Post on 03-Apr-2015
25ème anniversaire de la redéfinition du mètre
25ème anniversaire de la redéfinition du mètre
50ème anniversaire de l’invention du laser
50ème anniversaire de l’invention du laser
Le mètre aujourd’hui: fondements historiques,
scientifiques et technologiques
Christian J. Bordé et Marc Himbert
1852-1931
Albert Abraham Michelson
Nobel Prize in Physics 1907« For his optical precision instruments
and the spectroscopic and metrological investigations carried out with their aid »
1960Le mètre est la longueur égale à 1 650 763,73 longueurs d'onde
dans le vide de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux 2p10 et 5d5
de l'atome de krypton 86.
g
LASER A CO2
Ch. Bordé 1967
Jan Hall
Dick Barger~1972
Saturated absorptionin methane
1968
“Working with the methane-stabilized
HeNe Laser at 3392 nm”
Poorman Relief Mine, Colorado, 1969
3.39 μm tunable Laser locked to 30 m Cavity
CH4–stabilized HeNe 3.39 μm Laser
HeNe fringesAt 3.39 μm
Krypton fringesAt 605.7 nm
4 x10-9 in 300 s
APL 22, 196 (1973)
Diamètre du fil de tungstène 0,025 mm
Mesure des fréquences optiques
Diode MIM
Mesure des fréquences optiques
Ca Frequency Standard455 986.240 494 283 GHz
Cs Frequency Standard9.192 631 77 GHz
Quartz Oscillator100 MHz
PLL @ 7 MHz
PLL @ 63 MHzFemtosecond Laser&
Microstructure Fiber
LBO
Counter
Counter
(frep lock)(ceo)
Ca
Conventional chain: Peigne Femtoseconde:
Hydrogen Maser
Ali Javan
17 Novembre 2008
Comité Science et métrologie
c=299792458 m/s17ème CGPM (1983) Adoption d’une valeur précise pour la vitesse de la lumière dans le vide:
« Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 de seconde»d’où la nécessité de réaliser pratiquement le mètre au moyende lasers stabilisés en fréquence et asservis sur des transitionsatomiques ou moléculaires.
Mesure de la vitesse de la lumière et redéfinition du mètre
Par mesure de la fréquence d’un laser à He Ne asservi sur uneraie d’absorption saturée du méthane, par rapport à l’horloge à Césium, et de la longueur d’onde de ce laser par comparaison interférométrique avec une lampe à Krypton (1972) :
Transit-time Increase, with Big Beams
Recoil-induced splitting of hfs Lines (CH4)
Hall, Bordé, Uehara, PRL 37,1339 (1976)
17 Novembre 2008
Comité Science et métrologie
Optical clock with cold 40Ca atomsOptical clock with cold 40Ca atoms
1S0
3P1
657 nmCa = 456 THz)320 Hz: Q 1012
423 nm = 2·108/s
1P1
Cooling
Clock
expanding ensemble of neutral Ca atoms 3 ·107 atoms at 3 mK
expanding ensemble of neutral Ca atoms 3 ·107 atoms at 3 mK
Today: 12 μK (Compte Rendus Physique,Special Issue on Fundamental Metrology October 2004)
17 Novembre 2008
Comité Science et métrologie
(a)
(b)
Sphere
Sphere
Flat etalonFlat etalon
Flat etalonFlat etalon
(d)
(c)
Sphere
Sphere
Flat etalonFlat etalon
Fizeau lensesFizeau lenses
NMIJ PTB
NMI-A
NMIJ
IMGC
PTB
Volume measurement by optical interferometryDifferent types of interferometers
analyzer
splittermirror
incident x-ray
transmission
diffraction
displacement
x
silicon single-crystal
Principle of lattice spacing measurement by x-ray interferometer
VIRGO (Cascina)
LASER INTERFEROMETER SPACE ANTENNA
LISA
6 millions de kilomètresà la limite quantique!