Name: La génération de dordre supérieur Laguerre-Gauss faisceaux optiques pour linterférométrie de haute précision (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-08-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 14 s
Description: Découvrez la génération de faisceaux Laguerre-Gauss d'ordre supérieur à haute pureté pour l'interférométrie de haute précision. Cette méthode utilise des modulateurs spatiaux de lumière et des plaques de phase pour améliorer la qualité des faisceaux optiques.

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Ce travail a été financé par le Science and Technology Facilities Council (STFC).

<ol><li>Cohadon, P. F., Heidmann, A., Pinard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cooling+of+a+Mirror+by+Radiation+Pressure%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Cooling of a Mirror by Radiation Pressure.</a> Physical Review Letters. 83, 3174-3177 (1999).</li>
<li>Corbitt, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+All-Optical+Trap+for+a+Gram-Scale+Mirror%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">An All-Optical Trap for a Gram-Scale Mirror.</a> Physical Review Letters. 98, 150802(2007).</li>
<li>Müller-Ebhardt, H., Rehbein, H., Schnabel, R., Danzmann, K., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entanglement+of+Macroscopic+Test+Masses+and+the+Standard+Quantum+Limit+in+Laser+Interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Entanglement of Macroscopic Test Masses and the Standard Quantum Limit in Laser Interferometry.</a> Physical Review Letters. 100, 013601(2008).</li>
<li>Kimble, H. J., Levin, Y., Matsko, A. B., Thorne, K. S., Vyatchanin, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+of+conventional+gravitational-wave+interferometers+into+quantum+nondemolition+interferometers+by+modifying+their+input+and+output+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Conversion of conventional gravitational-wave interferometers into quantum nondemolition interferometers by modifying their input and output optics.</a> Physical Review D. 65, 022002(2001).</li>
<li>Numata, K., Kemery, A., Camp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal-Noise+Limit+in+the+Frequency+Stabilization+of+Lasers+with+Rigid+Cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Thermal-Noise Limit in the Frequency Stabilization of Lasers with Rigid Cavities.</a> Physical Review Letters. 93, 250602(2004).</li>
<li>Aufmuth,, Danzmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">Gravitational wave detectors.</a> New Journal of Physics. 7, 202(2005).</li>
<li>Harry, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+noise+in+interferometric+gravitational+wave+detectors+due+to+dielectric+optical+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Thermal noise in interferometric gravitational wave detectors due to dielectric optical coatings.</a> Classical and Quantum Gravity. 19, 897-917 (2002).</li>
<li>Crooks, D. R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excess+mechanical+loss+associated+with+dielectric+mirror+coatings+on+test+masses+in+interferometric+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Excess mechanical loss associated with dielectric mirror coatings on test masses in interferometric gravitational wave detectors.</a> Classical and Quantum Gravity. 19, 883-896 (2002).</li>
<li>Yu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internal+thermal+noise+in+the+LIGO+test+masses%3A+A+direct+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Internal thermal noise in the LIGO test masses: A direct approach.</a> Physical Review D. 57, 659-663 (1998).</li>
<li>Harry, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((the+LIGO+Collaboration.+Advanced+LIGO%3A+the+next+generation+of+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">the LIGO Collaboration. Advanced LIGO: the next generation of gravitational wave detectors.</a> Classical and Quantum Gravity. 27, 084006(2010).</li>
<li>Accadia, T., Acernese, F., Antonucci, F., Astone, P., Ballardin, G., Barone, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Status+of+the+VIRGO+project%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Status of the VIRGO project.</a> Classical and Quantum Gravity. 28, 114002(2011).</li>
<li>Sathyaprakash, B., Abernathy, M., Acernese, F., Ajith, P., Allen, B., Amaro-Seoane, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scientific+objectives+of+Einstein+Telescope%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Scientific objectives of Einstein Telescope.</a> Classical and Quantum Gravity. 29 (12), 124013(2012).</li>
<li>Bondarescu, M., Thorne, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+family+of+light+beams+and+mirror+shapes+for+future+LIGO+interferometers%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">New family of light beams and mirror shapes for future LIGO interferometers.</a> Physical Review D. 74, 082003(2006).</li>
<li>Bondarescu, M., Kogan, O., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimal+light+beams+and+mirror+shapes+for+future+LIGO+interferometers%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Optimal light beams and mirror shapes for future LIGO interferometers.</a> Physical Review D. 78, 082002(2008).</li>
<li>Tournefier Mours, E., Vinet, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+noise+reduction+in+interferometric+gravitational+wave+antennas%3A+using+high+order+TEM+modes%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Thermal noise reduction in interferometric gravitational wave antennas: using high order TEM modes.</a> Classical and Quantum Gravity. 23, 5777(2006).</li>
<li>Chelkowski, S., Hild, S., Freise, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospects+of+higher-order+Laguerre-Gauss+modes+in+future+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Prospects of higher-order Laguerre-Gauss modes in future gravitational wave detectors.</a> Physical Review D. 79, 122002(2009).</li>
<li>Vinet, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducing+thermal+effects+in+mirrors+of+advanced+gravitational+wave+interferometric+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Reducing thermal effects in mirrors of advanced gravitational wave interferometric detectors.</a> Classical and Quantum Gravity. 24, 3897(2007).</li>
<li>Fulda, P., Kokeyama, K., Chelkowski, S., Freise, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+demonstration+of+higher-order+Laguerre-Gauss+mode+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Experimental demonstration of higher-order Laguerre-Gauss mode interferometry.</a> Physical Review D. 82, 012002(2010).</li>
<li>Bond, C., Fulda, P., Carbone, L., Kokeyama, K., Freise, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Higher+order+Laguerre-Gauss+mode+degeneracy+in+realistic%2C+high+finesse+cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Higher order Laguerre-Gauss mode degeneracy in realistic, high finesse cavities.</a> Physical Review D. 84, 102002(2011).</li>
<li>Sorazu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+test+of+higher-order+Laguerre-Gauss+modes+in+the+10+m+Glasgow+prototype+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Class.+Quantum+Grav%22%5BJournal%5D)">Experimental test of higher-order Laguerre-Gauss modes in the 10 m Glasgow prototype interferometer.</a> Class. Quantum Grav. 30, 035004(2013).</li>
<li>Carbone, L., Bogan, C., Fulda, P., Freise, A., Willke, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+High-Purity+Higher-Order+Laguerre-Gauss+Beams+at+High+Laser+Power%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Generation of High-Purity Higher-Order Laguerre-Gauss Beams at High Laser Power.</a> Physical Review Letters. 110, 251101(2013).</li>
<li>Fulda, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phaseplate+design+for+Laguerre-Gauss+mode+conversion%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Phaseplate design for Laguerre-Gauss mode conversion.</a> , In Preparation (2013).</li>
<li>Willke, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilized+lasers+for+advanced+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+%26+Photonics+Rev%22%5BJournal%5D)">Stabilized lasers for advanced gravitational wave detectors.</a> Laser & Photonics Rev. , 1-15 (2010).</li>
<li>Granata, M., Buy, C., Ward, R., Barsuglia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Higher-Order+Laguerre-Gauss+Mode+Generation+and+Interferometry+for+Gravitational+Wave+Detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Higher-Order Laguerre-Gauss Mode Generation and Interferometry for Gravitational Wave Detectors.</a> Physical Review Letters. 105, 231102(2010).</li>
<li>Matsumoto, N., Ando, T., Inoue, T., Ohtake, Y., Fukuchi, N., Hara, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+high-quality+higher-order+Laguerre+Gaussian+beams+using+liquid-crystal-on-silicon+spatial+light+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Generation of high-quality higher-order Laguerre Gaussian beams using liquid-crystal-on-silicon spatial light modulators.</a> J. Opt. Soc. Am. 25, 1642-1651 (2008).</li>
<li>Kennedy, S. A., Szabo, M. J., Teslow, H., Porterfield, J. Z., Abraham, E. R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creation+of+Laguerre-Gaussian+laser+modes+using+diffractive+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Creation of Laguerre-Gaussian laser modes using diffractive optics.</a> Physical Review A. 66, 043801(2002).</li>
<li>Black, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+introduction+to+Pound-Drever-Hall+laser+frequency+stabilization%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">An introduction to Pound-Drever-Hall laser frequency stabilization.</a> American Journal of Physics. 69, 79-87 (2001).</li>
<li>Freise, A., Heinzel, G., Lueck, H., Schilling, R., Willke, B., Danzmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-domain+interferometer+simulation+with+higher-order+spatial%5BTitle%5D)+AND+%22Class.Quant.Grav%22%5BJournal%5D)">Frequency-domain interferometer simulation with higher-order spatial.</a> Class.Quant.Grav. 21, (2004).</li>
<li>Uehara, N. Mode cleaner for the Initial LIGO 10 Watt Laser. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aUehara%2C+N+%22LIGO+internal+report%22">LIGO internal report</a>. 12, (1997).</li>
<li>Simtools, a collection of Matlab tools for optical simulations [Internet]. , Available from:
		
	 <a target="_blank" href="http://www.gwoptics.org/simtools/">http://www.gwoptics.org/simtools/</a> (2013).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les faisceaux de sortie de la plupart des lasers utilisés dans les mesures de haute précision sont conçus pour avoir une forme bien décrite comme un mode gaussien fondamental. Cette géométrie particulière du faisceau combine une faible diffraction avec un front d’onde sphérique. Alors que la faible diffraction est l’un des principaux avantages de la lumière laser, le front d’onde sphérique est tout aussi important, car il permet la transformation à faible perte du faisceau laser par des composants optiques standard à surfaces sphériques. Différentes formes de faisceaux peuvent également être créées, et récemment, les faisceaux de Laguerre-Gauss sont devenus intéressants pour leur application potentielle dans l’interférométrie de haute précision.
Dans cet article, nous avons démontré la procédure expérimentale permettant de créer des modes de Laguerre-Gauss d’ordre supérieur avec une pureté de 95 % pour des faisceaux laser ultra-stables de haute puissance. Pour y parvenir, nous avons combiné des techniques standard issues de différents aspects de la recherche optique, à savoir les plaques de phase diffractive et la pré-stabilisation laser pour les cavités de nettoyage de mode. Notre expérience fournit une méthode simple, modulaire et très fiable pour créer des faisceaux de haute puissance dans des modes d’ordre supérieur définis par l’utilisateur. Un laser commercial ultra-stable est utilisé comme source de lumière. Sa sortie est injectée dans une plaque de phase diffractive, qui peut convertir jusqu’à 75 % de la lumière dans le mode Laguerre-Gauss souhaité. Cette lumière est ensuite injectée dans une petite cavité optique et une boucle de rétroaction électronique est utilisée pour stabiliser la fréquence laser du laser à la longueur de la cavité. Le faisceau transmis par la cavité est à 95 % dans le mode souhaité et, comme le faisceau de mode fondamental à l’origine de la configuration, présente une très bonne stabilité de fréquence aux fréquences audio. Toutes les pièces représentent des composants standard dans les expériences optiques modernes. Nous avons démontré avec succès cette technique pour des puissances laser allant jusqu’à 80 W en mode Laguerre-Gauss 33 pur.
Il pourrait être possible d’obtenir des résultats similaires en remplaçant la plaque de phase par un autre élément de conversion de mode (par exemple, d’autres éléments diffractifs ou des convertisseurs de mode astigmatiques). Alternativement, un laser pourrait être configuré avec un résonateur optique réglé pour les modes de Laguerre-Gauss souhaités, en utilisant par exemple un masque d’amplitude. Enfin, la stabilisation de la fréquence laser de la cavité optique de référence pourrait être remplacée par un schéma similaire qui utilise une référence atomique. La nécessité d’un système de rétroaction électronique est probablement le principal inconvénient, mais cela est inévitable pour toute source lumineuse utilisée pour l’interféromètre de précision.
Cependant, nous pensons que la méthode démontrée dans cet article fournit un schéma simple et modulaire qui peut être mis à l’échelle à toutes les gammes de fréquence, de puissance ou de forme laser requises et présente ainsi une méthode puissante et polyvalente. Chaque pièce, la source laser, l’élément diffractif, ainsi que la cavité optique peuvent être modifiés ou optimisés individuellement, ce qui signifie que les systèmes d’injection laser existants peuvent également être mis à niveau pour utiliser les modes Laguerre-Gauss.

Au cours des dernières décennies des expériences de haute précision interférométriques ont été poussés vers un régime de sensibilité ultime où les effets quantiques commencent à jouer un rôle décisif. Dans ces expériences en cours et futurs, tels que le refroidissement laser des oscillateurs mécaniques 1, pièges optiques pour miroirs 2, la production de masses de test intriqués 3, quantique non-démolition interférométrie 4, la stabilisation de la fréquence des lasers à cavités rigides 5, et la détection d&#39;ondes gravitationnelles 6 , 7, 8, les chercheurs sont confrontés à une multitude de limiter les sources de bruit fondamentale et technique. Un des problèmes les plus graves est le bruit thermique des miroirs de la cavité des configurations interférométriques, qui est causée par l&#39;excitation thermique des atomes qui composent les substrats de miroir et le miroir des revêtements réfléchissants 7, 8, 9. Cet effet, appelé aussi le mouvement brownien, va provoquer une incertitude dans la phase dela lumière réfléchie à partir des masses d&#39;épreuve et va donc se manifester par une limitation fondamentale de bruit en sortie de l&#39;interféromètre. Par exemple, la sensibilité de conception projetée avancé ondes gravitationnelles antennes, comme avancée LIGO, Advanced VIRGO, et le télescope Einstein, est limitée par ce type de bruit dans la région la plus sensible de la bande de fréquence d&#39;observation de 10, 11, 12. Physiciens expérimentateurs de la communauté travaillent dur dans un effort continu pour minimiser ces contributions de bruit et d&#39;améliorer la sensibilité de leurs instruments. Dans le cas particulier de miroir brownien bruit, une méthode pour l&#39;atténuation consiste à utiliser un faisceau plus grande taille de la tache de la norme fondamentale HG 00 faisceau actuellement utilisé sur les surfaces de masse d&#39;essai, puisqu&#39;une plus grande moyenne de faisceau plus efficacement sur ​​les mouvements aléatoires de la surface 13, 14. La densité spectrale de puissance du bruit thermique du miroir a été représentée à l&#39;échelle avecl&#39;inverse de la taille du faisceau gaussien pour le substrat de miroir et avec l&#39;inverse du carré de la surface du miroir 9. Toutefois, comme les taches de faisceau sont faits plus grande, une plus grande fraction de la puissance lumineuse est perdu sur le bord de la surface réfléchissante. Si l&#39;on utilise un faisceau avec une répartition d&#39;intensité radiale plus homogène que le HG 00 faisceau couramment utilisé (voir par exemple la figure 1), le niveau de bruit thermique brownien peut être réduite sans augmentation de ce type de perte. Parmi tous les types de faisceau plus homogènes qui ont été proposées pour les nouvelles versions de l&#39;interférométrie de haute précision, par exemple poutres Mesa ou modes coniques 13, 14, les plus prometteurs sont d&#39;ordre supérieur LG poutres en raison de leur compatibilité potentielle avec le sphérique actuellement utilisé surfaces de miroir 15. Par exemple, le taux de détection des étoiles à neutrons binaire dans les systèmes de spirale - qui sont considérés comme des sources astrophysiques les plus prometteurs pour une première GW détecterion - pourrait être améliorée d&#39;un facteur de 2 ou plus de 16 ans au prix d&#39;un minimum de modifications dans la conception des interféromètres de deuxième génération actuellement en construction 10, 11. En plus des avantages de bruit thermique, les distributions d&#39;intensité plus larges d&#39;ordre supérieur poutres LG (voir par exemple la figure 2) ont été montré pour réduire l&#39;ampleur des aberrations thermiques de l&#39;optique dans les interféromètres. Cela permettrait de réduire la mesure dans laquelle les systèmes de compensation thermique sont invoquées dans de futures expériences d&#39;atteindre des sensibilités de conception 19. Nous avons étudié et démontré avec succès la faisabilité de générer des faisceaux LG aux niveaux de pureté et la stabilité requises pour opérer avec succès interféromètres GW au meilleur de leur sensibilité 16, 18, ​​19, 20, 21, 22. La méthode proposée combine les techniques et l&#39;expertise développées dans divers domaines de la physique et de l&#39;optique succèsh comme la génération d&#39;une grande stabilité, un faible bruit laser monomode poutres 23, l&#39;utilisation de modulateurs spatiaux de lumière et des éléments optiques de diffraction pour la manipulation des profils spatiaux des faisceaux lumineux 18, 22, 24, 25, 26, et l&#39;utilisation de des techniques de pointe pour la détection, le contrôle et la stabilisation des cavités optiques résonnantes 27 destinées à une autre purification et la stabilisation de la lumière laser. Cette méthode a fait ses preuves dans les expériences de laboratoire, a exporté pour des tests dans des interféromètres de prototype à grande échelle 20, et pour générer des modes LG aux puissances laser élevées jusqu&#39;à 80 W 21. Dans cet article, nous présentons les détails de la méthode de génération d&#39;ordre supérieur poutres LG et de discuter d&#39;une méthodologie pour la caractérisation et la validation du faisceau résultant. En outre, à l&#39;étape 4 une méthode pour les enquêtes numériques des cavités avec des miroirs non-parfaits 19 est décrite.

<table><tbody><tr><td colspan="4">L’appareil expérimental dont il est question dans cet article nécessite les types d’instruments suivants :</td></tr><tr><td colspan="4">Instrument</td></tr><tr><td>Solid state Source laser, Nd :YAG 1064 nm CW laser</td><td></td><td></td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Isolateur</td><td></td><td></td> de Faraday<td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Modulateur électro-optique (EOM)</td><td></td><td></td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>CCDprofileur</td><td></td><td></td> de faisceau de caméra<td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Lentilles</td><td></td><td></td><td>Quantité : selon la conception de l’appareil</td></tr><tr><td>Rétroviseurs</td><td></td><td></td> de direction<td>Quantité : selon la conception de l’appareil</td></tr><tr><td>Ouverture</td><td></td><td></td><td><forte>Quantité :</forte> 1</td></tr><tr><td>Miroirs à haute réflectivité (pour incidence normale)</td><td></td><td></td><td><fort>Quantité :</forte> 2</td></tr><tr><td>Bague</td><td></td><td></td> piézoélectrique<td><forte>Quantité :</forte> 1</td></tr><tr><td>Entretoise</td><td></td><td></td> de cavité<td><forte>Quantité :</forte> 1</td></tr><tr><td>Photodiodes et connexes électronique</td><td></td><td></td> de contrôle<td>Quantité : 1 ou plus, selon la conception de l’appareil</td></tr><tr><td>Modulateur</td><td></td><td></td> spatial de lumière<td>Quantité : 1 Holoeye LCR-2500</td></tr><tr><td colspan="4">Tous les instruments ci-dessus sont disponibles dans le commerce et aucune spécification particulière n’est requise. Nous laissons le choix des instruments les plus adaptés à l’expérimentateur. s discrétion.</td></tr><tr><td colspan="4">Dans l’intérêt de l’expérimentateur intéressé à reproduire le protocole, nous recommandons les outils suivants utilisés dans notre expérience :</td></tr><tr><td colspan="4">Tools</td></tr><tr><td>Innolight OEM 300NE, 1064 nm, 300 mW</td><td></td><td></td><td>Source laser :</td></tr><tr><td>SIMTOOLs</td><td></td><td></td><td>Logiciel d’analyse de données, disponible à l’adresse <a href="http://www.gwoptics.org/simtools/ » target="_blank">www.gwoptics.org/simtools/</a></td></tr><tr><td>FINESSE</td><td></td><td></td><td>Logiciel de simulations optiques, <a href="http://www.gwoptics.org/finesse/ » target="_blank"> www.gwoptics.org/finesse/</a></td></tr><tr><td colspan="4">Enfin, la plaque de phase utilisée dans la présente expérience a été fabriquée par Jenoptik GmbH, sur la base d’une conception personnalisée fournie par les auteurs.</td></tr></tbody></table>

la génération de d&#39;ordre supérieur laguerre-gauss faisceaux optiques pour l&#39;interférométrie de haute précision

The Generation of Higher-order Laguerre-Gauss Optical Beams for High-precision Interferometry

Le bruit thermique dans les miroirs de haute réflectivité est un obstacle majeur pour plusieurs types d&#39;expériences de haute précision interférométrique qui visent à atteindre la limite quantique standard ou pour refroidir les systèmes mécaniques à leur état quantique fondamental. C&#39;est par exemple le cas est prévu des futurs observatoires d&#39;ondes gravitationnelles, dont la sensibilité aux signaux d&#39;ondes gravitationnelles être limitée dans la bande de fréquence la plus sensible, par les vibrations atomiques de leurs masses de miroir. Une approche prometteuse poursuivis pour surmonter cette limitation est d&#39;employer d&#39;ordre supérieur Laguerre-Gauss (LG) faisceaux optiques à la place du mode fondamental classiquement utilisés. En raison de leur distribution d&#39;intensité de lumière plus homogène de ces faisceaux en moyenne plus efficace sur les fluctuations de la surface du miroir, ce qui réduit l&#39;incertitude sur la position du rétroviseur détectée par la lumière laser alimentés en chaleur. Nous démontrons une méthode prometteuse pour générer desd&#39;ordre supérieur LG faisceaux par mise en forme d&#39;un faisceau gaussien fondamental à l&#39;aide d&#39;éléments optiques diffractifs. Nous montrons que, avec détection conventionnelles et des techniques de contrôle qui sont connus pour stabiliser les faisceaux laser fondamentaux, LG modes d&#39;ordre supérieur peuvent être purifiées et stabilisées tout aussi bien à un niveau comparativement élevé. Un ensemble d&#39;outils de diagnostic nous permet de contrôler et d&#39;adapter les propriétés des faisceaux LG générés. Cela nous a permis de produire un faisceau LG avec la plus grande pureté rapporté à ce jour. La compatibilité démontrée des modes d&#39;ordre supérieur LG avec des techniques d&#39;interférométrie standard et avec l&#39;utilisation d&#39;optiques sphériques standards en fait un candidat idéal pour une utilisation dans une future génération de l&#39;interférométrie de haute précision.

Tous les résultats expérimentaux décrits jusqu'à présent dans le texte et présentés dans les figures constituent un exemple représentatif d'une exécution réussie du protocole de conversion de faisceau. Le résultat le plus représentatif est la pureté du faisceau généré : une conversion de faisceau réussie doit conduire à une pureté du faisceau de l'ordre de 95 % ou plus. Un bon exemple de conversion de faisceau réussie est la mesure du profil d'intensité d'un faisceau LG33 de 82,8 watts et de pureté 96 %, obtenue dans 21 et reproduite ici dans la figure 12.
De même, comme discuté dans les sections du protocole, les efficacités de conversion de mode de la lame de phase et de l'ensemble du dispositif expérimental constituent un bon indicateur de la conception réussie de l'appareil expérimental, y compris de la lame de phase et de la cavité de nettoyage de mode. Des valeurs de l'ordre de 50 % à 60 % et plus sont généralement considérées comme une bonne efficacité de conversion de mode. L'efficacité maximale de conversion rapportée jusqu'à présent avec ce type de dispositif est d'environ 70 % 21.
L'analyse par simulation décrite dans le protocole de la section 4 devrait fournir des valeurs concernant la pureté du faisceau avec des miroirs réalistes, des spécifications proposées pour les miroirs et la pureté du faisceau obtenue lorsque ces spécifications sont appliquées. Un exemple des résultats attendus avec des cartes de miroirs réalistes est présenté dans la référence 19, où une pureté initiale de 89 % est obtenue pour le mode LG33, contre une pureté de &gt;99 % pour le mode HG00. Une pureté de &gt;99 % pour le mode LG33 est atteinte en utilisant des exigences spécifiques pour les miroirs, entraînant une réduction majeure de l'astigmatisme à la surface du miroir.
<img alt="Schéma des modes de résonance optique ; indices de mode horizontaux/verticaux, analyse en recherche physique." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 1"> 
Figure 1. Motifs d'intensité des modes de Hermite-Gauss (HG) jusqu'à l'ordre 6. Les motifs d'intensité sont normalisés pour présenter la même intensité maximale, afin d'en améliorer la visibilité.
<img alt="Motifs d'intensité du faisceau en vortex ; schéma des indices de mode azimutal et radial, analyse du vortex optique." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 2"> 
Figure 2. Motifs d'intensité des modes LG hélicoïdaux jusqu'à l'ordre 9. Les motifs d'intensité sont normalisés pour présenter la même intensité maximale, afin d'en améliorer la visibilité.
<img alt="Schéma du dispositif laser avec EOM, isolateur de Faraday pour l'excitation optique et l'analyse d'émission." fo:conten-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig3.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 3"> 
Figure 3. Schéma d'un dispositif conventionnel pour la production et la stabilisation de faisceaux HG00.
<img alt="Schéma du dispositif optique avec plaque de phase, servo et CCD pour la modulation et l'analyse du faisceau." fo:conten-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig4.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 4"> 
Figure 4. Schéma du dispositif expérimental décrit dans cet article. Le faisceau HG00 est d'abord adapté en mode à une taille de taille souhaitée à l’aide d’un télescope, puis injecté sur la plaque de phase. Le faisceau diffracté principal est séparé des ordres de diffraction supérieurs à l’aide d’un diaphragme, puis envoyé vers la cavité de nettoyage de mode. Une photodiode est utilisée pour extraire le signal d’erreur permettant de contrôler la longueur de la cavité. L’intensité du faisceau est analysée par une caméra CCD.
<img alt="Diagramme de modulation de phase montrant les positions de la lame de phase ; axes x-y, échelle de modulation de phase relative." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig5.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 5"> 
Figure 5. Profil de modulation de phase pour convertir un mode HG00 en mode LG33.
<img alt="Profil de modulation de phase, diagramme d'interférence, analyse de la lame de phase, configuration du système optique." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig6.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 6"> 
Figure 6. Exemple de profils de modulation de phase en dents de scie pour générer des modes LG33.
<img alt="Comparaison des motifs d'interférence : mesuré par rapport à théorique ; optique ondulatoire ; étude de la diffraction." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig7.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 7"> 
Figure 7. Comparaison entre la distribution d'intensité du faisceau composite généré par la lame de phase (à gauche) et la distribution d'intensité théorique pour un faisceau LG33 pur ayant les mêmes paramètres.
<img alt="Analyse du motif de diffraction ; données, ajustement et résidus présentés ; résultats de l'analyse du spectre visible." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig8.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 8"> 
Figure 8. Exemple d'ajustement du profil d'intensité du faisceau appliqué à un faisceau réel LG33 transmis par une plaque de phase (à gauche), comparé aux résultats de l'ajustement (au centre) et aux résidus de l'ajustement (à droite). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50564/50564fig8large.jpg" target="_blank"> Cliquez ici pour voir la figure en taille agrandie</a>.
<img alt="Analyse d'un faisceau de Laguerre-Gauss ; graphique de la position en fonction du rayon du faisceau ; comparaison des ajustements de données ; étude en optique." fo:conten-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig9highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig9.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 9"> 
Figure 9. Profil d'un faisceau LG33 avec ajustement gaussien présenté à titre comparatif.
<img alt="Graphique de balayage de cavité avec données de mesure, ajustement LG33, modèle numérique ; comparaison entre la lecture PD et la FSR." fo:conten-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig10highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig10.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 10"> 
Figure 10. Puissance lumineuse transmise par une cavité linéaire en fonction de la longueur de la cavité, lorsqu’un faisceau généré par la plaque de phase est injecté. Les pics de résonance à 0 et 1 FSR correspondent au mode souhaité LG33. Un ajustement à ce mode dominant est présenté à titre de comparaison (ligne bleue). La courbe rouge montre le résultat du modèle numérique, basé sur le contenu modal décrit dans le Tableau 2. Des images des faisceaux indésirables à filtrer par la cavité sont présentées dans les encarts.
<img alt="Carte topographique 3D de hauteur, données codées en couleurs, analyse de nanostructures, visualisée sous forme de diagramme." fo:conten-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig11highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig11.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 11"> 
Figure 11. Exemple de carte de surface miroir pour l'un des miroirs optiques avancés de LIGO 19.
<img alt="Analyse du profil du faisceau ; ajustement LG33 ; distribution de l'intensité ; schéma optique ; tracé des résidus." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig12.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Figure 12"> 
Figure 12. Profil d'intensité d'un faisceau LG33 de 82,8 W transmis par une cavité linéaire (à gauche) comparé aux résidus de l'ajustement (à droite).
<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>p</td>
			<td>l</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>2</td>
			<td>3</td>
			<td>4</td>
			<td>5</td>
			<td>6</td>
			<td>7</td>
			<td>8</td>
			<td>9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">0</td>
			<td>1,0</td>
			<td>2,8</td>
			<td>1,7</td>
			<td>2,0</td>
			<td>2,2</td>
			<td>2,5</td>
			<td>2,6</td>
			<td>3,1</td>
			<td>3,0</td>
			<td>3,2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">1</td>
			<td>1,7</td>
			<td>2,7</td>
			<td>2,2</td>
			<td>2,4</td>
			<td>2,6</td>
			<td>2,8</td>
			<td>2,9</td>
			<td>2,8</td>
			<td> </td>
			<td> </td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">2</td>
			<td>2,2</td>
			<td>2,4</td>
			<td>2,5</td>
			<td>2,7</td>
			<td>2,9</td>
			<td>3,0</td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">3</td>
			<td>2,5</td>
			<td>2,7</td>
			<td>2,8</td>
			<td>3,0</td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">4</td>
			<td>2,9</td>
			<td>3,0</td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
			<td> </td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tableau 1. Rapport optimal entre la taille du faisceau d'entrée HG00 et la taille du faisceau de l'image de phase LGpl pour les modes LG jusqu'à l'ordre 9.
<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Mode</td>
			<td>LG33</td>
			<td>LG63</td>
			<td>LG43</td>
			<td>LG53</td>
			<td>LG32</td>
			<td>LG62</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puissance</td>
			<td>75 %</td>
			<td>8 %</td>
			<td>4 %</td>
			<td>4 %</td>
			<td>4 %</td>
			<td>1 %</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tableau 2. Analyse du contenu du mode décrite par le balayage de la cavité illustré dans la Figure 10.

De grands interféromètres laser sont en cours de construction pour créer un nouveau type d’astronomie basé sur les ondes gravitationnelles. Leurs sensibilités, comme pour de nombreuses autres expériences de haute précision, s’approchent des limites fondamentales du bruit telles que la vibration atomique de leurs composants. Nous sommes à l’avant-garde des technologies permettant de surmonter ces limites en utilisant de nouvelles formes de faisceaux laser.

La génération de d&#39;ordre supérieur Laguerre-Gauss faisceaux optiques pour l&#39;interférométrie de haute précision

Thermal noise in high-reflectivity mirrors is a major impediment for several  types of high-precision interferometric experiments that aim to reach the  ...

L'objectif général de cette procédure est de générer des faisceaux optiques de modes d'ordre élevé avec une grande pureté, destinés à être utilisés en interférométrie de haute précision. Cette réalisation s'effectue en concevant et en prototypant tout d'abord le motif optimal de conversion de phase afin de transformer un faisceau optique en mode fondamental en un mode d'ordre supérieur ou en mode souhaité, à l'aide d'un convertisseur de modes à modulateur spatial de lumière, puis en fabriquant un convertisseur à lame de phase basé sur les résultats du prototypage. La deuxième étape consiste à injecter un faisceau laser en mode fondamental sur la lame de phase fabriquée afin de produire un faisceau de faible pureté.Le faisceau produit est soigneusement profilé, puis adapté aux nouveaux paramètres de faisceau souhaités à l'aide de lentilles afin d'être finalement injecté dans la cavité du filtre linéaire de modes. Ensuite, la cavité du filtre linéaire de modes agit comme un sélecteur de modes pour le faisceau injecté. Le verrouillage du filtre linéaire de modes permet de séparer le mode gilgo souhaité des modes résiduels indésirables, d'éliminer ces derniers et, en fin de compte, d'augmenter la pureté modale globale du faisceau généré.La dernière étape consiste à concevoir les miroirs nécessaires pour obtenir les performances souhaitées du mode Lega GARS dans un détecteur à grande échelle. Cela est réalisé en simulant les sous-systèmes du détecteur et en réduisant certaines formes des surfaces des miroirs jusqu'à atteindre les performances souhaitées. En fin de compte, l'analyse du profil d'intensité du faisceau généré est utilisée pour évaluer sa pureté.Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes est qu'elle permet de générer un faisceau stable de haute pureté. Cela permet également un haut degré d'adaptabilité dans la configuration expérimentale. Bien que cette méthode puisse apporter des améliorations dans la réalisation de mesures interférométriques de haute précision, elle peut aussi être appliquée à tous les domaines de la science, tels que la microscopie en traitement des matériaux, les capteurs de mouvement, la biologie, et bien d'autres encore.L'idée de cette méthode nous est venue après avoir lu dans la littérature scientifique des travaux sur la conversion de modes à l'aide de plaques de phase et de modulateurs spatiaux de lumière. Nous avons immédiatement compris que, si nous appliquions la technique de nettoyage de mode, nous devrions être en mesure d'améliorer considérablement la pureté des modes que nous générons de cette manière. Après le développement de cette technique, les chercheurs spécialisés dans la détection des ondes gravitationnelles ont pu explorer l'application des faisceaux en forme de mode Laguerre-Gauss dans leurs dispositifs expérimentaux.Représentatif des interféromètres d'ondes gravitationnelles, y compris des prototypes d'interféromètres à grande échelle utilisant des systèmes laser de haute puissance, la première étape consiste à générer un faisceau fondamental de grande intensité, pur, à bruit faible et stabilisé en puissance. Les détails de ce montage figurent dans le manuscrit. Utilisez un analyseur de faisceau doté d'un logiciel d'analyse d'image en temps réel pour mesurer le rayon du faisceau le long du trajet optique et recueillir au moins 10 points de données, puis ajustez les rayons mesurés afin d'extraire la taille et la position de la taille du faisceau.Ensuite, sélectionnez et placez des lentilles le long du trajet optique afin de modifier la taille et la position de la taille du faisceau. Dirigez le faisceau vers le modulateur spatial de lumière placé au niveau de la taille du faisceau afin de faciliter l'alignement d'un modulateur spatial de lumière de type réflectif. Ajustez l'angle d'incidence à cinq degrés ou moins afin d'éviter l'astigmatisme dans le faisceau généré.Appliquez maintenant le profil de phase du faisceau GU supérieur ou inférieur souhaité à l'afficheur à cristaux liquides du modulateur spatial de lumière à l'aide du programme informatique dédié. Voici le profil de modulation de phase du mode AL trois trois à créer dans cette expérience. Il s'agit de l'image telle qu'elle apparaît sur le modulateur spatial de lumière. Lorsqu'elle est observée avec le polariseur, sélectionnez le profil de phase approprié en fonction de la taille du faisceau injecté.La taille du motif chevauche désormais une structure de diffraction dans le profil de phase du modulateur spatial de lumière. L'encart en bas à gauche montre initialement le faisceau auquel n'est appliqué que le motif de conversion de phase à droite sur le modulateur spatial de lumière ; avec l'ajout d'un motif de diffraction au profil de phase, la lumière portant le profil leggos est séparée de la lumière ne le portant pas. Optimisez l'angle de diffraction afin de produire un angle de diffraction vers le premier ordre supérieur à l'angle de divergence du faisceau. Utilisez les données du motif de conversion optimal pour fabriquer une lame de phase destinée à remplacer le modulateur spatial de lumière.Il est pratique de positionner la lame de phase au niveau du col du faisceau du mode fondamental injecté à convertir. Placez une caméra CCD derrière la lame de phase afin de faciliter l'alignement. Surveillez la sortie de la caméra pour aligner soigneusement la lame de phase de manière qu'elle soit perpendiculaire au faisceau initial et que le faisceau soit centré par rapport à la structure de phase.Utilisez une carte de faisceau pour déterminer l'emplacement des faisceaux transmis à travers la lame de phase. Obtenez une bonne séparation des ordres de diffraction supérieurs. Une fois cette étape réalisée, masquez les faisceaux d'ordre supérieur à l'aide d'un diaphragme centré sur l'ordre de diffraction principal.Vérifiez que l'ouverture donne les résultats souhaités. Puis, construisez une cavité de nettoyage du mode à placer là où le faisceau leggos sera injecté. Choisissez les miroirs pour la cavité.Sélectionnez un entretoise rigide pour les supporter, ainsi qu'un élément annulaire piézoélectrique permettant des ajustements microscopiques de la longueur de la cavité. Collez les miroirs sur l'entretoise et placez l'élément annulaire piézoélectrique entre l'un des miroirs et l'entretoise, la cavité de nettoyage du mode étant en place et sa géométrie définie. Adaptez le mode du faisceau généré par la plaque de phase à la cavité afin de profiler le faisceau de Laguerre-Gauss. Enregistrez sa distribution d'intensité à l'aide d'une caméra CCD en différents points le long du trajet du faisceau. Pour profiler le faisceau de Laguerre-Gauss, enregistrez sa distribution d'intensité à l'aide d'une caméra CCD en différents points le long du trajet du faisceau.Placez les lentilles et répétez les mesures jusqu'à ce que la taille et la position optimales du faisceau soient trouvées. Modifiez maintenant la longueur de la cavité en déplaçant le miroir à l’aide du cristal piézoélectrique. Optimisez l’alignement du faisceau injecté dans la cavité tout en surveillant le faisceau transmis visible sur le moniteur.Utilisation des mesures de la lumière transmise par le filtre de mode, indiquée ici par la trace rouge en fonction de la longueur de la cavité, montrée par la trace jaune, afin d'analyser la composition modale du faisceau leggo généré par la lame de phase. Examiner maintenant attentivement les images CCD et identifier les modes parasites. Ici, les profils du faisceau des modes parasites sont représentés lors du passage par leurs pics.Évaluez la puissance de ces modes à l'aide du signal des photodiodes et calculez la composition exacte en modes du faisceau global. Les résultats mesurés et la composition exacte en modes peuvent être reproduits et comparés à des simulations numériques, comme illustré ici. Poursuivez en activant la boucle de contrôle pour verrouiller la longueur de la cavité à la résonance principale, puis enregistrez des images du profil du faisceau transmis par la cavité à l'aide de la caméra CCD afin de diagnostiquer le faisceau produit.Mesurez la puissance du faisceau leggos à l'aide d'un wattmètre laser. Il convient de prendre soin d'éviter le rognage, car les faisceaux leggos peuvent dépasser les dimensions de la zone sensible de la plupart des instruments commerciaux. Utilisez une caméra CCD pour mesurer l'intensité du faisceau. Employez une routine d'ajustement afin de déterminer les paramètres du fichier théorique du profil de faisceau.Évaluez la pureté du faisceau en calculant le produit scalaire au carré des distributions d'amplitude théorique et mesurée. Les miroirs utilisés dans les expériences interférométriques à grande échelle, comme Advanced LIGO, sont des optiques de pointe incroyablement lisses, conçues pour l'utilisation du mode fondamental plutôt que des modes d'ordre supérieur. Les modes AL exigent des spécifications plus strictes, déterminées par des simulations.Commencez par choisir un outil de simulation dans ce cas. Finesse pour cette vidéo. L'interféromètre de Michelson à double recyclage Advanced LIGO avec des cavités bras Fabry-Perot, illustré ici, est modélisé.Préparez l'entrée finesse du modèle, puis testez-la avec des faisceaux en mode fondamental et validez sa fiabilité. Adaptez le fichier finesse pour le mode LG trois trois. Veillez à modifier le dispositif afin d'obtenir une taille de faisceau similaire à celle du mode fondamental.Répétez les tests en utilisant ces faisceaux. Les résultats devraient être très similaires à ceux du mode fondamental. Configurez maintenant un modèle d'interféromètre réaliste intégrant des données sur les figures de surface des miroirs de la cavité.Étudier et comparer les performances du mode fondamental gaussien hermitien et des modes d'ordre supérieur de Legendre, par exemple en détectant le champ au port noir. On s'attend à ce que les modes d'ordre supérieur aient des performances inférieures. La dégénérescence de mode, qui provoque des faisceaux déformés s'infiltrant dans le port de détection, permet d'analyser les effets de dégénérescence présents dans ce modèle, simulant ainsi les cavités en anneau Fabry-Perot où la dégénérescence prend naissance.Utilisez les données de ces simulations pour identifier les modes indésirables dans le faisceau circulant et toute séparation de fréquence. Dans cette partie de la vidéo, la carte de la surface du miroir est affichée en bas à gauche et le contenu polynomial de Zernike de la surface du miroir en bas à droite ; les formes de miroir provoquant un couplage important entre le faisceau d'entrée et les modes de même ordre sont ajustées afin d'obtenir une plus grande pureté du faisceau circulant. Le profil du faisceau est montré en haut à gauche et sa puissance en haut à droite.Dans ce cas, une pureté de 99 % du mode circulant est finalement obtenue. La carte finale des miroirs représente les exigences en matière de miroirs pour le mode leggos et peut être utilisée dans des simulations de l'interféromètre à pleine échelle afin de tester les améliorations de performance. Il s'agit du profil d'intensité du faisceau en mode fondamental utilisé comme entrée du système, qui a été correctement converti en ce faisceau legge Gauss trois trois.Dans l'exemple présenté ici, qui montre des résultats publiés dans la référence 21, un faisceau lagals trois trois de 82,8 watts et de 96 % de pureté a été généré à l'aide de cette méthode. On peut se faire une idée de la pureté de ce faisceau à partir de ce tracé des résidus d'ajustement pour ce mode.Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en quelques semaines si elle est correctement exécutée, de la conception à la mise en place de l'appareil. En tentant cette procédure, il convient d'accorder une attention extrême à la conception, à la remise en état préliminaire de ce dispositif expérimental, ainsi qu'au choix et à la qualité des composants optiques. En général, une personne débutant avec cette méthode éprouvera des difficultés avec la conception, la caractérisation et l'alignement de la section de l'appareil dédiée aux modes d'ordre supérieur.Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment créer des modes d'ordre supérieur, tels que les modes de Gausse, destinés à être utilisés en interférométrie de haute précision. N'oubliez pas que le travail avec des lasers peut présenter des risques extrêmement élevés et que des précautions, telles que le port de lunettes de protection laser certifiées, doivent toujours être prises lors de l'exécution de cette procédure.

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