Projet Lisa

Deux ingénieurs de recherche du service électronique sont impliqués à temps complet depuis fin 2006 dans les activités de R&D LISA.

La stabilisation d'un laser Nd-YAG par la technique d'absorption saturée sur une raie hyperfine de l'I27I2 a nécessité de développer différents équipements électroniques  

- développement d'un équipement électronique de contrôle et asservissement d'un laser Nd:YAG. Nous avons collaborés pour cela avec l'observatoire de Nice qui a acquis une expertise dans ce domaine dans le cadre de l'expérience VIRGO. L'APC a pris en charge la conception des alimentations haute-tension et basse-tension faible bruit.

 

Nous avons aussi largement participés au suivi de réalisation en sous-traitance de 3 équipements d’asservissement :

- développement d’asservissements de température, ayant une stabilité d'un 1/100ème de degré, destiné au :

  • refroidissement des cellules d'iodes du banc de stabilisation laser.
  • réchauffement du doubleur optique (1064nm/532nm)

- développement de 2 asservissements de puissance optique constitué de photo détecteurs Silicium et de contrôleurs PI  associés

- intégration et test des appareils électroniques développés à l’APC et commerciaux  avec le banc de stabilisation laser

 

Nous travaillons actuellement sur les équipements électroniques de commande du LOTE (LISA Optical Test Equipment) qui est destiné à reproduire en laboratoire le fonctionnement de la mission LISA afin de vérifier entre autres les algorithmes de réduction de bruit et de tester les performances de sous-ensembles intégrés à la mission réelle (phasemètres).

 

L'évolution temporelle des bruits de fréquence et de phase, ainsi que les temps de propagation des bruits lasers le long des bras est générée par un ordinateur à partir d'un modèle de LISA (orbitographie) et des mesures de stabilité en fréquence effectuées sur les lasers asservis. Le rôle de l'électronique de contrôle est donc de faire le lien entre l'ordinateur et la fréquence RF appliquée aux modulateurs acousto-optiques.

Le composant principal de ce système est un DDS (Direct Digital Synthetizer) qui permet de générer un signal de fréquence et de phase variable en fonction de commandes numériques.

 

 

Synoptique générale d’un bras du LOTE

 

Nous développons au laboratoire l’électronique nécessaire au fonctionnement de cet ensemble :

  • les cartes interface DDS permettant d’adapter les signaux numériques destinés aux DDS en provenance du châssis PXI  et d’alimenter les cartes DDS.
  • les électroniques asservissements de puissance optique des faisceaux laser en sortie des AOM
  • la carte de distribution d’horloge des DDS qui utilisent des circuits logiques rapides ECL de très faible jitter.
  • les photo détecteurs rapides qui fournissent aux phasemètres les signaux d’interférences de faisceaux laser
  • les photo détecteurs lents qui fournissent au asservissement de puissance une mesure de la puissance optique

 

Nous développons également une application sous Labview permettant de piloter cet ensemble.

Nous utilisons un prototype de phasemètre développé spécifiquement pour LISA par l'Albert Einstein Institut basé à Hannovre en Allemagne.