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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.76.2023.tde-06072023-085643
Document
Auteur
Nom complet
David Rodríguez Fernández
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2023
Directeur
Jury
Marcassa, Luis Gustavo (Président)
Kondo, Jorge Douglas Massayuki
Miranda, Marcio Heraclyto Gonçalves de
 
Titre en portugais
Cavidades ópticas para experimentos em Física Atômica
Mots-clés en portugais
Átomos de Rydberg
Cavidades ópticas
Lasers estáveis
Moléculas frias
Resumé en portugais
Lasers altamente estabilizados em frequência são ferramentas fundamentais na construção de relógios atômicos e detecção de ondas gravitacionais. A forma mais eficiente de obter tal estabilidade é utilizar a técnica Pound-Drever-Hall (PDH), usando como referência as frequências de ressonância de cavidades ópticas. Neste trabalho, construímos e avaliamos o desempenho de duas cavidades ópticas estáveis de finesse média (𝔉~1000) usadas para a estabilização de quatro lasers, dois com comprimento de onda 680 nm e dois com comprimento de onda 780 e 960 nm, respectivamente. Os dois primeiros serão usados como lasers de resfriamento em experimentos de moléculas de Rb2, enquanto os outros dois em experimentos com átomos de Rydberg. As cavidades têm como elemento fundamental espaçadores de vidro de coeficiente de expansão térmica ultrabaixa (ULE) com temperatura estabilizada. Nossos resultados indicam que obtivemos uma variação de 1,3 MHz/dia, o qual deverá melhorar a precisão de nossos experimentos a um custo relativamente baixo.
 
Titre en anglais
Optical cavities for Atomic Physics experiments
Mots-clés en anglais
Cold molecules
Optical cavity
Rydberg atoms
Stable lasers
Resumé en anglais
Highly frequency-stabilized lasers have proven to be fundamental tools in building atomic clocks and detecting gravitational waves. The most efficient way to obtain such stability is to use the Pound-Drever-Hall (PDH) technique, which uses the resonant frequencies of optical cavities as a reference. In this work, we built and evaluated the performance of two stable optical cavities of medium finesse (𝔉~1000) for the stabilization of four lasers, two with a wavelength of 680 nm, and two with a wavelength of 780 and 960 nm, respectively. The former will be used as cooling lasers in Rb2 molecules, while the latter in experiments with Rydberg atoms. The cavities have as a fundamental element glass spacers with an ultra-low coefficient of thermal expansion (ULE), whose temperature is actively controlled. Our results indicate that a long-term drift of 1,3 MHz/day was obtained, which will improve the accuracy of our experiments at a relatively low cost.
 
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Date de Publication
2023-07-14
 
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