**Revue française de métrologie


n° 32, Vol. 2012-4, 35-47, DOI : 10.1051/rfm/2012013

Peignes de fréquences femtosecondes pour la mesure des fréquences optiques

Femtosecond frequency combs for optical frequencies metrology

 

Yann LE COQ1, Rodolphe LE TARGAT1, Wei ZHANG1, Adil HABOUCHA1, Jacques MILLO1, Daniele NICOLODI1, Zenyu XU1, Tang LI1, Rodolphe BOUDOT2, Yann KERSALÉ2, Marc FISCHER3, Ronald HOLZWARTH3, Signe SEIDELIN4, Michel ABGRALL1, Jocelyne GUÉNA1, Andre LUITEN5, Michel LOURS1, André CLAIRON1, Giorgio SANTARELLI1 et Sébastien BIZE1

1 LNE-SYRTE, Observatoire de Paris/CNRS/UPMC, 61 Avenue de l’Observatoire, 75014 Paris, France, yann.lecoq@obspm.fr.
2 FEMTO-ST Institute, CNRS/ENSMM, 32 Avenue de l’Observatoire, 25044 Besançon Cedex, France.
3 MenloSystems GmBH, Am Klopferspitz 19a, 82152 Martinsried, Allemagne.
4 Institut Néel, CNRS/Université Joseph Fourier, BP 166, 25 Rue des Martyrs, 38042 Grenoble Cedex 9, France.
5 School of Physics, University of Western Australia, 6009 Crawley, Australie.

Résumé : L’avènement des peignes de fréquences, au début des années 2000, a révolutionné la métrologie des fréquences optiques (i.e. quelques centaines de térahertz), et a stimulé le développement d’une nouvelle génération d’horloges atomiques, référencées sur des transitions optiques. Ces peignes, réalisés avec des lasers à impulsions femtosecondes, sont aujourd’hui le moyen le plus efficace et fiable pour réaliser des comparaisons de fréquences entre une horloge du domaine optique et des étalons primaires du domaine micro-onde, ainsi qu’entre deux horloges optiques fonctionnant à des fréquences différentes. Nous présentons dans cet article divers travaux ayant été effectués au LNE-SYRTE pour caractériser ces dispositifs et les amener à un niveau de performance tel qu’ils ne limitent pas les mesures effectuées à partir des horloges du laboratoire.

Abstract: The advent of frequency combs, in the early 2000s, was a revolution for the metrology of optical frequencies (a few hundreds of terahertz), and stimulated the development of a new generation of atomic clocks, this time referenced to an optical frequency. These combs, based on lasers delivering femtosecond long pulses, are today the most efficient and reliable way to compare an optical clock to microwave primary frequency standards, or directly two optical clocks operated at different frequencies. In this paper we report on the work carried out at LNE-SYRTE to characterize these devices. We describe the steps necessary to have the combs performing such that they do not limit the frequency comparison between the various clocks of our laboratory.

Mots clés : MÉTROLOGIE TEMPS FRÉQUENCES, LASER FEMTOSECONDE, PEIGNE DE FRÉQUENCES, MÉTROLOGIE DES FRÉQUENCES OPTIQUES, MICRO-ONDES À BAS BRUIT DE PHASE.

Key words: TIME AND FREQUENCY METROLOGY, FEMTOSECOND LASER, FREQUENCY COMB, OPTICAL FREQUENCY METROLOGY, LOW-PHASE NOISE MICROWAVE.


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