Bruit thermique et effets de la pression de radiation dans une cavité optique de grande finesse - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Bruit thermique et effets de la pression de radiation dans une cavité optique de grande finesse

Résumé

We study how a cavity with a movable mirror can be used to measure very small displacements The use of a high-finesse optical cavity allows to observe the thermal noise of the mirrors. which is an important limitation to high-sensitivity measurements. The mirror can also move under the influence of the quantum fluctuations of radiation pressure, which leads to a Standard Quantum Limit for a position measurement. We present the results of our experiment in which a laser beam beam is sent into a single-port cavity with the back mirror coated on a mechanical resonator. We observed the Brownian motion of the mirror with a very high sensitivity (2.75 x 10^-19 m/√Hz ). We also studied the possibility of cooling the mirror using the radiation pressure of a second intensity-modulated beam. Close to the mechanical resonance. we apply an additional viscous force without any additional noise (cold damping). We have observed a reduction of the thermal noise, both at the mechanical resonance frequency and at low frequency. A potential application of such a cooling process to gravitational interferometers is discussed.
Nous étudions les possibilités qu'offre une cavité à miroir mobile pour mesurer de très petits déplacements. L'utilisation d'une cavité optique de grande finesse permet d'observer le bruit thermique des miroirs, qui constitue une limitation importante des mesures de très grande sensibilité. Le miroir est également susceptible de se déplacer sous l'effet des fluctuations quantiques de la pression de radiation, ce qui mène à une Limite Quantique Standard dans une mesure de position. Nous présentons les résultats obtenus dans notre expérience, où un faisceau laser est envoyé dans une cavité à une seule entrée-sortie, dont le miroir arrière est déposé sur un résonateur mécanique. Nous avons observé le mouvement Brownien de ce miroir avec une très grande sensibilité (2,75 x 10^-19 m/√Hz). Nous avons également étudié la possibilité de refroidir le miroir à l'aide de la pression de radiation d'un second faisceau modulé en intensité. Au voisinage de la résonance mécanique. on applique une force visqueuse supplémentaire sans bruit additionnel (friction froide). Nous avons observé une réduction du bruit thermique aussi bien à la fréquence de résonance mécanique qu'à basse fréquence. Une application potentielle d'un tel processus de refroidissement aux interféromètres gravitationnels est discutée.
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Dates et versions

tel-00011772 , version 1 (07-03-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011772 , version 1

Citer

Pierre-François Cohadon. Bruit thermique et effets de la pression de radiation dans une cavité optique de grande finesse. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011772⟩
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