Pompage optique de l’hélium dans des conditions
non-standard
Emmanuel Courtade
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Emmanuel Courtade. Pompage optique de l’hélium dans des conditions non-standard. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. Français. �tel-00001447�
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0.4
0.3
broad
narrow
b
a
15
10
M*
Absorbed photons / cm / W
L
narrow
0.2
broad
0.1
L
14
0.0
0.0
10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.1
16
3
narrow
c
15
10
M*
Absorbed photons / cm / W
0.3
broad
narrow
d
0.2
broad
0.1
L
14
0.0
0.0
10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.1
16
0.3
0.4
0.4
10
L
Polarisation : 99.5% σ+, XS=50%
0.3
2W
3
0.2
M
M
10 W
5W
15
10
e
10 W
M*
Absorbed photons / cm / W
0.4
0.4
Polarisation : 99.5% σ+
L
0.3
M
M
10
0.2
f
0.2 5 W
2W
0.1
L
14
0.0
0.0
10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.1
0.2
M
M
0.3
0.4
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¹ª^³¦¿\¶¸(¬½ÄGª^³[email protected][email protected]=#[email protected]
Polarized nuclei / absorbed photons
Polarized nuclei / absorbed photons
Polarisation : pure σ+
2.5
No relaxation
a
2.0
broad
narrow
1.5
L
1.0
0.5
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
2.5
b
2.0
1.5
L
1.0
0.5
1.0
0.0
0.2
0.4
Polarisation : 99.5% σ+
No relaxation
c
2.0
1.5
L
1.0
0.5
broad
narrow
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
2.0
d
1.5
1.0
L
0.5
broad
narrow
0.0
1.0
0.0
Polarisation : 99.5% σ+, XS=50%
0.2
0.4
Polarized nuclei / absorbed photons
Polarized nuclei / absorbed photons
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L
1.0
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0.5
10 W
2W
0.0
0.4
0.6
0.8
1.0
2.5
e
2.0
0.2
1.0
M
No relaxation
0.0
0.8
2.5
M
2.5
0.6
M
Polarized nuclei / absorbed photons
Polarized nuclei / absorbed photons
M
2.5
broad
narrow
0.0
0.6
0.8
1.0
f
2.0
1.5
5W
1.0
L
0.5
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10 W
0.0
0.0
M
0.2
0.4
0.6
M
0.8
1.0
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collim.
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Yb-doped DCF
Yb-doped fiber
Yb-doped DCF
BG
BG
CP
P
APC
connector
V- SP
V- SP
V- SP
MASTER OSCILLATOR
POWER AMPLIFIER
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Contrôleur
de
polarisation
Dispositif de couplage
Polariseur
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prélèvement 1%
Coupleur 50%
Piezzo
C o nfig u ra tio n d e s la se rs 1 0 8 3
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SP
SP
SP
DL DL
C o nfig u ra tio n d e s la se rs 1 0 8 3 n m - 5 W
Amplificateur
Oscillateur
DL DL
DC Yb
C P R 5 0 /5 0
FBG
IS O
P O L A R IZ ER C P R 1 /9 9
C P R 1 /9 9
SP
SP
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Yb-doped
DCF
BG
BG
PC
V-SP
Master oscillator
P
Yb-doped
fiber
Yb-doped
DCF
V-SP
PC
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cell
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Power amplifier
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Cellule courte avec 1.06 mbar d' He
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0.6
0.4
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-4
M
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0.0
-0.2
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40
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80
100
120
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temps (s)
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30
28
26
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22
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18
16
14
12
10
8
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0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
Puissance incidente (W)
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moyenne : (T 1)relax~114 s
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: (T 1)relax~49 s
0.74
0.72
0.70
monomode
0.68
Méq
0.66
0.64
0.62
0.60
0.58
0.56
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0.9
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1.1
Puissance incidente (W)
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0.012
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0.006
0.004
0.002
A bsorptio n on C9 tran sit io n
(e ffect of sp ectral cove ring X s
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Amplified laser diode
10 MHz frequency modulation
1.02 GHz br oadening
0.71 GHz br oadening
0.38 GHz br oadening
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
Time (sec)
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B0 magnetic field
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Variable aperture
Polarising beam
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Amplified diode
1083 nm laser
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RF discharge
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M=0 absorption of C9 transition
1 MH z laser diode frequency swing
0,055
0,045
0,050
0,040
Absorption (%/cm)
Absorption (%/cm)
0,045
0,040
0,035
0,030
0,025
0,020
M=0 absorption of C9 transition
10 M Hz laser diode frequency swing
0,050
broadening = 0
broadening = 200 MHz
broadening = 800 MHz
0,035
0,030
0,025
0,020
0,015
0,010
0,005
C9, sigma, 1.33 mbar
broadening = 0
broadening = 200 MHz
broadening = 800 MHz
Xs=25%
Xs=35%
Xs=60%
0,015
1E-4
1E-3
0,01
0,1
1
0,000
1E-4
10
2
1E-3
0,01
0,1
1
10
2
Power Density (Watt/cm )
Power density (Watt/cm )
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ÒËÔ¤ÐxÔ0ÓxÑ5ØnÔ0ÓxÝ × ÞñÕ5Ï:ÒçÔ0èÐ × Ø Ö ÓxÝ × Þ Ù"3 ѹР7 ÑçfÔã
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ÒËÔ)Ð}Ï`Ø Ú¤× Þ × ß Ø ×MÚ Ô0ÓxÝ 7 Ñ5ϤÐxÔ)޹РÏPÎ Ò¬Ô0ØxàMÝËÐxÐ}Ï Ú ÏPÞÓ`oÇѹ
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Q(5)
P(2)
Q(8)
-60
-50
-40
R(1)
Q(1)
Q(7)
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-10
0
10
20
30
40
50
60
-1
balayage en fréquence (cm )
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branche Q
branche R
-1
0.0
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-2
-3
-0.5
-4
0
2
-5
4
6
8
J
-6
expérience
rotateur rigide
rotateur non rigide
rotateur rigide vibrant
rotateur non rigide vibrant
moindres carrés
-7
-8
-9
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3
4
5
6
7
8
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J
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0.6
valeurs expérimentales de 2ρi
absorption calculée
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9.84
18.78
29.09
40.76
53.81
68.22
84
101.15
119.67
139.55
160.8
183.43
207.41
219.92
0.5
-1
lambda (cm )
0.4
0.3
0.2
2ρi=219.92
0.1
2ρi=2.26
0.0
-0.1
0.01
0.1
1
10
100
2
densité de puissance (W/cm )
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S
10
S
S
Variation relative de N
expérience
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sphère (max.)
1
0.1
0.01
0.1
1
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S
S
Variation relative de N
1
8.6 mbar
0.1
0.01
1E-3
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0.1
1
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