sur les quatre impulsions. Nous avons mesuré cette différence de puissance au cours d’une mesure longue afin de s’assurer que cette différence est stable dans le temps (figure4.14).
Fig. 4.14 Gauche : Différence de puissance entre les impulsions Raman pendant une mesure d’environ 12h. En noir la différence entre la première et la dernière impulsion Raman, en rouge la différence entre la première impulsion Raman et la dernière impulsion mesurée, en vert la différence entre la dernière impulsion Raman et la dernière impulsion mesurée . Droite : Écarts-type d’Allan de ces mesures.
Cette différence semble stable sur les 12h de mesure avec une stabilité largement infé-rieure au mV (0.01%) en 10000s. Il serait tout de même intéressant d’établir sa stabilité sur une plus grande échelle de temps.
C’est là une limite de la méthode, car on ne peut pas mesurer la puissance d’un laser seul pendant la phase Raman. Nous sommes donc obligés de rajouter une impulsion contenant un seul des lasers afin d’en déduire les puissances de chaque laser. Mais réaliser cette impulsion supplémentaire après la fin de l’interféromètre et avant le retour des lasers aux paramètres de détection nous obligerait à réduire la durée de l’interféromètre et donc à perdre sur la sensibilité de la mesure.
4.2 Asservissement des puissances
4.2.1 Durant la mesure de g
Le premier objectif du nouveau montage est de rétablir l’asservissement de puissance et vérifier son bon fonctionnement. Sur la figure 4.15 nous avons réalisé une mesure de
g sur une période d’un jour et demi. Durant cette mesure, la puissance des deux lasers
repompeur et refroidisseur est asservie : la puissance refroidisseur est asservie sur 252.0mV tandis que la puissance repompeur est asservie sur 132.0mV pour un rapport d’intensité d’environ 1.91. Le résultat de l’asservissement sur la figure 4.15 montre une moyenne
Pref roidisseur= 252, 11(5)mV et Prepompeur = 131, 84(5)mV , avec une fluctuation coup à coup de 1mV , valeurs en accord avec les valeurs référencées pour l’asservissement. Les puissances des trois impulsions Raman sont elles aussi constantes durant la mesure.
Lors d’une autre mesure, un incident sur le système de climatisation de la salle a engendré des fortes fluctuations de la température dans la pièce (relevées sur différentes
Fig. 4.15 A gauche, évolution des puissances du faisceau refroidisseur et du faisceau repompeur. A droite, évolution de la puissance des trois impulsions Raman au cours de la mesure.
sondes 4.16). Une mesure de g était en cours lors de cet incident, ce qui nous a permis d’éprouver les capacités de notre asservissement de puissance.
Fig. 4.16 Relevés de température dans la salle du gravimètre (en noir et rouge) et dans le banc optique (en vert). La courbe bleue représente les variations de la consigne d’asservissement d’un des lasers et semble suivre les mêmes variations que la tempéra-ture.
4.2 Asservissement des puissances 95
On observe des variations de température de 2˚ d’amplitude (trace noir et rouge sur la figure 4.16), qui se répercutent sur la température du banc optique (trace verte sur la figure 4.16). Ces fortes variations de température déforment le banc optique, ce qui désinjecte les fibres et modifierait donc en l’absence d’asservissement, la puissance dans le faisceau Raman.
Les injections des lasers dans les fibres varient de même que la puissance et donc le couplage, Raman. Sur la figure4.16, on représente la température du banc optique en vert et la consigne de l’AOE du laser refroidisseur, dont les variations sont comme attendu, bien corrélées.
Malgré ces importantes variations de température dans le banc optique, la boucle d’asservissement joue son rôle comme on peut le voir sur la figure 4.17. Les consignes des trois leviers d’actions évoluent pour maintenir la puissance des faisceaux constante.
Les puissances mesurées du faisceau repompeur et du faisceau refroidisseur qui com-posent la première impulsion Raman π/2 sont tracées sur la figure 4.16. Deux zones en rouge montrent cependant une saturation des signaux de contrôles des AOE dont l’am-plitude maximale est bridée de façon à éviter d’opérer les AOE à très forts courants en cas de désalignement majeur ou déficience du système de mesure. Logiquement les puis-sances ne peuvent pas être maintenues sur ces périodes. Cependant, on retrouve un niveau stable lorsque la température diminue et on retrouve les niveaux de puissances initiaux. Cette mesure montre la bonne robustesse du système d’asservissement. Notons que les variations de température dans les conditions usuelles sont de l’ordre de 0.2% degrés sur plusieurs jours.
Fig. 4.17 A gauche, les consignes d’asservissement envoyés aux AOE et à l’AOM par le système d’asservissement. A droite les puissances mesurées sur les deux faisceaux laser ainsi que pour la première impulsion Raman qui est la somme des deux.
4.2.2 Suivi du LS1
L’asservissement de puissance sert à contrôler les effets systématiques dépendant de la puissance des faisceaux Raman, notamment le déplacement lumineux à un photon. Si celui-ci est, en principe, rejeté par l’algorithme de mesure, une différence de rapport de puissance, entre les deux faisceaux, entre les configurations k↑ et k↓ entraine un biais non rejeté. Nous avons donc suivi le LS1 en utilisant les deux méthodes de mesure micro-onde et Doppler durant la mesure de g présentée dans la section 4.2.1(figure 4.15) et ce pour chaque configuration de l’algorithme de mesure sur la figure4.18.
Fig. 4.18 Suivi du LS1 pendant la mesure de g par deux méthodes : à gauche avec la méthode de spectroscopie micro-onde, à droite par la méthode de spectro-scopie Doppler. La stabilité correspondante du rapport de puissance des faisceaux est de 1.913(6) avec une fluctuation coup à coup de 0.02.
Le déplacement lumineux à un photon est constant lors de la totalité de la mesure ce qui est compatible avec les mesures de puissances de cette même mesure figure 4.15. La mesure du LS1 par le Doppler donne une incertitude plus importante que la mesure par le micro-onde, même si compatible avec un déplacement lumineux nul. Il serait nécessaire d’augmenter le nombre de points lors du scan Doppler pour obtenir des résultats avec une plus faible incertitude. On limite cependant le nombre de points de mesure lors d’un scan pour ne pas trop détériorer la cadence moyenne de mesure.