Characterization of Systematic Errors Due to Intensity Inhomogeneities of Raman Beams in a Cold Atom Absolute Gravimeter

Les corrélations entre les degrés de liberté internes et externes des atomes neutres permettent d'atteindre une précision et une sensibilité de pointe dans les capteurs inertiels. Cette thèse présente les derniers développements réalisés sur le gravimètre absolu à atomes froids (CAG) du LTE, basé sur l'interférométrie d’états de moment via des transitions Raman dans un nuage d'atomes de 87 Rb en chute libre. Nous identifions les inhomogénéités d'intensité comme la principale source de perte de contraste dans le CAG, et mettons en évidence le rôle des interactions non résonantes induites par la géométrie contre-propagative des faisceaux Raman. Après optimisation du dispositif optique, le contraste de l'interféromètre s'est amélioré de près de 10 %, et les structures locales liées au champ ont été éliminées. Par ailleurs, nous avons identifié des phases de biais provenant des variations d'intensité laser, principalement pendant l'impulsion miroir. Nous introduisons une méthode dynamique pour évaluer ces déphasages, qui constitue une généralisation de l'approximation adiabatique classique. Cette approche permet de distinguer les déphasages causés par des processus à deux photons de ceux ayant une autre origine. Elle relie notamment la population d'états de moment indésirables à l'accumulation de phases non linéaires aux sorties de l'interféromètre. Nous rapportons un biais systématique dans la mesure de g de l'ordre de 5 × 10−9 g, attribué aux inhomogénéités d'intensité, ainsi qu'une sensibilité de 20 × 10−9 g Hz−1/2.