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Claude Cohen Tannoudji

Prix Nobel en 1997 pour le ralentissement et le piégeage des atomes par la lumière laser.

Ses travaux sont à la source des recherches actuelles de l'IFRAF.



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Métrologie des Fréquences Optiques

Responsable : Sébastien Bize

Les recherches portent sur les horloges optiques aux performances extrêmes, sur les lasers ultra-stables, sur les peignes de fréquence optique, sur la dissémination de porteuses optiques ultra-stables sur des échelles continentales ou globales par des liens optiques cohérents fibrés ou en espace libre pour le transfert sol-espace. Les applications sont nombreuses et font aussi partie de nos recherches : métrologie et redéfinition de la seconde du Système International, tests des lois physiques fondamentales et de la Relativité Générale d’Einstein. Elles sont amenées à se diversifier encore avec par exemple la géodésie relativiste.

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photo 1
Les recherches actuelles portent sur la génération, la dissémination et les applications des signaux optiques de très haute stabilité de fréquence. Cela inclut les recherches sur les horloges optiques visant des performances extrêmes, grâce à l’utilisation des atomes froids et de l’optique quantique. Cela inclut aussi le développement de source lasers ultra-stables, qui sont indispensables pour ces horloges optiques, tout en ayant de nombreuses autres applications. Nous étudions la déclinaison de ces systèmes pour ces diverses applications (transportabilité, industrialisation, spatialisation, etc.).

Nous étudions également les peignes de fréquence optique sous divers aspects : performance ultimes, métrologie, technologie, génération micro-onde très bas bruit. Nos recherches portent également sur la dissémination de porteuses optiques ultra-stables sur des grandes distances (continentales et globales) par des liens optiques cohérents, soit par fibres optiques, soit en espace libre pour des liens sol-espace.

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photo 2

Nous travaillons également sur l’ensemble des applications : métrologie pure, nouvelles horloges pour une future redéfinition de la seconde du Systèmes International d’Unités, tests des lois physiques fondamentales et de la Relativité Générale d’Einstein, spatialisation et participation à des missions spatiales comme ACES ou STE-QUEST.

Nous nous intéressons aussi à des nouvelles applications permises par les performances sans cesse améliorées de ces méthodes, comme par exemple, l’utilisation des horloges optiques comme senseurs innovants pour la géodésie relativiste ou la réalisation d’échelles de temps coordonnées ultra performantes dans l’espace-temps courbe au voisinage de la Terre.


Photo 1 : Cavité laser femtoseconde Titane-Saphir d’un peigne de fréquence optique du SYRTE. Les peignes de fréquence optique sont utilisés pour comparer les horloges optiques. Ils ont de très nombreuses autres applications, comme par exemple, la génération microonde bas bruit, la spectroscopie directe avec le peigne pour l’identification moléculaire, la génération d’harmoniques élevées et la spectroscopie cohérente XUV ou l’astronomie. Ils utilisent des technologies lasers très variées.

Photo 2 : Piège magnéto-optique d’une horloge à réseau optique à atomes de strontium du SYRTE. On voit la lumière laser bleue (461 nm) qui permet de réaliser le piège. Au centre, on voit la fluorescence bleue des atomes piégés. Les horloges à réseau optique permettent d’obtenir des stabilités et des exactitudes extrêmes et elles ont un potentiel d’amélioration considérable. Cette nouvelle génération d’horloges a et aura de nombreuses applications comme par exemple la métrologie et la redéfinition de la seconde du Système International, les tests des lois physiques fondamentales, la géodésie relativiste, etc.

Personnels permanents

  • Ouali ACEF : IR CNRS
  • Sébastien BIZE : CR CNRS
  • Yann LE COQ : IR CNRS
  • Rodolphe LE TARGAT : IC LNE
  • Jérôme LODEWYCK : CR CNRS

L'équipe en 2012

L’équipe en 2012

Zhen XU, Rinat TYUMENEV, Mikhail GUROV, Jérôme LODEWYCK, Rodolphe LE TARGAT, Bartolomeij NAGORNY, Wei ZHANG.
Sébastien BIZE, Giorgio SANTARELLI, Yann LE COQ, Ouali ACEF, Cecilia CLIVATI, Bérengère ARGENCE.


Voir en ligne : http://syrte.obspm.fr/tfc/frequence...

Post-scriptum :

Observatoire de Paris
61 avenue de l’observatoire
F75014 Paris