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A. Aschwanden et al, Opt. Lett. 30(2005) p.272:
2.1-W picosecond passively mode-locked external-cavity semiconductor laser

Commentaire (M. Lintz): cet article étudie l'amélioration qu'apporte un étalon mince (silice, 20µm) dans un VECSEL à 957nm pompé par un faisceau de 19W à 808nm.
Dans un VECSEL la dispersion du retard de groupe due aux puits quantiques est importante et les impulsions mode lockées sont loin de la limite Fourier. L'étalon mince, en dehors de ses maxima de transmission, permet de compenser (en partie) la dispersion du retard de groupe, ce qui permet d'obtenir jusqu'à 2,1W avec un montage utilisant un SESAM (SEmiconductor Saturable Mirror) à une extrémité de la cavité et un miroir ordinaire (R=38mm, T=2,5%) à l'autre. Les impulsions de 4,7ps sont proches (2x, à cause d'un peu de chirp résiduel) de la limite Fourier. Le taux de répétition est de l'ordre de 4GHz et semble avoir une largeur FWHM de 30kHz alors que la résolution du scan est annoncée à 10kHz. On a l'impression qu'avec un étalon plus mince et d'indice plus élevé on arriverait à compenser mieux et sur une plus large gamme de longueurs d'onde, et donc peut-être d'abaisser la durée des pulses. Mais les auteurs ne font pas ce commentaire, peut-être parce que c'est difficile (polir un étalon à <<20µm d'épaisseur? en saphir?), peut-être aussi parce qu'ils ne maitrisent pas tout (inhomogénéités de température, "linewidth enhancements factors").
NB: Ce papier fait l'objet d'une chronique dans Photonics Spectra de mars 2005 (p.23) mais avec des erreurs (dessin du montage à l'envers, spot du faisceau pompe à "175nm" au lieu de 175µm notamment).
Cela dit des impulsions très longues ne sont peut-être pas forcément rédhibitoires pour repérer la frange centrale de l'interférence: j'ai l'impression que si l'impulsion laser est chirpée, et si l'interférence est faite pour obtenir une frange noire à délai nul, alors seules les quelques franges centrales ont un contraste bon, les autres étant "désynchronisées" par le chirp et de contraste atténué. J'ai fait sous excel un petit calcul qui m'a l'air raisonnable et qui est très encourageant. Le chirp (linéaire) que j'ai choisi fait augmenter la fréquence instantanée de 20% entre le début et le centre de l'impulsion (et diminuer de 20% à la fin). Peut-être c'est beaucoup? J'avoue que je n'ai pas d'idée d'un ordre de grandeur raisonnable. Ca a pour effet de faire passer la "zone de fort contraste" de 400ns à env. 20ns.

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A. Bartels, S. A. Diddams, C. W. Oates, G. Wilpers, J. C. Bergquist, W. H. Oskay, and L. Hollberg:
Femtosecond-laser-based synthesis of ultrastable microwave signals from optical frequency references

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S. Bennett, B. Cai, E. Burr, O. Gough, and A. J. Seeds:
1.8-THz Bandwidth, Zero-Frequency Error, Tunable Optical Comb Generator for DWDM Applications

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C T A Brown, M A Cataluna, A A Lagatsky, E U Rafailov, M B Agate, C G Leburn and W Sibbett:
Compact laser-diode-based femtosecond sources
ou la page html direct: voilà

Commentaire (A Brillet): Pour les besoins d'accordabilite du taux de repetition, les VECSEL's semblent attrayants. Il faudra voir quel est leur bruit.

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S.T. Cundiff, J. Ye, J.L. Hall:
Optical frequency synthesis based on mode-locked lasers (en papier)

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S.T. Cundiff, J. Ye, J.L. Hall:
Colloquium: Femtosecond optical frequency combs (REVIEWS OF MODERN PHYSICS, VOLUME 75, JANUARY 2003)

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Scott A. Diddams, David J. Jones, Jun Ye, Steven T. Cundiff, John L. Hall, Jinendra K. Ranka, Robert S. Windeler, Ronald Holzwarth, Thomas Udem, and T.W. Hänsch:
Direct Link between Microwave and Optical Frequencies with a 300 THz Femtosecond Laser Comb

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Ronald Holzwarth:
Measuring the Frequency of Light using Femtosecond Laser Pulses (Dissertation)

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S. Hoogland, S. Dhanjal, A. C. Tropper, J. S. Roberts, R. Häring, R. Paschotta, F. Morier-Genoud and U. Keller:
Passively Mode-Locked Diode-Pumped Surface-Emitting Semiconductor Laser

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David J. Jones, Kevin W. Holman, Mark Notcutt, Jun Ye, Juhi Chandalia, Leaf A. Jiang, Erich P. Ippen and H. Yokoyama:
Ultralow-jitter, 1550-nm mode-locked semiconductor laser synchronized to a visible optical frequency standard

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R. Jason Jones, Isabell Thomann, and Jun Ye:
Precision stabilization of femtosecond lasers to high-finesse optical cavities

Commentaire / Résumé (F Bondu): les auteurs ont verrouillé un peigne sur une cavité FP par deux méthodes
(i) f_ceo et et f_rep sont directement dérivés de mesures sur la cavité
(ii) f_ceo est verrouillé indépendamment par la méthode f-2f.
La stabilité obtenue est mesurée par battement sur un étalon. La méthode (i) donne une variance d'Allan de 1e-12 sur 1 s, la méthode (ii) 1.5e-13 sur 1 s. La différence est comprise et très clairement expliquée. L'ajustement de f_ceo permet d'optimiser le couplage des pulses dans la cavité (courbes expérimentales). La limitation est due à la dispersion des miroirs.

Commentaire :
Très intéressant : On peut comparer la spatialisation d'un lock sur une RFC à l'embarquement d'une horloge. remarque : pour une manip comme Darwin, on a juste besoin de la "même" distance entre les satellites collecteurs et le satellite qui fait les interférences, on a donc juste besoin d'une stabilité raisonnable, pas d'exactitude.
1e-12 sur 100 m, ça fait en dessous du nanomètre, c'est très suffisant !
Ce papier donne des idées pour construire des "répéteurs" de peignes stabilisés, et sur les paramètres à optimiser dans une cavité FP.

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Shintaro Hisatake, Yuko Nakase, Kyoji Shibuya, and Tetsuro Kobayashi:
Generation of flat power-envelope terahertz-wide modulation sidebands from a continuous-wave laser based on an external electro-optic phase modulator

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Holger Hundertmark, Dieter Wandt, Carsten Fallnich, Nils Haverkamp, Harald R. Telle:
Phase-locked carrier-envelope-offset frequency at 1560 nm

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K. Kim, B. R. Washburn, G. Wilpers, C. W. Oates, L. Hollberg, N. R. Newbury, S. A. Diddams, J. W. Nicholson and M. F. Yan:
Stabilized frequency comb with a self-referenced femtosecond Cr:forsterite laser

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Philipp Kubina, Peter Adel, Florian Adler, Gesine Grosche, Theodor W. Hänsch, Ronald Holzwarth, Alfred Leitenstorfer, Burghard Lipphardt, and Harald Schnatz:
Long term comparison of two fiber based frequency comb systems

Commentaire / Résumé (F Bondu): Ce papier traite d'une mesure de battement effectuée entre deux peignes laser, l'un réalisé au PTB, l'autre au MPQ, tous deux basés sur des fibres dopées à l'Erbium. Les deux taux de répétition sont verrouillés sur le même maser à Hydrogène. Les fréquences de décalage à l'origine du peigne sont verrouillées par la méthode f-2f.
La variance d'Allan entre les deux systèmes est de 3e-13 s à 1 Hz et a une pente en 1/tau, ce qui permet d'atteindre 2e-16 en 8000 s. La précision de la mesure est limitée par la dérive d'une cavité de référence. Les auteurs insistent sur l'opération long terme sans problèmes (40000 s).

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Kaoru Minoshima and Hirokazu Matsumoto:
High-accuracy measurement of 240-m distance in an optical tunnel by use of a compact femtosecond laser

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Kaoru Minoshima:
Measurement of 2-Micrometers from 200-m Distance using Femtosecond Optical Comb (Newsletter)

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Oleg Okhotnikov, Anatoly Grudinin and Markus Pessa:
Ultra-fast fibre laser systems based on SESAM technology: new horizons and applications

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Anne POUPINET, L. PUJOL, J. BERTHON, J. M. Le DUIGOU, O. GRY, B. LIAGRE:
LASER METROLOGY: NEW GENERATION OF MOUSE SENSORS EXTENDS DISTANCE AND DISPLACEMENT MEASUREMENT PERFORMANCES

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Jinendra K. Ranka, Robert S. Windeler, and Andrew J. Stentz:
Visible continuum generation in air–silica microstructure optical fibers with anomalous dispersion at 800 nm

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K. Tamura, E. P. Ippen, H. A. Haus, and L. E. Nelson:
77-fs pulse generation from a stretched-pulse mode-locked all-fiber ring laser

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F. Tauser, A. Zach, F. Lison, F. Adler, K. Moutzouris, A. Leitenstorfer, H. Schnatz, B. Lipphard:
Extending Scope and Applicability of Femtosecond Light Pulses from Erbium-doped Fiber Lasers

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Udem, Th.; Holzwarth, R.; Hänsch, T. W.
Optical frequency metrology (Nature Review Article /html) (pdf)

Commentaire / Résumé (F Bondu): Cet article présente une revue assez générale des peignes de fréquence dans le contexte de la spectroscopie et de la métrologie des fréquences.
Je l'ai trouvé facile à suivre, précis dans ses explications et dans les ordres de grandeur que les peignes peuvent atteindre. Les auteurs se réclament fondateurs de l'utilisation de peignes en métrologie.

1. L'introduction évalue la pertinence de l'utilisaion de peignes par rapport à des chaînes de fréquences optiques.
2. La partie suivante présente les peignes de fréquences. Il définit les fréquences de répétition et fréquence de décalage à l'origine.
Il montre les performances des verrouillages : en verrouillant deux lasers à fréquences f1 et f2 sur des raies du spectre, ils ont montré expérimentallement que la fréquence (f1+f2)/2 était également cohérente avec une raie du peigne, ceci à 3e-17 près. Les peignes sont donc de bons outils de métrologie.
3. La 3e partie montre comment relier les fréquences radio aux fréquences optiques. La fréquence radio est fournie par la fontaine du LPTF. La transition 1S-3S de l'atome d'hydrogène a été mesurée, fournissant la mesure la plus précise de la constante de Rydberg.
4. La 4e partie discute et donne des références sur l'élargissement du spectre (nombre de raies), par la traversée de milieux non linéaires, en particulier par l'utilisation de fibres photoniques (PCF).
5. Synthèse de fréquence optique. Ils obtiennent une stabilité de 5e-16.
6. L'horloge tout-optique. Les auteurs discutent d'une redéfinition de la seconde sur une transition optique, au vu des expériences dans le monde.

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B. R. Washburn, R. W. Fox, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, K. Feder, P. S. Westbrook, C. G. Jørgensen:
Fiber-laser-based frequency comb with a tunable repetition rate

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Masatsugu Yakabe, Ko Nito, Masato Yoshida, Masataka Nakazawa, Yasuki Koga, Ken Hagimoto, and Takeshi Ikegami:
Ultrastable cesium atomic clock with a 9.1926-GHz regeneratively mode-locked fiber laser

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Yoshihisa Yamaoka, Kaoru Minoshima, and Hirokazu Matsumoto:
Direct measurement of the group refractive index of air with interferometry between adjacent femtosecond pulses

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Jun Ye:
Absolute measurement of a long, arbitrary distance to less than an optical fringe

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Jun Ye:
Phase Coherent Sythesis and Control of Light - precision frequency meets ultrafast time

Commentaire: Cet article contient la miraculeuse formule 1 minute= racine carrée de ( 1fs* age de l'univers)

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