LisaPathfinder

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LisaPathfinder

• Nos travaux à lAPC

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Introduction

• Lisa Pathfinder mission technologique
• Phase C
• Participation avec lESA du choix de lindustriel
  Contraves
• Suivi de réalisation du Laser Modulator
• Mise au point de tests
• Interférométrie à 1 laser
• Mesure des bruits (phase, fréquence) de
  linterférence

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Synoptique fonctionnel du LM
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Interférométrie hétérodyne à 1 laser
80 MHz fhet
80 MHz
632 nm (visible)pour alignement
LaserHe-Ne
1064 nm(infrarouge)
Réglage du chemin optique
AOM
LaserNd-YAG
Isolateur Optique
AOM
PhotodiodeSignal à fhet
PhotodiodeSignal à 80 MHz
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Mesure du bruit de phase et de la pureté spectrale
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Tests à effectuer
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Mesure du bruit de phase

• Exigences
• 10-6 radian/?Hz entre 500 Hz et 5000 Hz
• (-120 dBc/Hz)
• Méthode de mesure
• Détection de linterférence entre le faisceau
  laser à f0 (non shifté) et le faisceau de sortie
  dun AOM
• Détection dun signal à 80 MHz ? Diode large
  bande (gt 80 MHz)
• Appareil de mesure de bruit de phase dédié (aucun
  analyseur de spectre nest assez précis)
• Source RF avec un bruit de phase au moins
  équivalent
• Utilisation dun oscillateur et de
  multiplicateurs ultra-faible bruit de phase

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Mesure du bruit de phase matériel

• Analyseur de bruit de phase PN8000 de chez
  AEROFLEX
• Plancher de bruit de phase
• 1 kHz -150 dBc/Hz
• Synthétiseur RF 2023 de chez AEROFLEX avec
  option haute stabilité
• Bruit de phase mesuré avec PN8000 (typique)
• 1 kHz -140 dBc/Hz
• Oscillateur ultra faible bruit de phase Wenzel
  10 MHz-SC Blue top
• Doubleur et quadrupleur Wenzel ultra faible bruit
  de phase
• Performance globale de bruit de Phase (typique)
• 1 KHz -151 dBc/Hz

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Mesure de la pureté spectrale

• Exigences
• Les bandes latérales doivent être atténuées de
  -100 dBc
• Bandes centrées autour de 80 MHz et 160 MHz
  (ordres de diffraction)
• Bandes BF à n x fh

 Sidebands mixing 
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Mesure de la pureté spectrale

• Exigences
• Les bandes latérales doivent être atténuées de
  -100 dBc
• Bandes centrées autour de 80 MHz et 160 MHz
  (ordres de diffraction)
• Bandes BF à n x fh
• Le plancher de bruit doit être inférieur à -120
  dB/Hz

 Sidebands noise floor 
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Mesure de la pureté spectrale

• Exigences
• Les bandes latérales doivent être atténuées de
  -100 dBc
• Bandes centrées autour de 80 MHz et 160 MHz
  (ordres de diffraction)
• Bandes BF à n x fh
• Le plancher de bruit doit être inférieur à -120
  dB/Hz
• Principe de la mesure
• Détection dun faisceau sur une photodiode large
  bande (gt 160 MHz)
• Mesure de la RF analyseur de spectre
• Mesure de la BF analyseur FFT

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Mesure de la pureté spectrale matériel

• analyseur FFT SR770 de chez STANFORD-Research
  (le groupe Cosmologie en possède un)
• Analyseur de spectre E4402B de chez AGILENT
  avec options dextension (préamplificateur, gamme
  danalyse, résolution)
• Gamme de fréquence danalyse 30 Hz 3 GHz
• Résolution 1Hz à 5 MHz
• Plancher de bruit (DANL) (atténuation 0 VBW
  1 Hz - typique)
• 30 Hz 1 kHz -130dBm/Hz
• 9 kHz 149 dBm/Hz
• 100 kHz 10Mhz -162 dBm/Hz
• 10 MHz 1 GHz - 166 dBm/Hz

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Etude des AOM bruits et temps de propagation

• Comparaison dAOM
• AA vs Gooch Housego
• transverses vs longitudinaux

• Mesure des temps de propagation et temps de
  montée
• Nécessaire pour asservissement en puissance
  (BPgt50kHz)
• Variation suivant type dAOM, distance du
  transducteur et diamètre du faisceau

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Temps de propagation

• Gooch Housego, mode transverse
• 6,43 µs (BP20 kHz)
• AA, mode transverse
• Environ 4 µs

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Comparaison dAOM
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Fin

• Travaux futurs
• Mesure de phase
• Interférométriemulti-lasers

• Bientôt meilleure installation

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Mesure de phase matériel

• Mesure de phase 53132A de chez AGILENT avec
  option ultra haute stabilité
• Résolution temporelle 150 ps
• Résolution de mesure de phase 0.001 _at_ f 1 kHz
• Stabilité
• Par jour lt1x10-10