STAGE Etude d'un accéléromètre MEMS pour hybridation avec un gyromètre à atomes froids sur puce

Date de mise à jour de l’offre

Systèmes de Référence Temps-Espace SYRTE-Observatoire de Paris :

Situé à l’Observatoire de Paris, le SYRTE - Systèmes de Référence Temps-Espace - est une unité mixte de recherche (UMR 8630) du CNRS, de l’Observatoire de Paris - Université PSL et de Sorbonne Université. Alliant recherche de très haut niveau et services scientifiques, le SYRTE se place aujourd’hui au premier rang international dans des champs disciplinaires variés : métrologie du temps et des fréquences, systèmes de référence célestes, rotation de la Terre, histoire de l’astronomie. La pluridisciplinarité du SYRTE se retrouve aussi dans ses compétences transverses - théorie, instrumentation, traitement et analyse de données - et dans la diversité de ses objectifs qui vont de la physique fondamentale jusqu’au transfert industriel. Le SYRTE a des partenariats avec plusieurs organismes publics, dont notamment le CNES, la DGA, l’ESA, le Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), et de nombreux industriels. Il est membre fondateur du Laboratoire d’Excellence du Programme Investisse

Description de la mission

Cette proposition s'inscrit dans le projet de réalisation d'un gyromètre à atomes
froids sur puce. Le dispositif est basé sur un guide en géométrie de tore généré avec un
microcircuit (ou puce) à atomes. Cette expérience est motivée par la démonstration récente de la
manipulation cohérente de paquets d'ondes atomiques dans ces dispositifs, ouvrant ainsi des
perspectives concrètes pour la réalisation de gyromètres/accéléromètres compacts à atomes froids,
capables d'atteindre une sensibilité comparable à celle de dispositifs classiques (gyromètre à fibre
optique, gyrolaser) à l'état de l'art.
Dans le cas d'un gyromètre, c'est l'effet Sagnac qui est le fondement de la mesure de vitesses
de rotation avec ce capteur. Malgré l'aire relativement petite qu'on peu réaliser avec un
microcircuit à atomes, leur sensibilité élevée résulte, d'une part, de temps d'interrogation
importants allants jusqu'à la seconde, et d'autre part, de la faible dispersion en vitesse d'un
ensemble d'atomes froids (températures sub-Doppler) donnant la possibilité d'observer des
franges d'interférence atomique avec plus de 80% de contraste. On s'attend donc à ce que
l'utilisation d'atomes ultra froids puisse accroître encore le temps d'interrogation et la visibilité de
franges. De plus, les premières expériences d'interférométrie atomique réalisées avec des
condensats sur des puces à atomes nous permettent d'envisager des capteurs inertiels intégrés,
mieux adaptés aux applications comme la navigation inertielle du fait de leur compacité.
Le stage porte sur la caractérisation d'un accéléromètre à MEMS qui sera utilisé pour la
mesure de vibrations de l'expérience lors de la réalisation de l'interféromètre atomique. En effet,
les franges d'interférence atomique résultent du « mapping » de l'énergie d'interaction atomeslaser de Bragg sur la phase de la fonction d'onde atomique. Cette phase est définie par la phase
des faisceaux Bragg au point d'interaction avec les atomes. Comme la phase de lasers à l'endroit
où se trouvent les atomes est sensible au vibrations du support mécanique de faisceaux, il est
important de bien la mesurer pendant la réalisation de l'interféromètre. Lors du stage l'étudiant(e)
devra installer l'accéléromètre MEMS sur l'expérience, mesurer la densité spectrale du bruit de
vibrations caractéristique de l'expérience et déterminer la phase de vibrations contenue dans la
phase globale mesurée à la fin de l'interféromètre en utilisant la fonction de transfert de celui-ci.

Profil recherché

M1 ou M2

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    Systèmes de Référence Temps-Espace SYRTE-Observatoire de Paris
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    De 51 à 250 salariés
  • Site internet de la structure
    https://syrte.obspm.fr
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    61 av de l'observatoire
    75014 PARIS 14E ARRONDISSEMENT
  • Accès et transports
    https://syrte.obspm.fr/spip/presentation/article/acces-au-site-de-l-observatoire-de-paris