Détection de la note de battement hétérodyne entre un laser et un peigne de fréquences optiques

Détection de la note de battement hétérodyne entre un laser continu et l’une des dents d’un peigne de fréquences optiques, pour déterminer l'axe absolu des fréquences des spectres de molécules gazeuses enregistrés par spectroscopie à cavité optique (CRDS). Ce peigne est un système laser qui émet environ un million de raies très fines dans l’infrarouge proche, spectralement équidistantes. Celui-ci est généré par un laser femtoseconde dont le taux de répétition est activement stabilisé à l'aide d’une horloge atomique au rubidium pour éliminer les dérives à long terme. Une partie de la lumière provenant de la source laser est mélangée avec la dent la plus proche du peigne de fréquences optiques afin d’obtenir une note de battement hétérodyne. La fréquence absolue du laser est alors déterminée à partir de la mesure de la fréquence de cette note de battement et de la fréquence absolue de la dent du peigne. Des spectromètres CRDS utilisant une cavité optique de haute finesse sont développés au laboratoire interdisciplinaire de physique (LIPhy). Leur très grande sensibilité permet d’enregistrer avec exactitude les spectres d'absorption en phase gaz de différentes molécules d’intérêt atmosphérique et planétologique. Ces données servent notamment pour les missions satellitaires cartographiant la concentration des gaz à effet de serre ou le bilan radiatif des atmosphères planétaires.

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Ces recherches ont été financées en tout ou partie par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) au titre du projet ANR COMPLEAT AAPG2018-2019. Ce reportage a été réalisé et financé dans le cadre de l'appel à projet Sciences Avec et Pour la Société - Culture Scientifique Technique et Industrielle pour les projets JCJC et PRC des appels à projets génériques 2018-2019 (SAPS-CSTI-JCJC et PRC AAPG 18-19).