, this System needs high thermal stability requirements and does not provide information on the absolute value of the laser frequency. It is moreover always advisable in a space project to have an alternative method compatible with the requirements of the mission. Consequently, the work presented in this manuscript describes the use of a hyperfine transition of the di-iodine (I2) molecule as a frequency reference. This method of controlling a Nd: YAG laser, widely used in metrology, has already demonstrated frequency stability performance betterthan those required for the LISA project. Following some preliminary studies, we have adapted such a stabilization System to space constraints. The implemented System presents performances of frequency stability of about 30Hz / V Hz to 10 mHz with an noise increase at lower frequencies. It therefore meets the constraints set by the mission. A System characterization and its main sources of perturbations (related to ambient temperature ~2kHz/K, beams misalignments ~16kHz/mrad,. . . ) is also given in the manuscript. This study has strengthened the attractiveness of locking a Nd: YAG laser on the molecule of di-iodine for a space mission (especially LISA)

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Ducos, Franck. "Développement d'une chaîne de synthèse de fréquences optiques : application a la mesure de la fréquence absolue d'un laser nd : yag double en fréquence et stabilisé sur une transition de l'iode". Paris, CNAM, 2001. http://www.theses.fr/2001CNAM0401.

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Abstract (sommario):

L'objet de ce travail de thèse est le développement d'une chaîne de synthèse de fréquences optiques en vue de mesurer la fréquence d'un laser nd : yag double en fréquence et stabilise sur une transition de l'iode a 563. 2 thz/532 nm. La mesure est basée sur l'utilisation de deux étalons secondaires de fréquence optique co 2/oso 4 et dl/rb opérant a 29 thz/10. 3 m et 385 thz/778 nm respectivement ; ces deux étalons ayant une exactitude de 1. 3 x 10 1 3 (4hz) et 5 x 10 - 1 2 (2 khz). Cette dernière valeur représente l'incertitude ultime du dispositif de mesure que nous avons développé. Nous utilisons deux diodes lasers opérant à 1. 064 m et 1. 551 m respectivement. La différence de fréquences entre ces deux diodes est comparée à l'harmonique 3 de la fréquence de l'étalon co 2/oso 4. Deux doublages de fréquence indépendants permettent de relier ces deux diodes laser aux deux étalons dl/rb et nd : yag/i 2. Des problèmes liés à l'élargissement de battements optiques n'ont pas permis de donner un résultat concluant sur la valeur de cette fréquence. Nous avons donc eu recours a un laser femtoseconde couplé à une fibre en silice à bande interdite photonique. Finalement, la fréquence du laser nd : yag/i 2 ainsi mesurée est : v(nd : yag/i 2) = 563 260 223 511. 6 (1. 2) khz ce résultat est en bon accord avec la recommandation du bureau international des poids et mesures (bipm).

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Turco, Francesca. "Etudes des plasmas non-inductifs par injection d'ondes à la fréquence cyclotronique électronique dans le tokamak Tore Supra". Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11027.

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Abstract (sommario):

L’objet de ce travail sont les phénomènes qui caractérisent le comportement du plasma dans les décharges non-inductives du tokamak Tora Supra, étudiées en utilisant des perturbations localisées du profil de courant effectuées par ondes à la fréquence électronique cyclotronique (FCE). Pour ce qui concerne les régimes MHD, qui dégradent fortement le confinement et affectent négativement la stabilité du plasma, on a pu montrer comment un comportement dynamique du facteur de sécurité qui tende vers un rétrécissement du profil, peut causer le déclenchement de ces régimes. Le phénomène des oscillations non-linéaires de température a aussi été étudié, du point de vue d’une description analytique, aussi bien que de celui expérimental. En analysant une base de données étendue à décharges de type différents, on a pu enfin documenter l’existence d’une relation étroite entre le passage du q0 par les surfaces rationnelles principales et la création d’une ITB
In this work we addressed the issue of the phenomena typical of the non-inductive discharges in the Tore Supra tokamak, probed by means of localised perturbations of the current density profile, performed by electron cyclotron (EC) waves. Concerning the MHD regimes (which strongly degrade the confinement), we have shown that a dynamic evolution of the safety factor q which tends to shrink its profile appears to be the cause of the triggering of such regimes. The phenomenon of non-linear temperature oscillations (deriving from the non-linear coupling between the electron temperature and the current density) has also been addressed, to provide an analytical description as well as from the experimental point of view. Finally, observations based on an extended database allowed to document the existence of a tight relation between the central value of q passing through low order rational values and the formation of an internal transport barrier (ITB)

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Makdissi, Alaa. "Traitement de Signal Appliqué aux Etalons Primaires de Fréquence : Amélioration de leur Exactitude et de leur Stabilité". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011625.

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Abstract (sommario):

La définition de la seconde est basée, depuis 1967, sur les propriétés atomiques de l'atome de césium. Une horloge atomique est l'instrument qui permet de réaliser cette définition avec une exactitude limitée par plusieurs sources de perturbations. Toute amélioration dans les performances des horloges atomiques est la bienvenue pour les diverses applications, actuelles et futures, qui utilisent ces horloges. L'objet de ce travail de thèse est d'améliorer les performances de l'étalon primaire de fréquence (JPO) à jet de césium du Laboratoire Primaire du Temps et des Fréquences. Les résultats obtenus se traduisent par les performances suivants : Notre Horloge JPO est maintenant l'horloge, à jet thermique, la plus exacte au monde, avec une exactitude de 6,3 x 10-15. Elle est également l'horloge à jet thermique la plus stable, avec une stabilité à court terme de 3 x 10-13/sqrt(t) où t est le temps d'intégration en seconde.
L'obtention de ces bons résultats est liée à la maîtrise des fuites micro-ondes grâce à la conception et à la réalisation d'une cavité de Ramsey. La bonne exactitude est due aux nouvelles techniques de traitement du signal (problèmes inverses, régularisation. analyse cepstrale, ...) que nous avons introduites pour mieux évaluer les effets perturbateurs. La bonne stabilité profite de l'étude détaillée du système d'asservissement dans une horloge ainsi que de la réalisation matérielle et logicielle d'une boucle d'asservissement numérique de haute qualité.

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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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Abstract (sommario):

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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Suárez, Almudena. "Application de l'analyse de stabilité par équilibrage harmonique à la conception de diviseurs de fréquence monolithiques, microondes". Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0212.

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Abstract (sommario):

La methode de l'equilibrage harmonique se distingue par sa simplicite conceptuelle et sa generalite. Elle necessite cependant quelques modifications quand il s'agit de l'appliquer aux circuits autonomes ou synchronises. La technique proposee permet une recherche efficace de la solution par l'introduction d'une sonde de mesure dans le circuit. L'analyse du circuit ainsi realise de la meme facon que s'il agissait d'un circuit force, en satisfaisant simplement une condition de non-perturbation du regime etabli. Pour l'etude de la stabilite de la solution etablie, on applique le critere de nyquist a l'equation caracteristique du systeme. Cette methode presente l'avantage d'une grande generalite. Pour connaitre le comportement du circuit pour tout le domaine de variation de l'un de ses parametres, on presente une methode qui combine une technique de suivi pour tracer le chemin de solution, avec la detection, le long de ce meme chemin, des bifurcations, ou modifications abruptes des proprietes de stabilite. En utilisant les techniques precedentes, on a etudie un diviseur par deux monolithiques de frequence d'entree de 6 ghz, obtenant un excellent accord avec les resultats experimentaux. On a simule aussi un innovateur diviseur millimetrique, fonctionnant pour une frequence d'entree de 60 ghz

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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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Westergaard, Philip Grabow. "Horloge à réseau optique au Strontium : en quête de la performance ultime". Paris, Télécom ParisTech, 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00560080.

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Abstract (sommario):

Ce mémoire présente les dernières avancées de l'horloge à réseau optique à atomes de strontium du LNE-SYRTE, Observatoire de Paris. Après avoir passé en revue les principes généraux des horloges à réseau optique et le fonctionnement de l'horloge, l'accent est mis sur les améliorations qui ont été apportées à l'expérience depuis 2007. Les éléments les plus importants sont une nouvelle cavité ultra-stable de référence pour le laser d'horloge, le développement d'une technique de détection non-destructive, et la construction d'une deuxième horloge à réseau optique de Sr. La cavité ultra-stable est composée d'un spacer ULE et deux miroirs en silice fondue et a montré un niveau de bruit thermique à 6. 5e-16, ce qui la place parmi les meilleures du monde. La détection non-destructive est réalisée par une mesure de phase d'un faisceau sonde de faible intensité qui traverse les atomes placés dans un bras d'un interféromètre Mach-Zender. L'aspect non-destructif permet de recycler les atomes d'un cycle à l'autre et augmente par conséquent le rapport cyclique, ce qui permet d'optimiser la stabilité de l'horloge. Avec ces nouveaux outils la stabilité de fréquence attendue est à 2. 2e-16/tau1/2 pour une séquence optimisée. Les comparaisons les plus récentes entre les deux horloges Sr atteignent un niveau de stabilité de 1e-16} après environ 1000 s, ce qui nous a permis de caractériser les décalages de fréquence liés au réseau avec une précision sans précédent. Ces mesures assurent un contrôle des effets liés au réseau au niveau de 1e-18, même pour des profondeurs de piège aussi grandes que 50 Er
This thesis presents the latest achievements regarding the Sr optical lattice clock experiment at LNE-SYRTE, Observatoire de Paris. After having described the general principles for optical lattice clocks and the operation of the clock in question, the emphasis is put on the features that have been added to the experiment since 2007. The most important new elements are an ultra-stable reference cavity for the clock laser, the development of a non-destructive detection technique, and the construction of a second Sr lattice clock. The ultra-stable cavity is constructed from a ULE spacer and fused silica mirrors and has shown a thermal noise floor at 6. 5e-16, placing it among the best in the world. The non-destructive detection is effectuated by a phase measurement of a weak probe beam that traverses the atoms placed in one arm of a Mach-Zender interferometer. The non-destructive aspect enables a recycling of the atoms from cycle to cycle which consequently increases the duty cycle, allowing for an increase of the stability of the clock. With these new tools the frequency stability is expected to be 2. 2e-6/tau1/2 for an optimized sequence. The most recent comparisons between the two Sr clocks reach an accuracy level of 1e-16 after about 1000 s, and this way we have been able to characterize lattice related frequency shifts with an unprecedented accuracy. The measurements ensure a control of lattice related effects at the 1e-18 level even for trap depths as large as 50 Er

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Esnault, François-Xavier. "Etude des performances ultimes d'une horloge compacte à atomes froids : optimisation de la stabilité court terme". Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066043.

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Abstract (sommario):

Les étalons atomiques de fréquences jouent aujourd'hui un rôle clé en physique fondamentale mais se retrouvent aussi dans des applications "grand public" telles que les satellites de positionnement. Les contraintes de compacité posées sur ces horloges embarquées sont évidemment très grandes mais les besoins actuels poussent vers des horloges toujours plus performantes. Le projet HORACE (HOrloge à Refroidissement d'Atomes en CEllule) permet, grâce à l'utilisationd'atomes refroidis par laser et à une géométrie originale où toutes les interactions ont lieu directement dans la cavité micro-onde, d'obtenir d'excellentes performances en fréquence tout en préservant la compacité et la simplicité globale du dispositif. Ce mémoire expose les concepts fondateurs du projet HORACE. Il décrit par la suite la réalisation expérimentale du premier prototype à vocation métrologique de l'horloge HORACE. Il présent l' évaluation expérimentale et l'optimisation de la stabilité court-terme de l'horloge réalisée au laboratoire. L'étude de la séquence de refroidissement d'atomes en lumière isotrope a montré qu'environ ~10^8 atomes à une température de 5~\mu K pouvaient être obtenus. Par ailleurs, la très grande stabilité de cette technique permet d'observer que les fluctuations cycle à cycle du nombre d'atomes froids sont principalement limitées par le bruit de grenaille atomique, et ce jusqu'au niveau de ~10^{-4}. Cette grande stabilité a conduit à une simplification notable de la séquence expérimentale (refroidissement et détection) tout en préservant un rapport signal à bruit proche de 1000 en fonctionnement. L'horloge a montré une stabilité relative de fréquence de. 2~10^{-13}~\tau^{-1/2} s'intégrant comme du bruit blanc jusqu'à quelques milliers de secondes. C'est à ce jour une des meilleures stabilités obtenues sur une horloge compacte. Ce résultat a pu être obtenu grâce à un fonctionnement où une partie des atomes froids sont recapturés d'un cycle à l'autre. Ceci permettant de réduire la durée de la phase de refroidissement jusqu'à 40~ms et d'obtenir \emph{infine} un rapport cyclique proche de 50\%. La possibilité de faire fonctionner l'horloge à un taux de répétition élevé (12~Hz) relâche aussi les contraintes sur les spécifications en bruit de fréquence de l'oscillateur à quartz utilisé à terme. Enfin, les conclusions de cette étude sont extrapolées afin de prédire les performances attenduespour un fonctionnement en micro-gravité.

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Thomas, Isabelle. "Stabilité des transistors MISFET sur InP : Application des mesures de bruit basse-fréquence à la caractérisation des pièges d'interface". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0045.

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Abstract (sommario):

Les resultats presentes dans ce memoire concernent d'une part la mise au point et la fiabilisation d'une technologie d'elaboration de misfet's performants sur inp et d'autre part l'etude de la stabilite dans le temps de structures mis soumises a des contraintes electriques. La premiere partie de la these traite des potentialites du misfet inp pour une utilisation comme composant de puissance en hyperfrequences ainsi que des modeles classiquement proposes pour expliquer le phenomene de derive du courant de drain. Nous presentons ensuite un procede technologique original et reproductible pour l'elaboration de transistors misfet's base sur l'utilisation d'une couche epitaxiee d'ingaas comme masque d'implantation et encapsulant de recuit. Une caracterisation electrique approfondie des transistors misfet inp/silice deposee par plasma micro-ondes est ensuite decrite ainsi qu'une etude correlee de la derive du courant de drain et du bruit basse frequence. Celle-ci a permis d'extraire la distribution d'etats pieges situes a l'interface qui sont responsables de la non-stabilite des dispositifs. La derniere partie de la these porte sur l'influence de contraintes en tension sur les caracteristiques c-v de structures mis elaborees avec divers processus de passivation

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Narbonneau, François. "Dissémination ultra-stable d'étalons de fréquence par fibre optique du réseau télécom métropolitain". Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1E004.

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Abstract (sommario):

Pour des applications liées à la métrologie temps-fréquence comme pour les mesures de physique fondamentale, l'utilisation d'oscillateurs bas bruit et de haute stabilité est essentielle. La mise en oeuvre et le coût d'exploitation de tels oscillateurs sont tels qu'ils restent inaccessibles pour la plupart des utilisateurs. Actuellement, les comparaisons d'horloges à distance sont effectuées soit par GPS, soit par satellite de télécommunications. Les comparaisons sont limitées en stabilité relative à quelques 10-15 sur la journée, donc insuffisantes pour les performances ultimes des étalons atomiques micro-ondes et a fortiori pour les horloges optiques. Profitant de la redondance du réseau fibré de télécommunication métropolitain, nous avons développé un dispositif de dissémination de références de fréquence par fibres optiques. Ce dispositif est complété par un système actif électronique permettant la compensation du bruit de phase ajoutées lors du transfert sur fibre (vibrations mécaniques, fluctuations thermiques. . . ). Ainsi, nous avons démontré la possibilité de transférer un signal de référence à 1 GHz, par modulation d'amplitude d'une porteuse optique à 1,55 microns, avec des instabilités relatives de fréquence de 2 à 3x10-15 pour une seconde de temps d'intégration et quelques 10-18 sur la journée, sur 86 km (quelques 10-14 sur environ 200 km). Il est alors possible de comparer des fontaines atomiques de performances égales à celle du SYRTE sur quelques centaines de kilomètres. Une méthode "tout optique" a pour but de transférer directement une référence optique sur des distances de 1000 km pour la comparaison d'horloges optiques et constituer un réseau européen.

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Laurent, Ludovic. "Nano systèmes électromécaniques résonants à haute fréquence (NEMS HF) : une rupture technologique pour l'imagerie infrarouge non refroidi". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY050/document.

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Abstract (sommario):

Les progrès de la microélectronique, axés en premier lieu sur l’amélioration des performances et la réduction des coûts des processeurs et des mémoires, ont aussi bénéficié depuis de nombreuses années aux capteurs, à l’éclairage, aux actionneurs et autres technologies dites More than Moore. La détection infrarouge à l’aide de détecteurs thermiques fait partie de ces bénéficiaires. Les détecteurs thermiques actuels utilisent principalement une fine couche résistive (typiquement du dioxyde de vanadium ou du silicium amorphe) déposée sur une membrane suspendue comme thermomètre : ce sont les microbolomètres. Cette technique a permis de produire des caméras thermiques dont le coût de fabrication a drastiquement chuté avec des performances qui se rapprochent des détecteurs photoniques onéreux, fonctionnant à des températures cryogéniques. Néanmoins, le coût de ces imageurs reste encore excessif pour des applications grand public (conduite nocturne, smartphones, domotique) tandis que les applications militaires (surveillance, lunettes portatives) demandent des performances accrues dans un budget maîtrisé. Un des objectifs des industriels du domaine est donc de réduire la surface des détecteurs, le pas pixel, afin d’augmenter le nombre de rétines fabriquées sur une plaque de silicium. Néanmoins, la réduction de cette surface diminue de facto le flux infrarouge incident sur le pixel, et donc le signal. Il faut donc améliorer la sensibilité des détecteurs à chaque nouveau pas pixel. La technologie résistive, largement employée par l’industrie jusqu’à maintenant, se prêtait volontiers à cet exercice jusqu’au pas de 17 µm, permettant de densifier d’un facteur 4 le nombre de détecteurs tous les 5 ans. L’auto-échauffement lié à la lecture résistive et le bruit en 1/f sont les principales causes du ralentissement observé dans cette réduction des échelles ces dernières années. Nos travaux se sont focalisés sur un nouveau principe de détection au pas de 12 µm, fonctionnant avec un auto-échauffement minime. Dans cette approche, une planche suspendue est mise en résonance mécanique autour de deux bras ancrés subissant une torsion. L’actionnement et la détection électrostatique du mouvement de la membrane sont réalisés avec deux électrodes situés 2 µm sous la planche. La modification du module d’Young avec la température et les contraintes thermiques vont modifier la fréquence de résonance. Les résonateurs mécaniques étant peu bruités, le suivi cette fréquence de résonance doit permettre de réaliser des détecteurs thermiques performants. Le travail de thèse a consisté à concevoir, fabriquer et caractériser de tels pixels et à comparer cette technique aux détecteurs résistifs. Différents modèles (linéaire et nonlinéaire) du mouvement de la structure sont présentés et comparés aux caractérisations expérimentales de résonateurs fabriqués en réseaux denses, selon différentes variantes. Nous avons mesuré le bruit fréquentiel de nos détecteurs puis leur sensibilité à un flux infrarouge. Les meilleurs dispositifs montrent une limite de sensibilité de 30 pW/√Hz. Une résolution sur la scène (NETD) de 2 K est obtenu pour un temps d’intégration adapté au temps image. Ces performances sont inégalées pour un résonateur non refroidi à ces dimensions. Nous montrons qu’un NETD de 20 mK est atteignable au pas de 12 µm (pour un temps de réponse de 10 ms) en se focalisant sur 3 axes de recherche : une cointégration des résonateurs avec leur électronique de lecture, une acquisition plus précise du signal par un temps d’intégration adapté au temps image et l’amélioration de la sensibilité thermique (TCF) du résonateur d’un facteur 10. Pour ce dernier point, nous présentons des méthodes afin d’améliorer le TCF. Finalement, nous étudions des architectures de pixels au pas de 5 µm présentant des performances théoriques proches de celles requises par l’imagerie infrarouge (NETD=70 mK et τth=8 ms). Des perspectives de transductions tout optiques sont finalement évoquées
Progress in microelectronics has been mainly driven by informatics needs for addressing both increased performances and lower costs for processors and memories, according to the well-known Moore’s Law. For many years, these tremendous progresses in silicon fabrication and integration have also contributed to the emergence of new type of devices, such as sensors, actuators, filters, clocks or imagers, forming a new class of devices called More than Moore. Uncooled infrared imaging, which uses thermal sensors belongs to this new class of devices. Today thermal sensors principally use a thin resistive layer (mainly vanadium dioxide or amorphous silicon) on a suspended membrane as a thermometer and are called microbolometers. The fabrication cost of thermal cameras has dramatically dropped over the last 20 years, while attaining performances close to the expensive cooled cameras. Nevertheless, the cost of these imagers still remains too high for consumer market (night driving, smartphones, home automation) whereas military applications (surveillance, personal googles) need improved resolutions – in an affordable camera. Therefore, one objective of the microbolometers industry roadmap is to scale down the sensor surface – the pixel pitch – in order to increase the number of imagers fabricated on a silicon wafer. Yet, the pixel pitch reduction goes necessarily with a reduction of the captured infrared power leading to a reduction of the sensor signal. As a consequence, the sensor sensitivity needs to be improved as the pixel pitch scales down. The resistive technology has managed this scaling so far, down to 17µm pixel pitch, allowing a densification of the sensors by a factor 4 every 5 years. Despite this success, the scaling has been recently slowed down, mostly because of microbolometers self-heating issue and 1/f noise which are inherent to the resistive transduction. Our work has focused on a new type of sensor at 12µm pixel pitch, which theoretically gets rid of self-heating and 1/f noise. In our approach, an absorbing plate is excited at its mechanical resonance through two tiny torsion arms using an actuation electrode placed 2µm underneath. Pixel motion is also transduced electrostatically. Since micromechanical resonators feature very low frequency noise, we believe that an uncooled infrared sensor based on the monitoring of its resonance frequency (which changes with temperature through the TCF) should be extremely sensitive. In our work, we present different models (linear and nonlinear) for the pixel mechanical behavior and compare them to experimental characterization of resonators which were fabricated in dense arrays, according to several designs. We measure the frequency stability of our sensors along with their sensitivity to infrared flux. The best devices show a resolution of 30pW/sqrt(Hz), with a response time lower than one millisecond. The scene resolution (NETD) is 2K for an integration time compatible with imaging frame rate. These performances overtake results previously published on this topic with such reduced pixel pitch. We show that a NETD of 20mK (with a response time of 10ms) is reachable at 12µm pixel pitch if we can address the following 3 challenges: a cointegration of the resonators with their electronics, a shared readout of several pixels in the imaging frame rate and an improved TCF by a factor 10. Therefore, we provide different methods in order to improve the TCF. Finally, we present different pixel designs at 5µm pixel pitch which show theoretical performances close to uncooled infrared imaging requirements (NETD=70mK and tau_th=8ms). An optical transduction may also be a new route toward even better signal to noise ratio at low pitch

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Ayi, Théophane. "Étude théorique et réalisation expérimentale d'un système permettant la mesure de la période et de la stabilité de fréquence de signaux périodiques au moyen d'un algorithme spécialisé". Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112228.

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Abstract (sommario):

Bon nombre de travaux concernant la caractérisation de la stabilité de fréquence des sources de fréquence ultrastable ont été réalisés antérieurement ; ils ont montré que le bruit de fréquence d’un générateur peut être facilement caractérisé par la variance à deux échantillons, des fluctuations de fréquence, connue également sous le nom de « variance de ALLAN », dans le cas particulier où le temps mort entre deux échantillons est nul [1,4]. Un algorithme de mesures fréquentielles a été développé par J. J SNYDER [6,7] qui permet d’accroitre la résolution des fréquencemètres en présence de bruit blanc. D. W. ALLAN & J. A. BARNES [8], à partir de cet algorithme ont défini une nouvelle fonction portant le nom de « variance de ALLAN modifiée » et ont analysé ses propriétés pour les fluctuations de phase ou de fréquence. Dans ce but, les auteurs de la référence [8] ont exprimé la variance de ALLAN modifiée ne termes d’autocorrélation de fluctuation de phases. Pour chaque composante du bruit, ils ont calculé la variance de ALLAN et ont déduit une expression empirique du rapport entre la variance de ALLAN et la variance de ALLAN modifiée. Dans le chapitre I de ce travail, nous avons calculé la variance de ALLAN et étudié ses propriétés pour les cinq modèles de bruit [13] conventionnels existants (. . . ).

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Ghanty, Yann. "Etude du lien entre la fréquence et les puissances actives pour le dimensionnement d'un microréseau alternatif îloté avec sources d'énergie renouvelables". Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0152/document.

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Abstract (sommario):

La qualité d’un réseau électrique se mesure notamment par sa résilience, à savoir sa capacité à continuer de fournir, de façon stable, une électricité de qualité malgré les incidents. Cette continuité d’alimentation est notamment assurée par le réglage de la fréquence, ce dernier faisant office de moyen de coopération entre les différentes sources du réseau. Les travaux de cette thèse étudient en profondeur les différentes façons d’assurer ce réglage de la fréquence sur des microréseaux alternatifs îlotés au regard des problématiques nouvelles : intégration croissante de sources d’énergie renouvelables intermittentes et baisse (voire disparition) de l’inertie inhérente aux groupes synchrones tournants. L’objectif principal est de proposer un ensemble de modèles analytiques permettant d’appréhender le comportement dynamique de la fréquence et des puissances actives transitant sur un microréseau, quelle que soit la topologie de ce dernier, afin de constituer une aide au dimensionnement. À cet objectif global s’ajoute un certain nombre de sous-objectifs qui structurent et guident l’ensemble des travaux :- Un objectif pédagogique : les couplages entre l’équilibre des puissances actives et la fréquence sur un réseau alternatif sont clairement explicités, que ces couplages relèvent de la structure et des paramètres physiques du microréseau ou qu’ils soient liés aux lois et paramètres de commande. La lecture des modèles doit ainsi permettre de comprendre analytiquement les différents liens de cause à effet entre les paramètres du système, la fréquence et les puissances,et les spécificités propres à chaque topologie de microréseau.- Un objectif de simplicité et de modularité : les modèles proposés doivent pouvoir être adaptés selon les cas particuliers de topologies, afin que tout lecteur puisse les réutiliser facilement en dehors du cadre de cette étude. Pour ce faire, ces travaux utilisent des modèles mathématiques sous forme de schémas blocs, intégrables sous Matlab.- Enfin, un objectif de modélisation « grand signal » : pour trancher avec l’approche petit signal de beaucoup de modélisations de microréseaux classiques, et pour permettre d’appréhender le comportement du microréseau sur une large plage de déséquilibre de puissance
The quality of an electricity grid is measured by its resilience, namely its ability to continue to provide electricity despite the incidents. This continuity of supply is ensured by the frequency control, acting as a means of cooperation between the different sources of the grid. This thesis examines in depth the different ways to ensure this frequency control on stand-alone microgrids with regard to new issues: increasing integration of intermittent energy sources and decreasing (or disappearing) of the synchronous rotating groups with their inertia. The main objective is to propose a set of analytical models explaining the dynamic behavior of the frequency and the active powers transiting on a microgrid, whatever the topology, in order to constitute an aid to the sizing. To this overall objective is added a number of sub-objectives that structure and guide this work:- An educational objective: the nature of the link between the balance of active powers and the frequency on an AC microgrid is clearly explained, whether this link is based on physical parameters or is related to control laws. The goal is to understand the different links of cause and effect between the paramers of the system, the frequency and the active power and thespecificities to each topology of microgrid. - An objective of simplicity and modularity: the models proposed must be adaptable to particular cases, so that any reader can reuse easily outside the scope of this study. To do this, mathematical models in the form of block diagrams which can be integrated in Matlab are used. - Finally, a "big signal" simulation objective: to decide with the small signal approach of many traditional microgrid models, and to make it possible to understand the behavior of the microgrid over a wide range of power imbalance

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Kanj, Amale. "Etude et développement de la méthode TWSTFT phase pour des comparaisons hautes performances d'étalons primaires de fréquence". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831596.

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Abstract (sommario):

La technique TWSTFT a démontré des performances remarquables par sa contribution dans l'organisation du TAI/UTC, en termes de stabilité des liens micro-ondes et d'incertitude combinée sur l'écart entre [UTC-UTC(k)]. Cependant, l'étroitesse de la bande passante des codes utilisés ne permet pas la comparaison à moins d'un jour des étalons primaires de fréquence, et le recours à l'utilisation de la phase des porteuses est une piste privilégiée. Ce travail de thèse consiste à étudier et développer la méthode two-way phase, choisie selon un ensemble de critères cohérents comme la disponibilité et la configuration adaptée de deux stations terriennes, la distribution adaptée des signaux d'horloges de hautes performances, la disposition d'un simulateur de satellite caractérisé et l'utilisation d'une même bande de fréquence satellite. La technique utilisée s'appuie simultanément sur des mesures two-way entre stations distantes et sur des mesures de ranging effectuées par chaque station, l'ensemble étant basé sur le principe de propagation liée à la vitesse des porteuses. De plus, une analyse expérimentale par le code et par la phase est effectuée et des solutions efficaces conduisant à la réduction du bruit des liens sont proposées. Les principaux résultats de mesures obtenus par la mise en œuvre de cette technique au laboratoire montrent une stabilité de fréquence de 1 x 10-12 à 1 s et de 3 x 10-14 à 100 s, avec deux stations alimentées par un même maser à hydrogène actif. Ce travail s'achève par notre contribution dans l'application de la technique de transfert de temps two-way sur un lien fibré long de 540 km en collaboration avec le LPL, révélant des résultats très prometteurs

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Dubuc, David. "Contribution à la conception de convertisseurs de fréquence : intégration en technologie arséniure de gallium et silicium germanium". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00132419.

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Abstract (sommario):

Ces dernières années ont vu le fort développement des communications spatiales et avec lui le changement des contraintes de conception de ces systèmes. En effet, la multiplicité des applications hyperfréquences ainsi que leur ouverture au domaine grand public ont entraîné l'augmentation des densités d'intégration et des performances des systèmes, mais aussi la nécessité de prendre en considération leur fiabilité et les coûts de production. Ainsi, nos travaux portent sur l'étude et l'intégration de convertisseur de fréquence micro-ondes répondant à ces impératifs. Dans un premier temps, nous abordons les définitions relatives aux mélangeurs ainsi que les principales caractéristiques nécessaires à leurs évaluations. Nous présentons ensuite les différentes topologies de mélangeurs existantes en citant, pour chacune, ses avantages et ses inconvénients. La seconde partie de nos travaux de recherche est dédiée à la définition d'une cellule originale de mélange. Une méthode analytique de conception, basée sur le formalisme des matrices de conversion, nous a permis d'une part de définir des règles génériques de conception de mélangeur et d'autres part d'optimiser notre cellule de mélange suivant des critères fixés. Enfin, une partie importante de ces investigations est dédiée à l'étude de la stabilité non-linéaire des mélangeurs, point sensible de la topologie retenue. La dernière partie de ce mémoire est consacré à l'intégration monolithique et à la caractérisation du mélangeur performant envisagé pour deux technologies concurrentes : l'une basée sur des transistors à effet de champ à haute mobilité électronique sur Arséniure de Gallium et l'autre fondée sur des transistors bipolaires à hétérojonction Silicium/Silicium-Germanium. Pour cette dernière technologie, un effort a été porté sur la conception de circuits passifs fonctionnant aux fréquences millimétriques. La caractérisation des circuits a démontré le bien fondé des études présentées précédemment ainsi que l'aptitude de la technologie Silicium-Germanium pour l'intégration monolithique de systèmes aux fréquences millimétriques.

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Pottie, Paul-Eric. "Etude du refroidissement laser en cellule : contribution au développement d'une horloge atomique miniature A 133 Cs". Paris 6, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006012.

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Dellea, Olivier. "Etude et réalisation d'une microsource laser stabilisée en fréquence". Brest, 2000. http://www.theses.fr/2000BRES2039.

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Abstract (sommario):

Les diodes laser sont des composants cles pour de nombreux systemes optiques mais leurs performances spectrales en stabilite et largeur de raie sont encore insuffisantes pour satisfaire les exigences de certains domaines d'applications, notamment les telecommunications optiques ou l'instrumentation. Pour ameliorer la stabilite de l'emission, reduire la largeur de raie ou faire varier la plage spectrale des diodes laser, une solution consiste a etendre la cavite resonante. Sur ce principe, nous proposons dans ce memoire un nouveau concept de cavite etendue pour la realisation d'une microsource laser stabilisee en frequence. Cette microsource est constituee d'une diode laser emettant par la surface surmontee d'un miroir externe. Dans une premiere partie nous developpons les principes de modelisation de la cavite composee par la diode laser et le miroir puis, dans une seconde partie, nous etudions suivant ce modele differentes configurations de cavite pour en degager les caracteristiques de fonctionnement. En troisieme partie, l'approche theorique est completee par l'analyse de la contribution de l'emission spontanee dans la largeur de raie. La simulation de cas typiques de la cavite montre alors la reduction de la largeur de raie procuree par la presence d'un miroir. Apres avoir valide experimentalement le concept de cavite etendue, nous presentons dans la derniere partie la conception, la realisation et l'experimentation d'une microsource utilisant les techniques de fabrication developpees pour la realisation des microsystemes.

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Mongkoltanatas, Jiravan. "Participation d'un système de stockage à la stabilité des réseaux insulaires". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT115/document.

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Abstract (sommario):

Un réseau insulaire est un système fragile et sensible aux variations de charge ou de production notamment d'origine renouvelable et intermittent. Ce problème devient crucial avec l'augmentation dans ces réseaux de production éolien ou PV en remplacement des sources actuelles (diesel, etc.). Cela impacte directement la stabilité du réseau, notamment la fréquence. Les moyens de stockage pourraient dès lors participer au réglage primaire de la fréquence, en limitant des variations après une perturbation. L'objectif de cette thèse consiste ainsi à étudier la participation du stockage pour maintenir la stabilité en fréquence dans un réseau insulaire en augmentant le taux de pénétration d'énergie renouvelable. Un algorithme de dimensionnement et différentes stratégies de contrôle du système de stockage ont ainsi été développés en fonction de variations réellement observées sur un parc PV. Notre étude est séparée en 2 parties. La première partie concerne la modélisation de l'intermittence de la production PV. La puissance PV a ainsi été caractérisée en fonction de son impact sur la variation de la fréquence, afin de définir toute situation critique. Ensuite, la technologie et les critères de dimensionnement du dispositif de stockage et la stratégie de pilotage et de contrôle-commande pour surveiller et contrôler le système de stockage ont été proposés et validées à partir de simulations. Ces stratégies ont été élaborées soit à partir de critères qualitatifs définie dans le domaine temporel, soit à partir d'une stratégie de filtrage fréquentiel des différentes sources. Par ailleurs, pour garantir des critères de robustesse vis-à-vis des incertitudes paramétriques notamment sur la mesure des variations PV, une commande robuste (utilisant un contrôleur H infinie) a été conçu et validé. Les différentes stratégies proposées peuvent plus ou moins réduire la variation de la fréquence suite à perturbation et permettre de réduire significativement la participation de la source principale d'énergie au réglage de la fréquence. Par ailleurs, les résultats ont permis de faire un lien entre le taux de pénétration des énergies renouvelables photovoltaïques dans un micro réseau et la tenue en fréquence dans ce réseau
Frequency of isolated microgrids is highly sensitive to active power variation of loads and productions because of the inertia equivalent of this grid is small (limited number of thermal generators). Furthermore, the increasing of renewable energy in this grid causes frequency more risky to be instable because of its intermittency of power. In this thesis, energy storage is the selected solution to maintain the frequency stability of isolated microgrids with high penetration rate of renewable energy. It will participate to the primary frequency control which is the first control that takes action to limit the frequency deviation after disturbance. Therefore, the objective of this thesis is to design the appropriate size and strategy of energy storage in isolated microgrids with high penetration rate of photovoltaic. Proposed strategies will link to power variation of PV. Therefore, the different situations of photovoltaic power variations and their impacts on the system frequency had been firstly characterized and studied in order to specify the critical situation of frequency variation. Then, different strategies for energy storage and their sizes were defined from these two studies. The strategy limit dPpv diagram and filter strategy were proposed to define the participated power of energy storage in primary frequency control from the measured power variation of PV. Furthermore, controller H infinity which is robust control was also proposed. Finally, energy storage control system was validated by RTLAB (real time simulation) which enable us to simulate the hardware. The results show that energy storage by proposed strategies is able to stabilize frequency of the power system by limiting the frequency deviation to be within an acceptable range after occurrence of any disturbance. The proposed strategies can increase larger participated power of the energy storage with less frequently than the classic droop control

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Gassot, Hui Min. "Etudes de la stabilité mécanique des cavités supraconductrices et de la méthode de rigidification par projection thermique de cuivre". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001227.

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Abstract (sommario):

La recherche en physique nécessite aujourd'hui des accélérateurs de haute énergie ou de forte intensité ; l'utilisation des cavités supraconductrices constitue un progrès technologique très important : elles permettent de fournir de hauts gradients accélérateurs avec une dissipation négligeable. Un des problèmes fondamentaux dans la conception de ces cavités est leur stabilité liée aux effets des forces de Lorentz : au fur et à mesure que la cavité se remplit d'énergie électromagnétique, les déformations de la cavité dues aux forces de Lorentz modifient sa fréquence de résonance, il faut un certain temps (constante mécanique) pour que les parois se déforment, l'amplitude RF s'écroule alors, puis la cavité tend à retrouver sa fréquence de résonance d'origine, le système peut devenir ainsi instable. La contribution de cette thèse consiste d'abord en une analyse numérique de ce problème, puis en une étude mécanique d'une nouvelle méthode de rigidification : un dépôt de cuivre réalisé sur les parois extérieures d'une cavité en niobium par projection thermique afin de réduire ses déformations dues aux forces de Lorentz. Comme il s'agit d'une expérience nouvelle, le choix du processus et une optimisation des paramètres de projection ont été réalisés. En particulier, un effort important a été consacrée aux caractérisations des matériaux et à l'analyse de leurs comportements, indispensables pour déterminer l'effet de rigidification grâce au dépôt. Certains liens entre les propriétés du dépôt et les paramètres de projection ont pu ainsi être établis. Les calculs ont permis ensuite de localiser les déformations maximales, puis de trouver l'emplacement idéal et la forme optimale du renfort. Plusieurs façons de réaliser le dépôt ont été étudiées afin de proposer une solution intéressante. Enfin, une approche originale des phénomènes de décalage en fréquence en mode pulsé a été développée, elle a permis d'interpréter certaines observations expérimentales.

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Esnault, François-Xavier. "Etudes des performances ultimes d'une horloge compacte à atomes froids - Optimisation de la stabilité court-terme". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00419197.

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Abstract (sommario):

Les étalons atomiques de fréquences jouent aujourd'hui un rôle clé en physique fondamentale mais se retrouvent aussi dans des applications "grand public" telles que les satellites de positionnement. Les contraintes de compacité posées sur ces horloges embarquées sont évidemment très grandes mais les besoins actuels poussent vers des horloges toujours plus performantes. Le projet HORACE (HOrloge à Refroidissement d'Atomes en CEllule) permet, grâce à l'utilisation d'atomes refroidis par laser et à une géométrie originale où toutes les interactions ont lieu directement dans la cavité micro-onde, d'obtenir d'excellentes performances en fréquence tout en préservant la compacité et la simplicité globale du dispositif. Ce mémoire expose les concepts fondateurs du projet HORACE. Il décrit par la suite la réalisation expérimentale du premier prototype à vocation métrologique de l'horloge HORACE. Il présente l'évaluation expérimentale et l'optimisation de la stabilité court-terme de l'horloge réalisée au laboratoire. L'étude de la séquence de refroidissement d'atomes en lumière isotrope a montré qu'environ $2~10^8$ atomes à une température de $35~\mu K$ pouvaient être obtenus. Par ailleurs, la très grande stabilité de cette technique permet d'observer que les fluctuations cycle à cycle du nombre d'atomes froids sont principalement limitées par le bruit de grenaille atomique, et ce jusqu'au niveau de $2~10^{-4}$. Cette grande stabilité a conduit à une simplification notable de la séquence expérimentale (refroidissement et détection) tout en préservant un rapport signal à bruit proche de 1000 en fonctionnement. L'horloge a montré une stabilité relative de fréquence de $2.2~10^{-13}~\tau^{-1/2}$ s'intégrant comme du bruit blanc jusqu'à quelques milliers de secondes. C'est à ce jour une des meilleures stabilités obtenues sur une horloge compacte. Ce résultat a pu être obtenu grâce à un fonctionnement où une partie des atomes froids sont recapturés d'un cycle à l'autre. Ceci permettant de réduire la durée de la phase de refroidissement jusqu'à 40~ms et d'obtenir \emph{in fine} un rapport cyclique proche de 50\%. La possibilité de faire fonctionner l'horloge à un taux de répétition élevé (12~Hz) relâche aussi les contraintes sur les spécifications en bruit de fréquence de l'oscillateur à quartz utilisé à terme. Enfin, les conclusions de cette étude sont extrapolées afin de prédire les performances attendues pour un fonctionnement en micro-gravité.

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Foucher, Mickaël. "Dynamique des plasmas radio-fréquence à couplage inductif en gaz halogénés simples". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066278/document.

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Abstract (sommario):

Les plasmas radio-fréquences à couplage inductif en gaz halogénés simples (cl2/hbr/o2) sont fortement utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs. Cependant, notre connaissance des processus réactionnels de ces plasmas est encore très partielle. De nombreux travaux de simulations (fluides, particulaires...), visant à améliorer celle-ci, ont été produits ces dernières décennies. Toutefois, trop peu de résultats expérimentaux sont disponibles dans la littérature afin de valider ou améliorer ces simulations. L'objectif de cette thèse est alors de produire un ensemble complet de résultats experimentaux. Nous nous focalisons essentiellement sur le cas des plasmas de cl2 et de o2 purs. Dans cette thèse, nous étendons les résultats expérimentaux déjà présents dans la littérature : densités de charges et de neutres, températures translationnelles. En particulier, les tendances en fonction de la pression, essentielles pour la simulation, sont soigneusement étudiées. Les vibrations moléculaires sont également étudiées à l'aide d'un montage innovant de spectroscopie d'absorption. Nous montrons que les simulations sont encore loin de représenter fidèlement les processus réactionnels des plasmas étudiés. Nous tentons de fournir à cet effet quelques pistes d'améliorations. Ce travail est la base nécessaire à l'amélioration continue des plasmas industriels utilisés pour la gravure de semi-conducteurs
Radio-frequency inductively-coupled plasmas in simple halogen gases (cl2/hbr/o2) are widely used in the semi-conductor industry. However, our knowledge of these plasmas is still incomplete. To improve it, numerous simulation studies have been performed in the last decades. Unfortunately, experimental results to compare these studies are still scarce. The objectives of this thesis is to provide a comprehensive set of experimental results. We focused on the plasmas of pure o2 and cl2. In this thesis, we extend the already available experimental results : neutral nd charges densities, translational temperatures. In particular, the tendancies of these parameters as a function of the pressure are carefully studied. Molecular vibrations are studied as well using a new kind of absorption spectroscopy setup. We show that the recent simulations are still far from representing the reactional processes in the studied plasmas. We then try to provide some ideas of improvement. This work is the needed start to improve etching plasma industrial processes

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Gachon, Dorian. "Nouveaux résonateurs haute-fréquence à Ondes de Volume dans les films minces piézoélectriques pour les Applications sources Embarquées". Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00578568.

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Abstract (sommario):

Ce mémoire présente la mise en oeuvre d'oscillateurs haute stabilité et pureté spectrale pour les applications en bande X qui imposent de disposer de résonateurs à fort coefficients de qualité compatibles avec les électroniques d'asservissement développées par les partenaires du projet NOVAE. Notre approche consiste à privilégier la réalisation de résonateurs à modes harmoniques aussi appelés HBAR (High-overtone Bulk Acoustic Resonator) alliant l'intérêt des couches minces piézoélectriques pour l'excitation de résonances hautes fréquences et la propagation d'ondes acoustiques dans les milieux de haute qualité cristalline. Des résonateurs HBAR à base de LiNbO3/LiNbO3 mais aussi LiNbO3/Saphir ont été ainsi mis en boucle d'oscillation sur la base d'un montage de Colpitts, et leur bruit de phase mesuré puis comparé à celui d'oscillateurs stabilisé par résonateurs à ondes de surface commercialement disponible. On montre ainsi que les très forts coefficients de qualité mesurés pour la solution niobate-sur-niobate permettent d'atteindre des niveaux de bruit comparable à voire meilleur que ceux obtenus avec les résonateurs à ondes de surface. Le manuscrit montre l'intérêt des résonateurs à ondes de volume harmoniques (HBAR) en termes de facilité de mise en oeuvre et de qualilté des résonances obtenues pour des modes d'ordre élevé. Nous avons ainsi pu montrer qu'il était raisonnablement simple d'atteindre la bande des 1,5 GHz avec des coefficients de qualité élevés (supérieur à 10000) pour des couplages ne dépassant toutefois pas quelques pour mille.

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Hermann, Virgile. "Conception et réalisation d'une horloge atomique à jet de césium compacte et simplifiée pour des applications de télécommunication et de navigation par satellites". Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066442.

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Park, Hyo-Dal. "Étude et réalisation d'un amplificateur distribué hyperfréquences de puissance en technologie hybride". Toulouse, ENSAE, 1987. http://www.theses.fr/1987ESAE0005.

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Abstract (sommario):

Étude analytique de plusieurs configurations d'amplificateurs de puissances réalisés afin de choisir le composant actif et la configuration optimale de cet amplificateur de puissance qui réponde aux critères choisis : minimisation des parasites, sensibilité du gain, bande passante, puissance de sortie.

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Fahs, Bassem. "Evolution de la génération de fréquence dans les récepteurs/émetteurs radiofréquences pour les futurs standars de communication sans fil". Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2033.

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Abstract (sommario):

Les travaux de cette thèse portent sur la génération de fréquence et plus précisément sur la conception d’oscillateurs commandés large-bande dans le but de répondre aux besoins d’évolution des circuits radiofréquence intégrés pour les futurs systèmes de radio-communication. Deux cas d’application avec des contraintes différentes ont été considérés : la technologie UWB et les standards LTE/LTE-A en téléphonie mobile. Nous proposons respectivement pour ces deux cas d’étude une réalisation avec un oscillateur en anneau atteignant 139% de couverture fréquentielle, et une proposition d’oscillateur LC atteignant 68% de couverture fréquentielle. Ce travail couvre aussi la problématique des couplages magnétiques impliquant l’oscillateur LC dans un circuit radio, et leurs effets négatifs sur les performances RF. Nous proposons ainsi un oscillateur à faible radiations électromagnétiques, faible bruit de phase et large couverture fréquentielle employant une inductance en forme de « 8 » afin de corriger ces problèmes
This thesis covers the wide frequency generation and more particularly the design of wide tuningrange controlled oscillators for future integrated wireless radio transceivers. This work aims to anticipate the standards evolution needs and challenges with appropriate solutions and proposals. Two application cases with different constraints are considered: The Ultra-Wide-Band (UWB) technology and LTE/LTEA standards for mobile handsets. We propose respectively for these two cases an implementation with a two-stage ring-oscillator achieving 139% of tuning-range, and an LC oscillator proposal with 68% tuningrange. This work treats also the problematic of electromagnetic (EM) radiations involving the LCoscillators in radio transceivers, and their negative effects on RF performances. We propose therefore a reduced EM radiations, low phase-noise and wide tuning-range LC-oscillator employing an “8”-shaped inductor in order to correct these issues

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Schuhler, Nicolas. "Frequency-comb stabilized laser sources for absolute distance metrology at the very large telescope interferometer". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/SCHUHLER_Nicolas_2006.pdf.

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Abstract (sommario):

PRIMA, un futur instrument du VLTI, utilise un système de métrologie laser pour mesurer les variations de chemin optique internes à l’interféromètre. L’étude présentée dans ce mémoire porte sur le développement, l’intégration et le test de sources lasers stabilisées en fréquence pour ce système de métrologie. Dans une première partie, nous présentons le cahier des charges du système dans le contexte de PRIMA et du VLTI. Nous rappelons les bases de l’interférométrie laser et les problèmes qu’impose son application à PRIMA. Nous en déduisons la nécessité de stabiliser la longueur d’onde du laser sur une référence absolue et exposons l’intérêt de transformer ce système en un système de mesure de distances absolues. Dans une seconde partie, nous décrivons notre contribution à la stabilisation en fréquence d’un laser Nd:YAG sur une raie d’absorption de l’iode. Nous mesurons précisément les performances du système avec un peigne de fréquences optiques auto-référencé. Nous améliorons le système pour satisfaire aux exigences du cahier des charges. La troisième partie est consacrée à la transformation du système en un système de mesure de distances absolues par l’utilisation de l’interférométrie à deux longueurs d’onde. Nous proposons un nouveau concept de source laser qui utilise un peigne de fréquences optiques comme référence de fréquence. Cette source permet de générer un choix sans précédent de longueurs d’onde synthétiques avec une précision relative dans le vide meilleure que 10−11. Nous validons le concept sur un prototype et montrons qu’il peut être utilisé en interférométrie à deux longueurs d’onde pour résoudre une longueur d’onde optique
The forthcoming instrument of the Very Large Telescope Interferometer (VLTI), called Phase-Referenced Imaging and Micro-arcsecond Astrometry facility (PRIMA), uses a laser metrology system to monitor the variations of internal path lengths. This dissertation addresses the development, integration and test of frequency stabilized laser sources for the PRIMA Metrology system (PRIMET). In the first part, we present in the context of PRIMA and the VLTI the specifications of PRIMET. We recall the basics of single-wavelength laser interferometry and introduce the problems raised by its application to PRIMET. We present the need for the absolute frequency stabilization of PRIMET laser and the interest for an upgrade of PRIMET towards absolute distance measurements. In the second part, we present our contribution to the absolute frequency stabilization of PRIMET Nd:YAG laser on a transition of iodine. We characterize the system and measure precisely its performance with a self-referenced optical frequency comb. We improve the system to reach the specifications in terms of accuracy and stability of the locking frequency. The third part addresses the upgrade of PRIMET towards absolute distance measurements by the use of two-wavelength interferometry. We propose a new concept of two-wavelength laser source frequency stabilized on an optical frequency comb. This permits the generation of an unprecedented large choice of synthetic wavelength with a relative accuracy better than 10−11 in vacuum. We validate the concept on a prototype and shows that it can be used to resolve an optical wavelength. Finally, we propose to apply this concept to the upgrade of PRIMET

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Perez, Filipe. "Control of AC/DC Microgrids with Renewables in the Context of Smart Grids : Including Ancillary Services and Electric Mobility". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG011.

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Abstract (sommario):

Les Microgrids sont une excellente solution aux problèmes actuels soulevés par la croissance constante de la demande de charge et la forte pénétration des sources d’énergie renouvelables, qui se traduisent par une modernisation du réseau grâce au concept de “Smart-Grids”. L’impact des sources d’énergie distribuées basées sur l’électronique de puissance est une préoccupation importante pour les systèmes d’alimentation, où la régulation naturelle de la fréquence du système est entravée en raison de la réduction de l’inertie. Dans ce contexte, les réseaux à courant continu (CC) sont considérés comme une solution pertinente, car la nature CC des appareils électroniques de puissance apporte des avantages technologiques et économiques par rapport au courant alternatif (CA). La thèse propose la conception et le contrôle d’une Microgrid hybride AC/DC pour intégrer différentes sources renouvelables, y compris la récupération d’énergie solaire et de freinage des trains, aux systèmes de stockage d’énergie sous forme de batteries et de supercondensateurs et à des charges telles que les véhicules électriques ou d’autres réseaux (AC ou DC), pour un fonctionnement et une stabilité fiables. La stabilisation des tensions des bus du Microgrid et la fourniture de services systèmes sont assurées par la stratégie de contrôle proposée, où une étude de stabilité rigoureuse est réalisée. Un contrôleur non linéaire distribué de bas niveau, basé sur une approche “Systemof- Systems”, est développé pour un fonctionnement correct de l’ensemble du Microgrid. Un supercondensateur est appliqué pour faire face aux transitoires, équilibrant le bus CC du Microgrid et absorbant l’énergie injectée par des sources d’énergie intermittentes et possiblement très fortes comme celle provenant du freinage régénératif de trains ou metros, tandis que la batterie réalise le flux de puissance à long terme. Un contrôle de linéarisation par bouclage dynamique basé sur une analyse par perturbation singulière est développé pour les supercondensateurs et les trains. Des fonctions de Lyapunov sont construites en tenant compte des dispositifs interconnectés au Microgrid pour assurer la stabilité de l’ensemble du système. Les simulations mettent en évidence les performances du contrôle proposé avec des tests de robustesse paramétriques et une comparaison avec le contrôleur linéaire traditionnel. L’approche VSM (Virtual Synchronous Machine) est implémentée dans le Microgrid pour le partage de puissance et l’amélioration de la stabilité de fréquence. Une inertie virtuelle adaptative est proposée, puis la constante d’inertie devient une variable d’état du système qui peut être conçue pour améliorer la stabilité de fréquence et le support inertiel, où l’analyse de stabilité est effectuée. Par conséquent, le VSM est la connexion de liaison entre les côtés DC et AC du Microgrid, où la puissance disponible dans le réseau DC est utilisée pour les services système dans les Microgrids AC. Les résultats de la simulation montrent l’efficacité de l’inertie adaptative proposée, où une comparaison avec la solution de statisme et le contrôle standard est effectuée
Microgrids are a very good solution for current problems raised by the constant growth of load demand and high penetration of renewable energy sources, that results in grid modernization through “Smart-Grids” concept. The impact of distributed energy sources based on power electronics is an important concern for power systems, where natural frequency regulation for the system is hindered because of inertia reduction. In this context, Direct Current (DC) grids are considered a relevant solution, since the DC nature of power electronic devices bring technological and economical advantages compared to Alternative Current (AC). The thesis proposes the design and control of a hybrid AC/DC Microgrid to integrate different renewable sources, including solar power and braking energy recovery from trains, to energy storage systems as batteries and supercapacitors and to loads like electric vehicles or another grids (either AC or DC), for reliable operation and stability. The stabilization of the Microgrid buses’ voltages and the provision of ancillary services is assured by the proposed control strategy, where a rigorous stability study is made. A low-level distributed nonlinear controller, based on “System-of-Systems” approach is developed for proper operation of the whole Microgrid. A supercapacitor is applied to deal with transients, balancing the DC bus of the Microgrid and absorbing the energy injected by intermittent and possibly strong energy sources as energy recovery from the braking of trains and subways, while the battery realizes the power flow in long term. Dynamical feedback control based on singular perturbation analysis is developed for supercapacitor and train. A Lyapunov function is built considering the interconnected devices of the Microgrid to ensure the stability of the whole system. Simulations highlight the performance of the proposed control with parametric robustness tests and a comparison with traditional linear controller. The Virtual Synchronous Machine (VSM) approach is implemented in the Microgrid for power sharing and frequency stability improvement. An adaptive virtual inertia is proposed, then the inertia constant becomes a system’s state variable that can be designed to improve frequency stability and inertial support, where stability analysis is carried out. Therefore, the VSM is the link between DC and AC side of the Microgrid, regarding the available power in DC grid, applied for ancillary services in the AC Microgrid. Simulation results show the effectiveness of the proposed adaptive inertia, where a comparison with droop and standard control techniques is conducted

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Kozlova, Olga. "Caractérisation d'une horloge à piégeage cohérent de population dans une vapeur thermique de césium. Principaux effets pouvant affecter la stabilité de fréquence à moyen-long terme". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669784.

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Abstract (sommario):

L'objet de ce manuscrit est la caractérisation d'une horloge à piégeage cohérent de population dans une vapeur thermique d'atomes de césium contenue dans une cellule avec gaz tampon et l'étude des principaux effets pouvant affecter la stabilité de fréquence à moyen-long terme. La particularité de l'horloge à piégeage cohérent de population développée est la combinaison de deux techniques originales : utilisation d'un schéma d'excitation en double-Λ et interrogation pulsée. Cela nous permet d'obtenir un signal étroit, une grande amplitude et des déplacements de fréquence liés à l'intensité laser réduits. La stabilité de fréquence à moyen-long terme des horloges à cellule est généralement limitée par les déplacements induits par les collisions avec le gaz tampon et par des effets liés à l'intensité laser. Une partie importante de ce travail est consacrée à l'étude des déplacements collisionnels en présence de gaz tampon - Ne, N2 et Ar, et à leur dépendance thermique. Les valeurs des coeffcients de la dépendance thermique, mal connues ou inconnues jusqu'à présent, ont été établies, cela nous a permis de réaliser une cellule optimale contenant un mélange de gaz tampon ayant une sensibilité thermique nulle autour de température de fonctionnement. Suite à l'étude de l'amplitude du signal et des temps de relaxation, les valeurs optimales des paramètres de fonctionnement en horloge (séquence d'interrogation, champ magnétique, la température de la cellule, pression du mélange, etc.) ont été déterminées pour cette cellule. L'étude des effets liés à l'intensité laser a permis de déterminer les paramètres sensibles (rapport de intensités laser, température) et de mettre en place des stabilisations nécessaires pour les réduire. Finalement, la stabilité de fréquence à moyen-long terme a été améliorée d'un facteur 40 pour attendre 2.5 *10-14 à 1 heure en valeur relative.

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Kelada, Fadi Sameh Aziz. "Étude des dynamiques et de la stabilité des réseaux électriques faible inertie avec une forte pénétration de ressources renouvelables". Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT065.

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Abstract (sommario):

Les systèmes électriques évoluent de manière significative en raison de facteurs économiques, géopolitiques et environnementaux, notamment l'intégration croissante de sources d'énergie renouvelable (RES) interfacées par des convertisseurs électroniques de puissance, connus sous le nom de ressources basées sur des onduleurs (IBR). Ce passage de systèmes dominés par des machines synchrones (SM) à des systèmes dominés par des IBR introduit des défis tels que la réduction de l'inertie, l'intermittence et les problèmes de stabilité. Les techniques traditionnelles d'analyse et de modélisation de la stabilité, qui supposent des dynamiques plus lentes inhérentes aux SM, sont inadéquates pour les dynamiques rapides des IBR. La dominance émergente des IBR nécessite le développement de modèles détaillés de transitoires électromagnétiques (EMT), qui sont intensifs en calcul mais essentiels pour capturer les dynamiques rapides des systèmes électriques modernes. Les cadres de classification de la stabilité existants, historiquement basés sur des systèmes dominés par les SM, sont en cours de révision pour incorporer les influences des IBR, introduisant de nouvelles catégories de stabilité comme la stabilité pilotée par convertisseur (CDS). Ce travail explore de nouvelles perspectives sur les interactions entre les SM, les dynamiques des unités IBR et les dynamiques des réseaux, qui ont été négligées dans la littérature. Il fournit un cadre complet qui est open-source et adaptable pour des topologies de systèmes électriques génériques, permettant des résultats et des analyses évolutifs. De plus, le cadre proposé est utilisé pour déterminer les allocations optimales d'inertie virtuelle et d'amortissement dans les systèmes électriques à faible inertie afin d'améliorer les métriques de stabilité de la fréquence
Power systems are evolving significantly due to economic, geopolitical, and environmental factors, notably the increasing integration of Renewable Energy Sources (RES) interfaced through power electronic converters, known as Inverter-Based Resources (IBR). This shift from synchronous machine (SM)-dominated systems to IBR-dominated systems introduces challenges such as reduced inertia, intermittency, and stability issues. Traditional stability analysis and modeling techniques, which assume slower dynamics inherent in SMs, are inadequate for the fast dynamics of IBRs. The emerging dominance of IBRs necessitates the development of detailed Electromagnetic Transient (EMT) models, which are computationally intensive but essential for capturing the fast dynamics of modern power systems. Existing stability classification frameworks, historically based on SM-dominated systems, are being revised to incorporate IBR influences, introducing new stability categories like Converter-Driven Stability (CDS). This work investigates novel insights into the interactions between SMs, IBR unit dynamics, and network dynamics that have been overlooked in the literature. It provides a comprehensive framework that is open-source and adaptable for generic power system topologies, allowing for scalable results and analyses. Furthermore, the proposed framework is utilized to determine optimal allocations of virtual inertia and damping in low inertia power systems to enhance frequency stability metrics

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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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Abstract (sommario):

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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Olivier, Jean-Christophe. "Modélisation et conception d'un modulateur auto-oscillant adapté à l'émulation d'organes de puissance". Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2108.

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Abstract (sommario):

Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l'optimisation de la structure et de la commande de systèmes d'émulation de puissance, appelés Charges Actives. Afin de présenter de très bonnes performances dynamiques ainsi qu'une très grande robustesse, ces Charges Actives utilisent des modulateurs et régulateurs de courant (MRC) et de tension (MRT). Ces procédés font partie de la classe des régulateurs auto-oscillants et sont donc par nature fortement non-linéaires. Aussi, pour que leur application à la Charge Active soit optimale, le premier point abordé dans ce mémoire traite de la modélisation de ces régulateurs et de l'identification des différents problèmes éventuels, inhérents à leurs non-linéarités. Il est alors apparu que des phénomènes de synchronisation et d'instabilité de la fréquence de commutation peuvent survenir si certaines conditions ne sont pas respectées. Le second point abordé est la généralisation de ces procédés de modulation à des systèmes quelconques, basée sur une méthode de synthèse en mode de glissement. De cette étude, une nouvelle structure de modulation et de régulation de tension est proposée, permettant de répondre plus efficacement aux problématiques posées par la Charge Active. Les résultats expérimentaux obtenus sur un prototype de Charge Active montrent les très grandes performances de ce nouveau procédé, contribuant ainsi à l'amélioration de la qualité et de la précision des anciennes et nouvelles générations de Charges Actives
The work presented in this thesis talk about the optimization of the structure and the control of power emulating systems, called Actives Loads. In order to display very good dynamic performances as well as a very great robustness, these Active Loads use a Resonant Current Controller (RCC) and a Resonant Voltage Controller (RVC). These processes are self-oscillating regulators and are thus by nature strongly non-linear. Also, for an optimal application of these proceses to the Active Loads, the first point presented in this thesis is the modelization of these regulators and the identification of the possible problems, due to their non-linearities. It is then appeared that synchronization phenomena and switching frequency instability can appear if some conditions are not well respected. The second point of this work is the generalization of these modulation processes to any systems, based on a sliding mode control. So, a new structure of Resonant Voltage Controller is proposed, more efficient for the Active Load applications. The experimental results obtained on an experimental prototype show the very great performances of this new process, thus contributing to the improvement of the quality and the precision of old and new generations of Active Loads

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Issa, Ibtissam. "Some results on the stabilization of elastic/viscoelastic transmission problems with Kelvin-Voigt or fractional Kelvin-Voigt damping". Thesis, Aix-Marseille, 2021. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/211207_ISSA_690cu840ucxbzr880kpmyt859oe_TH.pdf.

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Abstract (sommario):

Cette thèse est consacrée à l'étude de la stabilisation de certains systèmes localement couplés. Tout d'abord, nous étudions la stabilité d'équations d'onde couplées unidimensionnelles avec deux amortissements visqueux intérieurs non lisses où nous établissons une stabilité exponentielle. Dans un second temps, nous étudions la stabilisation d'équations d'onde localement couplées avec un seul amortissement viscoélastique interne de type Kelvin-Voigt. L'amortissement et les coefficients de couplage ne sont pas lisses. En utilisant une approche spectrale, nous démontrons la stabilité non uniforme du système. Ensuite, en utilisant une approche dans le domaine fréquentiel, combinée à une technique de multiplicateur par morceaux et à la construction d'un nouveau multiplicateur satisfaisant quelques équations différentielles ordinaires, nous montrons que l'énergie de la solution lisse du système décroît polynomiale. Troisièmement, nous étudions la décroissance énergétique de systèmes hyperboliques de type onde-onde, onde-Euler Bernoulli et faisceau-faisceau. En effet, les deux équations sont couplées par liaison limite avec un seul amortissement fractionnaire Kelvin Voigt localisé non lisse. Nous établissons un taux de décroissance d'énergie polynomial. Enfin, nous étudions la stabilité d'un système multidimensionnel de deux équations d'onde couplées par des vitesses avec un seul amortissement Kelvin-Voigt localisé non lisse. En utilisant une analyse spectrale, nous prouvons la stabilité non uniforme du système. Nous établissons des résultats de stabilité polynomiale en considérant différentes conditions géométriques sur les domaines de couplage et d'amortissement
This thesis is devoted to study the stabilization of some locally coupled systems. First, we study the stability of a one-dimensional coupled wave equations with two interior non smooth viscous dampings where we establish exponential stability. Second, we study the stabilization of a locally coupled wave equations with only one internal viscoelastic damping of Kelvin-Voigt type. Both the damping and the coupling coefficients are non smooth. Using a spectrum approach, we prove the non-uniform stability of the system. Next, using a frequency domain approach, combined with a piecewise multiplier technique and the construction of a new multiplier satisfying some ordinary differential equations, we show that the energy of the smooth solution of the system decays polynomially. Third, we investigate the energy decay of hyperbolic systems of wave-wave, wave-Euler Bernoulli beam and beam-beam types. Indeed, the two equations are coupled through boundary connection with only one localized non smooth fractional Kelvin Voigt damping. We establish a polynomial energy decay rate. Finally, we study the stability of a multidimensional system of two wave equations coupled by velocities with only one localized non-smooth Kelvin-Voigt damping. By using a spectral analysis, we prove the non uniform stability of the system. Further, using a frequency domain approach combined with a multiplier technique, we establish some polynomial stability results by considering different geometric conditions on the coupling and the damping domains. In addition, in the absence of any geometric condition, we establish two polynomial energy decay rates of the system on a square domain

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Meyer, François. "Comparaison d'horloges atomiques distantes par les satellites de télévision directe TDF2 et Télécom 2 A". Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESA2030.

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Abstract (sommario):

Entre 1990 et 1994, deux expériences de transfert de temps ont été menées avec les satellites de télévision directe TDF2 et Télécom-2A, entre 41aboratoires : le L. P. T. F. (Paris), le C. N. E. S. (Toulouse), l'O. C. A. (Grasse) et l'Observatoire de Besançon. Le principe de l'utilisation passive des signaux de télévision transmis par les satellites géostationnaires à des fins de transfert de temps (comparaîson des écarts de temps d'horloges atomiques distantes) est exposé, ainsi que la configuration matérielle dans laquelles les deux expériences ont été effectuées. Les principales sources d'incertitude sur ces transferts de temps sont dues à l'incertitude sur la position du satellite, aux perturbations de la propagation des signaux, et aux délais internes de chaque station. Tous ces phénomènes sont analysées et leur influence sur l'exactitude des résultats est chiffrée. L'influence du mouvement du satellite est ensuite étudiée en détail, et trois méthodes sont proposées pour en réduire les effets : la première est une méthode différentielle qui exploite certaines propriétés de l'orbite géostationnaire ; la deuxième méthode est basée sur une détermination explicite de la position du satellite effectuée préalablement au transfert de temps proprement dit. La troisième méthode met en oeuvre un filtrage numérique (filtre de Kalman) des données acquises entre les quatre stations de l'expérience, dans le but de restituer l'orbite du satellite. Dans les configurations les plus favorables des stations utilisées, l'exactitude des transferts de temps effectués peut une dizaine de nanosecondes, et des instabilités de fréquence peuvent être mesurées au niveau de 10 [puissance] -13 après moins de 24 heures d'intégration, et de 10 [puissance] -14 après moins de 10 jours
Between 1990 and 1994, two time transfer experiments have been set up wilh direct TV satellites TDF2 ànd Telecom-2A, implying four laboratories : the L. P. T. F. In Paris, the C. N. E. S. In Toulouse, the O. C. A. In Grasse and the Observatory of Besançon. The principle of time transfer (time comparison or remote atomic clocks, by passive use of television signals broadcasted by geostationary satellites is described together with the experimental setup that was used. The main sources of uncertainty on the time transfer are the uncertainty on the satellite position, perturbation of the signal propagation. And internal delays. All these phenomena are studied and their influence on the accuracy of the results is evaluated. Influence of the satellite motion is studied in detail, and three methodes are proposed to lessen its influence : the first one takes advantage of some properties of the geostationary orbit ; the second method is based on an explicit detemination of the satellite position carried out before the time transfer itself. The third method is a numeric (Kalman) filter using data from 4 stations in order to perform orbit restitution. Ln most favorable configurations, accuracy of time transfer can reach about 10 ns, and frequency instabilities lower han 10 [to the minus] 13 can be measured after an averaging tune of one day, or lower than 10 [to the minus] 14 after less than 10 days

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Fosas, De Pando Miguel Ángel. "Génération d'ondes acoustiques à fréquences discrètes autour d'un profil d'aile : analyse de stabilité globale". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00816987.

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Abstract (sommario):

La génération de fréquences discrètes dans l'écoulement autour d'un profil d'aile est étudiée dans cette thèse au moyen de simulations numériques non-linéaires et d'études de stabilité globale. À cette fin, un code numérique mettant en œuvre une nouvelle technique pour accéder à la dynamique linéaire, directe et adjointe, a d'abord été développé et ensuite appliqué à l'écoulement autour d'un profil. Les simulations non-linéaires confirment l'apparition de fréquences discrètes dans le spectre sonore, et pour le cas considéré, l'analyse de stabilité globale de la dynamique linéaire de l'écoulement moyen montre que celle-ci est stable. Cependant, la réponse de l'écoulement à des perturbations incidentes révèle de fortes croissances transitoires amenant à l'établissement de cycles de rétroaction aéroacoustique. Ces cycles comprennent la croissance des instabilités hydrodynamiques dans les couches limites sur l'intrados et l'extrados ainsi que leurs interactions avec les radiations acoustiques du bord de fuite. Les processus associés à l'apparition des fréquences discrètes dans le spectre sonore ainsi que les cycles de rétroaction sont ensuite mis en relation avec les modes globaux les moins stables: d'un coté, la structure spatiale des modes directs montre la croissance des instabilités hydrodynamiques sur l'extrados et la zone du sillage proche du bord de fuite; d'un autre coté, les modes adjoints associés présentent l'intrados comme la zone la plus réceptive à des perturbations externes. Finalement, l'analyse de la région dite du wavemaker indique, en accord avec les expériences, le rôle fondamental de la couche limite sur l'intrados.

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Coget, Grégoire. "Horloge atomique Cs à piégeage cohérent de population avec protocole d’interrogation Auto-Balanced Ramsey". Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCD064/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse reporte une horloge atomique à cellule de césium de haute-performance basée sur le phénomène de piégeage cohérent de population (CPT). Cette horloge associe une diode laser DFB (à 895 nm, raie D1 du Cs), un modulateur électro-optique fibré, un modulateur acousto-optique, un système Michelson, une électronique bas bruit contrôlée par une carte FPGA et une cellule à vapeur de césium contenant un mélange de gaz tampon azote-argon. L’horloge exploite un schéma de pompage CPT optimisé nommé push-pull optical pumping (PPOP) permettant la détection de résonances CPT à fort contraste.L’horloge repose sur l’exploitation d’un nouveau protocole d’interrogation pulsé nommé Auto-Balanced Ramsey (ABR). Ce dernier repose sur l’utilisation de deux séquences Ramsey avec des temps noirs de durées différentes. Ce dernier repose sur l’utilisation de deux séquences Ramsey avec des temps noirs de durées différentes. La mise en place de ce protocole ABR-CPT, amélioré par la suite avec symétrisation (SABR-CPT), conduit à une réduction drastique des effets de déplacement lumineux, avec en particulier une diminution de la sensibilité de la fréquence d’horloge aux variations de puissance laser par un facteur 80 comparativement à une interrogation Ramsey-CPT conventionnelle. Cette horloge CPT démontre à ce jour une stabilité relative de fréquence de 2 10-13 τ -1/2, atteignant le niveau record (pour ce type d’horloge) de 2,5 10-15 à 10 000 s. Des travaux annexes de spectroscopie laser en microcellules à vapeur de césium sont aussi reportés dans ce manuscrit. On notera en particulier la démonstration d’un laser stabilisé par spectroscopie sub-Doppler bi-fréquence dans une microcellule Cs avec une stabilité de fréquence préliminaire meilleure que 2 10-12 à 1 s. Ces performances sont 10 fois meilleures que celles de micro-horloges atomiques micro-ondes CPT
This thesis reports a high-performance Cs vapor cell atomic based on coherent population trapping (CPT). This clock combines a DFB diode laser (895 nm, Cs D1 line), a fibred electro-optical modulator, an acousto-optical modulator, a Michelson system, FPGA-based low noise electronics and a N2-Ar buffer gas filled Cs vapor cell. The clock is based on an optimized CPT pumping scheme, named push-pull optical pumping (PPOP), allowing the detection of high-contrast CPT resonances.The clock uses a novel pulsed interrogation protocol named Auto-Balanced Ramsey (ABR). This method is based on the extraction of two error signals derived from two successive Ramsey sequences with different dark periods. The ABR-CPT protocol, improved further with symmetrization (SABR-CPT), allows a drastic reduction of light-shifts effects, yielding in particular to reduce the sensitivity of the clock frequency to laser power variations by a factor 80, in comparison with a standard Ramsey-CPT interrogation. This clock CPT demonstrates a fractional frequency stability of 2 10-13 τ -1/2, reaching the record level (for this kind of clock) of 2.5 10-15 at 10 000 s. Annex laser spectroscopy studies in Cs microfabricated cells were performed in this thesis. We shall note the preliminary demonstration of a laser frequency-stabilized using dual-frequency sub-Doppler spectroscopy in a Cs microcell, exhibiting a fractional frequency stability better than 2 10-12 at 1 s. These performances are 10 times better than those of microwave CPT-based chip-scale atomic clocks

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Abdel, Hafiz Moustafa. "Development and metrological characterization of a high-performance Cs cell atomic clock based on coherent population trapping". Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCD035/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse, effectué dans le cadre du projet européen MClocks (http://www.inrim.it/mclocks), reporte le développement et la caractérisation métrologique d’une horloge atomique à cellule de césium de haute performance basée sur le phénomène de piégeage cohérent de population (CPT). Cette horloge exploite un schéma de pompage CPT optimisé nommé push-pull optical pumping (PPOP), permettant la détection de résonances CPT à fort contraste sur la transition d’horloge 0-0. Une caractérisation détaillée des différents éléments de l’horloge est reportée. L’horloge fut exploitée en mode continu (CW) et en mode impulsionnel de type Ramsey. Dans les deux modes de fonctionnement, l’horloge démontre une stabilité relative de fréquence de l’ordre de 2 10−13 τ−1/2 jusque 100 s d’intégration, principalement limitée par des effets de puissance laser. Cette horloge atomique, parmi les meilleures horloges à cellule développées à travers le monde, pourrait trouver des applications pour les systèmes de télécommunications, d’instrumentation, de défense ou navigation par satellite.Cette thèse reporte aussi une technique originale de stabilisation de fréquence laser par spectroscopie sub-Dopplerbi-fréquence en cellule. La plateforme constituée par l’horloge a été utilisée pour mener des tests de physique plus amont incluant la caractérisation par spectroscopie CPT d’une cellule de césium avec un revêtement anti-relaxant OTS (octadecyltrichlorosilane) ou la caractérisation de microcellules à vapeur de césium avec gaz tampon développées à FEMTO-ST pour des horloges atomiques miniatures
This thesis work, performed in the frame of the MClocks European project (http://www.inrim.it/mclocks), reports the development and metrological characterization of a high-performance Cs vapor cell atomic clock based on coherent population trapping (CPT). The clock uses an optimized CPT pumping scheme, named push-pull optical pumping (PPOP), allowing the detection of high-contrast CPT resonances on the 0-0 magnetic-field insensitive clock transition. A detailed characterization of key components of the clock is reported. The clock was operated in the continuous-wave (CW) regime and in a Ramsey-like pulsed regime. In both regimes, the clock demonstrates a short-term fractional frequency stability at the level of 2 10−13 τ−1/2 up to 100 s averaging time, mainly limited by laser power effects. This CPT clock, ranking among the best microwave vapor cell atomic frequency standards, could find applications in telecommunication, instrumentation, defense or satellite-based navigation systems.This thesis reports also a novel laser frequency stabilization technique using dual-frequency sub-Doppler spectroscopy in a vapor cell. The clock ”platform” has also been used to perform using CPT spectroscopy the characterization of a Cs vapor cell coated with octadecyltrichlorosilane (OTS) or original buffer-gas filled Cs vapor micro-fabricated cells developed in FEMTO-ST for CPT-based miniature atomic clocks

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Thouillez, Thomas. "Anatomie des marchés financiers à haute fréquence : analyse de l'Influence de l'automatisation sur la microstructure des marchés financiers". Thesis, Paris 1, 2020. http://www.theses.fr/2020PA01E049.

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Abstract (sommario):

Cette thèse étudie les principales transformations de la microstructure des marchés financiers depuis la généralisation de l’automatisation des marchés. Aujourd'hui, la modification structurelle des marchés financiers, associée à l'évolution des technologies de l'information, ont entrainé des bouleversements, tant dans les pratiques de marchés, que dans les instruments de mesures de la qualité de marché. Le coût de la liquidité a continué de s’améliorer entre 2010 et 2019, notamment en réduisant les spreads des sociétés moins importantes du SBF 120. En revanche, les spreads effectifs se réduisent nettement moins montrant la faible profondeur du carnet d’ordres aux meilleures limites pour les entreprises les plus petites. Les travaux présentent les mutations des plateformes de négociation et les évolutions technologiques qui ont permis le déploiement du trading haute-fréquence. L’équipe de recherche a développé un outil de réplication des marchés financiers, VirteK. La librairie a permis une simulation répliquant les faits stylisés du flash-crash du 6 mai 2010 illustrant les déséquilibres du carnet d’ordres à l’aide du VPIN
This thesis studies major market microstructure transformations since the automation of financial markets. Today, structural modification of financial markets, associated with the improvement of information and communication technology, lead to important shifts regarding market practices, and market quality measures. Liquidity costs continued to improve between 2010 and 2019, reducing quoted spread especially for SBF 120 small capitalizations. However, effective spreads decreased significantly less than quoted spreads for those small cap proving the weak resilience of the order book on the best limits. This work presents execution venues transformation and technological evolutions to implement high-frequency trading. The research team built a financial market replicating library called VirteK. This library helped to recover stylized facts from the May 6, 2010 flash-crash illustrating limit order book imbalances with the VPIN measure

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Duchiron, Guillaume. "Analyse et conception de résonateurs saphir à modes de galerie pour des applications de métrologie et de filtrage microondes". Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0049.

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Abstract (sommario):

Ce mémoire est dédié à l'analyse et la conception de résonateurs saphir à modes de galerie. Ces études concernent deux applications différentes. La première application s'inscrit dans le cadre du programme d'horloge atomique PHARAO. Cette horloge nécessite aujourd'hui la mise au point d'une source d'interrogation à 9,2 GHz présentant des performances de bruit de phase et de stabilité de fréquence exceptionnelles. Les divers résultats publiés à ce jour montrent que de telles performances pourraient être obtenues directement avec des oscillateurs utilisant des résonateurs saphir à modes de galerie caractérisés par des coefficients de qualité à vide largement supérieurs à la normale. Cependant, ces résonateurs présentent quelques inconvénients parmi lesquels une forte densité de modes parasites autour du mode référence et une grande sensibilité à la température de la fréquence de résonance. Ces deux inconvénients majeurs nous ont donc amené à développer de nouvelles topologies de résonateurs saphir à mode de galerie. Dans un premier temps, afin de supprimer les modes parasites, nous avons mis au point une technique de sélection modale qui consiste à insérer des vis métalliques dans la structure. Cette technique, qui fonctionne bien à température ambiante, présente quelques limites à T=77K. En effet, à cette température, le facteur de qualité du résonateur est détérioré par les pertes ohmiques engendrées par les vis d'une part, et par le blindage d'autre part. Aussi, afin de contourner cette limitation, nous avons inséré dans le résonateur cryogénique des films supraconducteurs HTc
This thesis is devoted to the study of whispering gallery mode sapphire resonators and to the optimisation of their performances for two distinct applications. The first application is a metrological application for atomic clock PHARAO project. The second topic presented is the realisation of microwave ilters for industrial space applications

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Pecheux, Romain. "Optimisation de la technologie GaN pour l’amplification de puissance en bande Ku spécifique aux applications senseurs aéroportés". Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I034.

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Abstract (sommario):

Du fait des propriétés exceptionnelles du Nitrure de Gallium (GaN), les transistors HEMTs à base de GaN sont des candidats prometteurs pour les applications de puissance fonctionnant en gamme d’onde millimétrique. Cette technologie émergente est particulièrement attractive pour les senseurs aéroportés développés par Thales et pourrait, à terme, remplacer les amplificateurs à tube employés jusque-là. Cependant, des problèmes inhérents à cette filière de composants subsistent, requérant l’optimisation de cette technologie notamment dans le cadre de la réduction des dimensions des transistors pour la montée en fréquence. Outre les performances RF en puissance, la stabilité impulsion à impulsion (P2P) est une figure de mérite clé des senseurs aéroportés. La détection et la précision des paramètres d’une cible dépendent de cette stabilité. Mes travaux de thèse consistaient à développer un banc de mesure fonctionnant en bande Ku et permettant d’extraire sous pointe la stabilité impulsion à impulsion de transistors GaN. En lien avec ce banc, une procédure de mesures transitoires en puissance et en courant a également été mise en place. J’ai pu étudier, dans le contexte des senseurs aéroportés, trois filières de composants industrielles provenant de la compagnie UMS incluant la filière qualifiée dénommée GH25 (grille de 250nm), la filière GH15 (grille de 150nm) en cours de qualification et la filière GH10 (grille de 100nm) en cours de développement. La technologie GaN 100nm étant encore en phase exploratoire au niveau mondial, nous avons également étudié de nouvelles structures dans le but d’améliorer les performances de ces composants de manière fiable tout en limitant les effets de pièges. J’ai ainsi pu montrer que l’hétérostructure AlN/GaN, avec une architecture d’épitaxie bien choisie, permet d’obtenir des transistors à grilles courtes fonctionnant à des tensions de drain élevées (30V) et délivrant de fortes densités de puissance (> 4W/mm) associées à de hauts rendements (PAE> 50%) à 40GHz
Owing to the outstanding properties of Gallium Nitride (GaN), GaN-based HEMTs are promising candidates for power applications operating in the millimetre-wave range. This emerging technology is particularly attractive for the airborne sensors developed by Thales and could eventually replace the travelling-wave tube amplifiers that are currently used. However, there are still issues inherent to this technology, requiring optimisations particularly in the frame of the reduction of the device dimensions targeting higher frequency of operation. In addition to RF power performances, pulse-to-pulse stability (P2P) is a key figure of merit for airborne sensors. The detection and accuracy of parameters from a target depend on this stability. My thesis focused on the development a test bench operating in Ku-band and allowing to extract the pulse-to-pulse stability of GaN transistors directly on-wafer. Linked to this bench, a procedure for power and current transient measurements was also implemented. In the context of airborne sensors, I have studied three types of industrial devices from UMS including the qualified transistors so-called GH25 (gate length of 250nm), the GH15 (gate length of 150nm), which under a final phase of qualification and the GH10 (gate length of 100nm), which is under development. As the 100nm GaN technology is still in an exploratory phase worldwide, we have also studied new structures with the aim of improving the performance of these devices in a reliable way while limiting the trapping effects. I have thus been able to show that the AlN/GaN heterostructure, with a well-chosen epi-design, allows to obtain short transistors operating at high drain voltages (30V) and delivering high power densities (> 4W/mm) associated with high efficiencies (PAE> 50%) at 40GHz

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Hoffmann, Charles. "Synchronisation des rythmes locomoteur et respiratoire : influence de stimulations sensorielles et intérêt pour la performance". Thesis, Montpellier 1, 2014. http://www.theses.fr/2014MON14003/document.

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Abstract (sommario):

L'observation d'une synchronisation entre les systèmes locomoteur et respiratoire soulève de nombreuses questions concernant son utilité fonctionnelle pour l'organisme et les contraintes susceptibles de moduler son apparition. A l'heure actuelle, des contradictions subsistent dans les réponses apportées à ces interrogations, notamment en raison de la multiplicité des méthodes employées pour l'étude de ce phénomène. La théorie des oscillateurs couplés, et plus particulièrement le modèle de la sine circle map, nous permet de rendre compte de façon précise des relations de couplage entre les systèmes locomoteur et respiratoire. Les objectifs de ce travail de thèse sont de renforcer la validité de l'utilisation de ce modèle pour l'étude du couplage locomotion-respiration (CLR), d'examiner le lien entre le CLR et la performance sportive, ainsi qu'identifier les contraintes influençant les relations de couplage entre ces deux systèmes. Dans des tâches de pédalage ou de course à pied, les participants avaient pour consigne ou non de synchroniser leur locomotion ou leur respiration avec une stimulation auditive dont le tempo correspondait à leurs fréquences préférentielles (locomotrice ou respiratoire). Nos résultats montrent l'efficacité du rythme auditif pour induire une stabilisation du CLR, indépendamment de la consigne donnée aux participants et du système rythmé. Ces résultats révèlent une bidirectionnalité dans le couplage entre les systèmes locomoteur et respiratoire. De plus, nous mettons en évidence une forte corrélation entre le gain de stabilité entre les deux systèmes et le gain de consommation d'oxygène (i.e., diminution). Par conséquent, la stabilité du CLR est un facteur important à prendre en compte pour la performance sportive. Nous rapportons également une déstabilisation du CLR lors de l'éloignement d'un des deux systèmes de sa fréquence préférentielle. Ce résultat suggère l'adoption spontanée par les individus d'une synchronisation optimale entre les deux systèmes. Ainsi, il semble primordial de présenter une stimulation adaptée à chacun et adaptable aux changements de fréquences locomotrice ou respiratoire imposés par les contraintes de la tâche. Pris ensemble, nos résultats permettent une meilleure compréhension de l'évolution du CLR face aux contraintes qui lui sont imposées (e.g., fréquences locomotrice ou respiratoire, rythme auditif, modalité d'exercice) et mettent en évidence l'influence positive de sa stabilité sur la performance sportive. Nous rapportons également l'efficacité d'une stimulation visuelle pour apprendre à mieux gérer les ressources énergétiques au cours de l'effort. Ainsi, ce travail ouvre des perspectives de travaux sur l'utilisation d'une stimulation auditive ou visuelle, simple (e.g., métronome) ou complexe (e.g., musique, avatar), dans le cadre de l'entraînement et de l'amélioration de la performance sportive
The natural synchronization between locomotor and respiratory systems raises many questions regarding its functional utility for the organism, as well as constraints that may modulate its appearance. Currently, contradictions remain in answers provided to these issues, especially because of the multiple methods used to study this phenomenon. The theory of coupled oscillators, and more specifically the sine circle map model, allows to accurately assess the coupling between locomotor and respiratory systems. This work aims at strengthening the validity of the use of this model for the study of locomotor-respiratory coupling (LRC), examining the relationship between LRC and sport performance, as well as identifying the constraints influencing the coupling between both systems. In pedalling or running tasks, participants were instructed or not to synchronize their locomotion or their breathing with an auditory rhythm which tempo matched their preferred frequencies (locomotor or respiratory). Our results show the effectiveness of auditory rhythm to induce stabilization of LRC, regardless of the instructions given to participants and the system paced. These results reflect a bidirectionality in the coupling between the locomotor and respiratory systems. Furthermore, we show a strong correlation between the increase in stability between the two systems and the gain in oxygen consumption (i.e., decrease). Therefore, the stability of LRC is an important factor to consider for sport performance. We also report a destabilization of LRC when one of the two systems is far off its preferred frequency. This result suggests that individuals spontaneously adopt an optimum synchronization between the two systems. Thus, it seems important to use a customized suitable stimulation that could be able to adapt its tempo to changes in locomotor or respiratory frequencies imposed by the constraints of the task. Overall, our results provide a better understanding of the evolution of LRC when confronted to constraints (e.g., locomotor or respiratory frequencies, auditory rhythm, exercise modality) and highlight the positive impact of its stability on sport performance. We also report the effectiveness of a visual stimulation to learn how to better manage energy resources during effort. Thus, this work opens perspectives on the use of auditory or visual stimuli, simple (e.g., metronome) or complex (e.g., music, avatar), for training and performance enhancement

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Aballéa, Ludovic. "Développement d'un spectromètre térahertz par différence de fréquences : application à des molécules d'intérêt atmosphérique". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10020.

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Abstract (sommario):

Cette thèse rapporte le développement d’un nouveau montage expérimental pour la spectroscopie Térahertz basé sur une source de rayonnement réalisant la différence de fréquences, sur un substrat AsGa, de deux lasers émettant vers 820 nm pour générer du rayonnement infrarouge lointain. Ce montage s’inscrit dans le courant d’intérêt récent pour les possibilités du rayonnement Térahertz vues dans un premier chapitre. Le second chapitre s’intéresse à la génération de rayonnement par différence de fréquences sur un élément semi-conducteur et à son utilisation pour la spectroscopie. L’obtention d’une large accordabilité du rayonnement généré de cette manière s’appuie sur un système de modulateurs acoustooptiques en double passage. Le troisième chapitre s’attache à la stabilisation des sources infrarouges par une méthode Pound-Drever-Hall utilisant une cavité de haute finesse pour obtenir un rayonnement Térahertz généré de grande pureté spectrale. Enfin, le spectromètre mis en place a été caractérisé par des mesures du spectre du chlorure de méthyle et utilisé dans une étude exploratoire du paramètre d’élargissement collisionnel de raies de l’eau par N2, O2 et l’air
This thesis reports on the construction of a new experimental set up for Terahertz spectroscopy based on the generation of the frequency difference of two near infrared laser diodes at 820nm on a GaAs substrate device. The first chapter describes the renewal of the interest for T-rays. The second chapter treats the FIR generation by frequency difference on the GaAs semiconductor device and its uses for spectroscopy. The broad tunability of this Far Infrared radiation obtained by double-pass acousto-optic modulators setup is also seen. The third chapter discusses about stabilisation of infrared sources by the Pound-Drever-Hall method using a high finesse cavity to generate a high spectral purity of the FIR emission. Finally, the spectrometer is characterised by measurements of the rotationnal spectrum of methyl-chloride and used in a primary study of the broadening parameter of water lines by N2, O2 and air

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Aballéa, Ludovic. "Développement d'un spectromètre térahertz par différence de fréquences : application à des molécules d'intérêt atmosphérique". Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10020/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse rapporte le développement d’un nouveau montage expérimental pour la spectroscopie Térahertz basé sur une source de rayonnement réalisant la différence de fréquences, sur un substrat AsGa, de deux lasers émettant vers 820 nm pour générer du rayonnement infrarouge lointain. Ce montage s’inscrit dans le courant d’intérêt récent pour les possibilités du rayonnement Térahertz vues dans un premier chapitre. Le second chapitre s’intéresse à la génération de rayonnement par différence de fréquences sur un élément semi-conducteur et à son utilisation pour la spectroscopie. L’obtention d’une large accordabilité du rayonnement généré de cette manière s’appuie sur un système de modulateurs acoustooptiques en double passage. Le troisième chapitre s’attache à la stabilisation des sources infrarouges par une méthode Pound-Drever-Hall utilisant une cavité de haute finesse pour obtenir un rayonnement Térahertz généré de grande pureté spectrale. Enfin, le spectromètre mis en place a été caractérisé par des mesures du spectre du chlorure de méthyle et utilisé dans une étude exploratoire du paramètre d’élargissement collisionnel de raies de l’eau par N2, O2 et l’air
This thesis reports on the construction of a new experimental set up for Terahertz spectroscopy based on the generation of the frequency difference of two near infrared laser diodes at 820nm on a GaAs substrate device. The first chapter describes the renewal of the interest for T-rays. The second chapter treats the FIR generation by frequency difference on the GaAs semiconductor device and its uses for spectroscopy. The broad tunability of this Far Infrared radiation obtained by double-pass acousto-optic modulators setup is also seen. The third chapter discusses about stabilisation of infrared sources by the Pound-Drever-Hall method using a high finesse cavity to generate a high spectral purity of the FIR emission. Finally, the spectrometer is characterised by measurements of the rotationnal spectrum of methyl-chloride and used in a primary study of the broadening parameter of water lines by N2, O2 and air

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Andrieux, Emeline. "Réalisation d'un oscillateur paramétrique optique stabilisé en fréquence et accordable continûment sur 500ghz pour la spectroscopie infrarouge". Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00705965.

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Abstract (sommario):

Nous avons développé un oscillateur paramétrique optique simplement résonant (SRO) basé sur un cristal non linéaire de niobate de lithium dopé 5%-MgO et périodiquement polarisé (ppMgCLN). Il est pompé à 1064 nm par une diode laser en cavité étendue balayable continûment de 1050 à 1070 nm injectant un amplificateur Yb-fibré de puissance 10 W. Il génère une onde idler comprise entre 3 et 4 µm et une onde signal entre 1450 et 1650 nm. La cavité SRO est asservie sur le pic de transmission d'une cavité Fabry-Perot de grande finesse. Nous avons alors pu démontrer un balayage mono-fréquence sans saut de mode de l'onde idler sur 500 GHz. Cette large accordabilité continue pourrait être utilisée pour la spectroscopie haute résolution multi-espèces dans le moyen infrarouge. Par ailleurs, nous avons revisité la théorie ondes planes du SRO, dont les solutions analytiques ont été données pour la première fois en 1969 par Kreuzer sous la forme d'une équation transcendante, en utilisant une méthode perturbative très puissante qui tient compte de la déplétion de la pompe. Nous avons pu ainsi déterminer les relations d'entrée-sortie du SRO sous la forme de relations explicites très simples, montrant que les puissances de sortie sont proportionnelles à la racine cubique de la puissance pompe.

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Andrieux, Emeline. "Réalisation d’un oscillateur paramétrique optique stabilisé en fréquence et accordable continûment sur 500ghz pour la spectroscopie infrarouge". Thesis, Paris, CNAM, 2011. http://www.theses.fr/2011CNAM0796/document.

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Abstract (sommario):

Nous avons développé un oscillateur paramétrique optique simplement résonant (SRO) basé sur un cristal non linéaire de niobate de lithium dopé 5%-MgO et périodiquement polarisé (ppMgCLN). Il est pompé à 1064 nm par une diode laser en cavité étendue balayable continûment de 1050 à 1070 nm injectant un amplificateur Yb-fibré de puissance 10 W. Il génère une onde idler comprise entre 3 et 4 µm et une onde signal entre 1450 et 1650 nm. La cavité SRO est asservie sur le pic de transmission d'une cavité Fabry-Perot de grande finesse. Nous avons alors pu démontrer un balayage mono-fréquence sans saut de mode de l'onde idler sur 500 GHz. Cette large accordabilité continue pourrait être utilisée pour la spectroscopie haute résolution multi-espèces dans le moyen infrarouge. Par ailleurs, nous avons revisité la théorie ondes planes du SRO, dont les solutions analytiques ont été données pour la première fois en 1969 par Kreuzer sous la forme d'une équation transcendante, en utilisant une méthode perturbative très puissante qui tient compte de la déplétion de la pompe. Nous avons pu ainsi déterminer les relations d'entrée-sortie du SRO sous la forme de relations explicites très simples, montrant que les puissances de sortie sont proportionnelles à la racine cubique de la puissance pompe
We developed a singly-resonant optical parametric oscillator (SRO) based on a nonlinear crystal of 5%-ppMgCLN congruent lithium niobate chip and pumped at 1064 nm by an extended cavity diode laser widely tuneable from 1050 to 1070 nm injecting a 10 W Yb-fiber amplifier. It generates an idler wave between 3 and 4 µm and a signal wave between 1450 and 1650 nm. The SRO cavity is stabilized to the top of a Fabry-Perot transmission fringe. We then demonstrated a mode-hop-free idler tuning range of 500 GHz. This broad continuous tunability could be used for multi-species high resolution spectroscopy in the mid-infrared. Moreover, we have revisited the plane waves SRO theory, whose analytical solutions were given for the first time in 1969 by Kreuzer in the form of a transcendental equation, using a very powerful perturbative method which takes into account the depletion of the pump. We were able to determine the input-output relations of SRO in the form of very simple explicit relationships, showing that the output powers are proportional to the cubic root of the pump power

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Tesi sul tema "Stabilité de la fréquence"

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