DAVID H. SHOEMAKER - LIGO - Caltech

Diueloppcmcnt d'un laser Nd:YAG stabilisi,: les comportements stq,heucs fgg
2E) D€veloppement d'un laser Nd:YAG stabilisd
Introduction
La limite fondamentale de mesure, celle du bruit de phoions, a d6ji itd men-
tionnde. Il est apparent qu,il faut chercher les source3 laser qui donaent une
puissance 6lev6e; dans la section lB, on a vu qu'une puissance de I'ordre d'un
kilowatt dans l'interfiromitre sera n6cessaire pour avoir I'espoir de voir un taux
d'6vinements raisonnable. On peut trouver des moyens de rdduire la puissance
brute ndcessaire ('recyclage', mentionn6 dans la section lB), mais on a finale.
ment besoin de plusieurs dizaines de watts, avec les stabilitds en Duissance et en
fr6quence siipulees dans la section tC.
Jusqu'i prisent, les maquettes d'interfdromitres 6taient illumin6es par des
lasers i, Argon. Ce laser, bien d6velopp6 pour les buts industriels, est disponible
avec une puissance multifrdquence de vingt watts. Les tentativ$ pour obtenir
des puissances plus imporiantes ont entrain6 pour les lasers des durdes de vie trds
couftes, et on n'attend pas d'autres am6liorations dans I'avenir.
Les lasers Argon sont des lasers i gaz ionisd; la r6sonance atomique subit un
ilargissement inhomoglne i, cause de la vitesse thermique des atomes. Le r6sultat
est que la puissance maximale esi rdduite i quelque cinq watts avec I'introduction
d'un dlalon qui limite I'oscillation i un seul mode longitudinal. Le rendemeni des
lasers i, Argon est limit6 par Ie systlme de pompage (6mission dans le gaz Argon
lui-m€me) i quelques pour mille; et les sysilmes commerciaux ont un rend€ment
d'i peu pres l0-{. On peut imaginer un riseau de lasers i Argon, tous asservis
et ajoutds en phase, pour arriver aux puissances suffisantes; mais la faiblesse de ce
rendement, le corit initial, et la dure€ de vie limit6e des tubes lasers (< 3OO0 h),
tendent un tel arrangement peu pratique.
Une alternative tris aitraciive est le laser A. yAG (Grenat d'yttfium et d'.{lu-
minium) dopd avec du niodyme. Sur une forte pression de la demande industrielle,
des progris rapides dans la puissance disponible (plusieurs kilowatts) ei I'efficacitd
(de I'ordre de plusieurs pour ceni) ont 6t6 r6alis6s. Cependant, il reste plusieurs
problimes i r6soudre: en g6n6ral, le faisceau de sortie nlest pas monomode trans-
verse ou longitudinal. Donc les bruits en frdquence €t en puissance sont excessifs