Thèse soutenue en 2017 - Domaine Temps-Fréquence

Résumé de la thèse

Les gyromètres Sagnac atomiques ont un grand potentiel en raison de leur sensibilité élevée à la rotation. Le gyromètre atomique du SYRTE utilise des atomes de césium refroidis par lasers. À l’aide de transitions Raman stimulées, nous formons un interféromètre de type Mach-Zehnder replié. L’instrument permet d’atteindre un temps d’interrogation maximal de 800 ms, ce qui correspond à une aire Sagnac de 11 cm2, la plus grande démontrée pour un interféromètre atomique. Les objectifs de ma thèse sont de tirer au mieux parti du potentiel de l’instrument, et d’étudier des modes d’interrogations jointif et jointif entrelacé. C’est une étape importante pour l’application de tels instruments entre autres en navigation inertielle. Je décris les méthodes mises en place pour pousser la sensibilité court terme et j’ai mené une première étude détaillée des effets systématiques, tels que ceux liés à la lumière diffusée par la détection et la préparation des atomes et ceux liés aux désalignements du parallélisme miroirs et des trajectoires des atomes. J’ai démontré une stabilité à court terme de 30 nrad·s−1·Hz−1/2 en interrogation jointive triplement entrelacée, ce qui est une amélioration d’un facteur 3 de l’état de l’art pour les gyromètres à atomes froids. L’état de l’art a également été amélioré d’un facteur 5 à long terme avec une stabilité de 0,2 nrad·s−1 en 30 000 s.

Mots clés

interférométrie atomique, atomes froids, gyromètre, effet Sagnac, transitions Raman stimulées, capteur inertiel