Brevet FR2099486A1 — publié le 19720317

La présente invention concerne un nouveau système permettant de contrôler la précision de longueur d'onde de l'émission des lasers He-Ne opérant dans la région du visible à une longueur d'onde de ° 11 6328 A, jusqu'à au moins une partie en 10 , Elle concerne, plus par- 5 ticulièrement, le contrôle de la longueur d'onde en référant la fréquence de l'émission du laser aux fréquences centrales des composants hyperfins aux rr cavités " inverses de Lamb d'une ligne d'absorption 129 de la vapeur d'un isotope I ^ de l'iode. Dans la technologie optique moderne, la radiation cohérente dans 10 l'espace, hautement directionnelle, hautement monochromatique, disponible à partir des lasers à gaz stable, joue un rôle important. En particulier, une telle radiation cohérente est employée en interféro-métrie pour mesurer les distances et les changements dans les dimensions et en holographie pour enregistrer et redonner des images à 15 deux ou trois dimensions. Dans ces applications et également dans d'autres, il est important que le laser opère à des niveaux de puissance modérés, en mode simple, c'est-à-dire à une seule fréquence, d'une manière stable et il est important, également, que la fréquence puisse être rétablie avec précision. Précision et justesse sont, réel-20. lement, deux choses tout à fait différentes. La théorie prévoit et l'expérience confirme que la largeur de ligne intrinsèque instantanée du mode oscillant devrait être de l'ordre de un Hertz, ou moins, pour essentiellement tous les lasers gazeux. Les travaux de Jasefa (voir Physical Review Letters, vol. 10, I963i P» 1650 montrent que si l'on 25 opère avec soin, les lasers peuvent être suffisamment stables pour que les largeurs de bande oscillantes de quelques dizaines d'Hertz puissent, en fait, être obtenues. Il se pose cependant un problème ; en effet, quoique la largeur spectrale corresponde à une incertitude dans la fréquence instantanée de moins d'une partie en ÎO1^ (c'est-à-3Ô dire que la précision est réellement très élevée), le rétablissement ou la justesse d'une fréquence donnée dans la région visible est, gé-néralement, de l'ordre d'une partie en 10 ou, au mieux, cinq parties en 10^. Ceci signifie que l'on sait que la radiation de longueur O d'onde nominale 6328 A venant d'un laser He-Ne est très monochromati-35 que, mais que l'on ne sait pas exactement de quelle fréquence il s'agit ou que, du moins, on ne le sait pas avec la justesse souhaitée. C'est pourquoi, il y a un fossé entre précision et justesse. Dans la littérature, deux méthodes intéressantes ont été proposées pour améliorer le rétablissement ou la justesse de la fréquence ifO à laquelle opèrent des lasers He-Ne. L'une d'elles est basée sur la 71 27170 2 2099486 "Cavité de Lamb " et l'autre sur la " Cavité Inverse de Lamb La méthode de la " cavité de Lamb " n'est pas réellement satisfaisante car la position absolue de la"cavité de Lamb"se déplace selon les conditions dans lesquelles opère le laser. Lorsque le courant de dé-5 charge ou la pression varient, le centre de la " cavité de Lamb " varie aussi (voir A.L. Bloom and D.L. Wright, Applied Optics, vol. 5, p. 1528, I966) ; A.D. White, Applied Physic Letters, vol. 10, 1967 et T.P. Sosnowski and W.B. Johnson, I.E.E.E. J. Quantum Electronics, Q.E.5» P- 151» 1969) et la justesse de la fréquence opérante est alté-10 rée. La théorie de la " cavité inverse de Lamb " est beaucoup plus satisfaisante puisque, dans ce dernier cas, la référence est une absorption passive. Barger et Hall (Physical Review Letters, vol. 22, No 1, 6 janvier 1969i PP. k - 8) ont rapporté comment stabiliser les lasers He-Ne sur la " cavité inverse de Lamb " dans la région de lon-15 gueur d'onde infra-rouge 3»39 A*', grâce à l'emploi^ dans la cavité du laser>de cellules absorbant du méthane. Leurs résultats indiquent que la fréquence opérante de tels lasers peut être établie d'une façon reproduisible à i une partie en 1011. Plusieurs chercheurs pensaient 127 que la "cavité inverse de Lamb", due à l'iode I ^ conviendrait comme 20 fréquence de référence dans la région visible. Comme l'ont montré 127 Hanes et Dahlstrom.pour la combinaison d'une vapeur de I et d'un 3 20 0 laser He-Ne opérant dans la région 6328 A, il n'y a pas une seule, mais de nombreuses "cavités inverses de Lamb" en raison du dédoublement extrêmement important et fin de la transition électronique. Il 25 apparaissait, également, que les "cavités inverses de Lamb" dues à 127 I ' n'étaient pas très marquées de sorte que la stabilisation des 3 20 lasers He-Ne autour de telles lignes n'était pas pratique. Les travaux de la demanderesse ont montré, de manière tout à fait innattfendue, que l'un des isotopes de l'iode, à savoir I"Hp, est beau- 30 coup plus approprié pour stabiliser la "cavité inverse de Lamb". Les •2 20 "55 pp lasers He^-Ne et He-Ne peuvent, tous deux, être stabilisés dans O la région de lôngueur d'onde visible 6328 A en référence à la fréquence centrale de n'importe lequel des nombreux composants hyperflns de ce qui semble être deux lignes rotationnelles-vibrationnelles séparées 35 d'une absorption électronique. Le premier but de la présente invention est précisément de fournir une source de radiation monochromatique extrêmement précise, c'est-à- O dire reproduisible ou pouvant être rétablie dans la région 6328 A -2 20 PP basée sur les lasers He-Ne ou He-Ne stabilisés sur les "cavités 12° ij.0 inverses de Lamb" dues à I ^. 71 27170 3 2099486 "5 20 Un autre objet de l'invention est de fournir des lasers He-Ne ■%. 22 et He-Ne mécaniquement solides, stables et précis utilisant comme 129 référence la vapeur de I ^ , et des moyens de réglage d'une nouvelle cavité miroir pour la réalisation de cavités ultrastables. 5 Un autre objet de la présente invention est de fournir une fréquen ce ou un étalon de temps basé sur l'hétérodyne ou le signal de battement entre deux lasers stabilisés autour des différentes "cavités 129 inverses de Lamb" d'isotope gazsuse I ^. La fréquence peut varier de quelques MHz à presque 2 gigaHz selon la façon dont les composants 10 hyperfins sont utilisés. Les autres buts, caractéristiques et avantagez de l'invention appa raitront dans la description suivante, plus détaillée, des modes de réalisation préférentiels de l'invention, qui sont illustrés dans les dessins ci-annexés. 15 La figure la est un graphique illustrant le changement d'intensité (comprenant la "cavité de Lamb") de l'énergie émise par un laser He-Ne alors que la fréquence d'opération"(longueur de la cavité) est accordée sur la courbe d'amplification de la transition Ne. La figure lb est un graphique illustrant l'intensité (comprenant 20 la "cavité inverse de Lamb")vç la fonction de fréquence d'un laser He-Ne quand un absorbeur gazeux est placé dans une cellule de la cavité du laser. La figure 2 est un schéma d'une structure améliorée d'un laser ? PO 7 pp He-Ne et He -He stabilisé avec précision selon la présente in-25 vention. La figure 3 est une vue en coupe d'un ensemble de réglage d'un nouveau miroir selon l'invention. La figure k est un schéma global du circuit électrique utilisé pour fermer ou stabiliser l'opération du laser dans l'une quelconque 129 30 sélectionnée des "cavités inverses de Lamb" de I ^. La figure 5a est une représentation graphique de l'intensité v. g. fréquence (longueur de la cavité) de l'émission d'un laser He-Ne stabilisé sur I1*9. La figure 5b montre l'émission du laser en l'absence d'un absor-35 beur I1|9. La figure 6 est un schéma d'une unité étalon de fréquence consis- ■z 20 tant en deux lasers stabilisés, l'un étant un laser He-Ne stabili- 3 22 3 20 sé sur un composant hyperfin et l'autre un laser He-Ne ou He -Ne 129 stabilisé sur une autre composant hyperfin de I ^ . lf.0 Les buts de la présente invention sont, en général, réalisés par 71 27170 k 2099486 un système optique comprenant un laser d'amplification He-Ne ou un tube de décharge, une source d'énergie pour l'excitation du plasma He-Ne à l'intérieur du tube, un autre tube scellé d'absorption de la lumière pour l'isotope iodine I"1"?9 vapeur ou gazeux, comprenant un 5 réservoir à la température contrôlée pour l'excès de solide I ^ , des miroirs de cavité à film di-électrique à multi-couches, une cavité faite à partir d'un matériau à expansion ultra-basse, un détecteur pour contrôler l'intensité de l'énergie émise, une pile de cristal piézoélectrique pour faire varier la longueur de la cavité et des 10 sources d'énergie pour alimenter la cathode et, également, pour le piézoélectrique. D'autres composants électroniques associés comprennent un sensibilisateur de température et une unité de contrôle pour le. réservoir d'iode. Le tube laser d'amplification et le tube d'absorp-129 tion I sont optiquement montés en série l'un par rapport à l'autre, O 15 c'est-à-dire que le rayon laser de longueur d'onde 6328 A passe à travers les deux tubes lorsqu'il traverse la cavité du laser. Dans la forme préférentielle du laser à fréquence précise, le composant hyperfin de la "cavité inverse de Lamb" employé pour la stabilisation est un composant avec une base presque plate de façon à ce 20 que la position apparente du centre de la'tavité inverse de Lamb" ne change pas lorsque le laser opère et l'intensité totale décroît. Dans le mode de réalisation en étalon de temps de l'invention, ce perfection nement n'est pas possible, mais un contrôle des déplacements dû au vieillissement peut être réalisé indépendamment. 25 La discussion suivante doit être considérée comme une description précise de la théorie physique mise en jeu pour la réalisation de la présente invention. Un laser consiste en un tube d'amplification ou de décharge et en une cavité de résonance qui fournit le retour de façon à ce que l'oscil 30 lation se produise. Pour n'importe lequel des deux niveaux d'énergie spécifiques dans un gaz atomique, il y a une amplification à la fréquence optique f si la population du niveau supérieur est plus grande que celle du niveau inférieur et si la différence d'énergie entre les deux niveaux est Aï = hv, où h est une constante de la mécanique 35 quantique, la constante de Planck. Toute lumière à la bonne fréquence est amplifiée en passant par le tube d'amplification, et dans -une cavité de résonance, l'intensité créée dans le champ de la cavité continue jusqu'à ce que la transition soit presque saturée, c'est-à-dire jusqu'à ce que les populations des deux niveaux soient presque les 40 mêmes. En fait, les populations ne sont pas exactement les mêmes, car 71 27170 5 2099486 une petite amplification résiduelle en excès est nécessaire pour équilibrer la perte de la cavité. Pour le laser He-Ne, le système d'amplification peut intervenir à n'importe quelle fréquence dans les limites O de la largeur de bande voisinant 1,2 gigaHertz dans la région 6328 A . 5 Cette courbe d'amplification assez large est due au fait que les atomes Ne ont un mouvement thermique, et que la fréquence de la transition est augmentée ou diminuée par la déviation Doppler qui dépend du mouvement de l'atome en question vers l'observateur ou à l'opposé de celui-ci. Comme la fréquence de la cavité de résonance est accordée 10 sur la courbe d'amplification élargie non homogène, l'intensité de l'énergie émise varie de manière approximativement semblable à celle de la courbe d'amplification. Il existe, cependant, une anomalie, une dépression au centre de la courbe émission-fréquence (longueur de la cavité-). Cette dépression dans l'intensité est appelée la "cavité de ' 15 Lamb", en l'honneur de Willis Lamb dont la théorie attira, en premier, l'attention sur cet aspect de la question (figure 1). Cette "dépression" est due au fait que l'onde existant éans la cavité de résonance est, en fait, composée de deux ondes courantes. Aussi longtemps que la fréquence opérante n'est pas celle des atomes à vélocité zéro, la ca-20 vité dérive l'amplification des atomes ayant la rapidité 'Vf allant vers la gauche tandis que l'autre onde dérive l'amplification des atomes ayant la rapidité'U* vers la droite. Cependant les deux espèces émettent à la même fréquence et contribuent au noeud de la cavité. Lorsque l'on approche du centre de la courbe d'amplification, quoique la densi-t 25 té de la population augmente, l'amplification nette décroît parce-que, exactement au centre de la ligne, seule une espèce (c'est-à-dire une espèce ayant une rapidité at = O) contribue à l'amplification : d'où la "cavité de Lamb". Une partie de la théorie quantitative pour ce phénomène est due à Bell et Sinclair "Gas Laser Technology" Reinhold 30 Publishers. L'effet de la "cavité inverse de Lamb" est aussi dû à la satura-^ tion d'une transition, exception faite que, dans ce cas, l'effet est dû à la saturation d'une perte plutôt qu'à une amplification. L'insertion d'un gaz qui absorbe partie ou totalité de l'intervalle de 35 fréquence de la courbe d'amplification tend, certainement, à faire décroître l'intensité de l'émission du laser. Cependant, on doit se rappeler que l'absorption du gaz absorbant est aussi élargie de façon non homogène. La haute intensité du champ de la cavité tend à épuiser le niveau inférieur ou fondamental de l'absorbeur, c'est-à-dire qu'il ^O tend à saturer la transition. La transition est plus saturée à la raie 71 27170 6 2099486 centrale de la raie élargie non homogène de l'absorbeur. La courbe émission-fréquence (longueur de la cavité) montre alors une anomalie qui a une largeur approximativement égale à celle de la largeur de la raie naturelle ou homogène des absorbeurs et elle est placée au 5 centre de la raie élargie non homogène (figure lb). Ipq Dans le cas de l'iode gazeuse I £ le niveau électronique supérieur a un moment magnétique dû au moment orbital électronique aussi bien qu'à un moment spin nucléaire et le niveau supérieur est, par suite, divisé en raison de l'interaction de ces moments avec les 10 moments de spin nucléaires. De plus, il y a des divisions plus fines dues aux moments magnétiques crées par la rotation de la molécule. Le résultat de ces divisions est à l'origine d'un grand nombre de "cavités inverses de Lamb". Ils sont appelés les composants hyper-fins de la "cavité de Lamb". 15 La position absolue de ces composants de la "cavité inverse de Lamb" sont très faiblement sensibles aux champs magnétiques externes. L'invention sera, à présent, décrite selon les modes de réalisation illustrés par les dessins, dans lesquels la figure 2 montre un laser He-Ne stabilisé d'une façon très précise, utilisant le principe 20 de la présente invention. Le tube d'amplification 20 du laser, lui-même, consiste en un tube de verre pyrex, placé à l'intérieur d'un autre tube en pyrex 24 concentrique du premier. Le tube en pyrex interne 22 porte, à ses extrémités, deux fenêtres angulaires Brewster en quartz 2é et 28. L'espace 30 entre les tubes en pyrex sert de ré-25 servoir au gaz He-Ne qui entre dans le tube 22 par un orifice 31. La cathode 32 et l'anode 34 sont placées de telle sorte que la décharge s'effectue le long de l'orifice du tube 22 lui-même. La structure concentrique du laser rend le tube laser mécaniquement rigide. Un autre tube en pyrex 36 est fixé au tube 24» ^n© partie de 30 ce tube 36 est de diamètre identique à celui du tube 24 et il porte, également, un orifice de petite section 38, dont l'une des extrémités est ouverte et l'autre fermée par une fenêtre angulaire Brewster 4°« 129 Le vide à l'intérieur du tube 36 est rempli de vapeur d'I _ , ini- 129 tialement équilibrée avec de l'I ^ cristalline à If C. Le réservoir 35 de gaz formé par le tube 36 est revêtu d'une feuille de métal mu 42 de façon à préserver le gaz de l'attraction des champs magnétiques. 129 La totalité du tube laser et l'ensemble de la cellule d'I ^ sont insérés à l'intérieur d'un tube en cuivre ou d'un blindage 44-Le tube de cuivre 4*f porte l'ensemble formant le laser par l'inter-40 médiaire des anneaux de Teflon 0 46 et 48 et, lui-même, est porté 71 27170 7 2099486 dans un cylindre en Invar 50 par des anneaux de Teflon 0 52 et 51f. Le tube en cuivre sert à conduire la chaleur, engendrée dans la décharge de plasma, vers un réservoir de chaleur métallique 56. La cavité du laser, elle, est formée par un cylindre en Invar 50, qui est massif 5 en son milieu mais aminci à ses deux extrémités. Le cylindre est porté par une base formant un support rigide 58 fixé à la partie centrale du cylindre 50. La base 58 est faite dans un matériau calorifuge et isole thermiquement le cylindre 50 du tube en cuivre et du réservoir de chaleur 56. Les conducteurs électriques 60 et 62 venant de la cathode 10 et de l'anode arrivent, par un orifice central bfy, jusqu'au réservoir de chaleur 56. Les miroirs 66 et 68 de la cavité du laser sont du type conventionnel diélectrique à multi-couches, que l'on trouve aisément dans le commerce ; cependant, ils sont fixés au cylindre 50 de la cavité et 15 accordent respectivement les assemblages de réglage du nouveau miroir. Ces assemblages 70 et 72 sont identiques, et la structure de l'un est illustrée en détail par la figure 3. La position de l'un des miroirs peut, aussi, être légèrement modifiée au moyen d'un cristal piézoélectrique 74* 20 Comme le montre la figure 3i chaque assemblage de réglage du miroir est composé de deux disques cylindriques 76 et 78. Le disque 76 est creux et porte, en son centre, un orifice 77 î l'une de ses extrémités est fixée au cylindre en Invar 50 de telle façon que le disque puisse être mis en rotation autour d'un axe fixe L^-L^, coïncidant 25 sensiblement avec l'axe longitudinal de la cavité du laser tout en maintenant le contact avec le cylindre en Invar. Le plan de la face interne extrême 80 du disque 76 est perpendiculaire à l'axe L^ - L^ et parallèle à la surface de l'extrémité du cylindre 50. Cependant, la face externe extrême 82 est inclinée d'un angle 0 par rapport au côté 30 de l'extrémité 80. En pratique, l'angle 0 n'est pas grand, de l'ordre de 1 degré. La face interne extrême 83 du disque 78 est parallèle à la face extrême 82, ce qui a pour conséquence de faire pivoter la face extrême 83 autour d'un axe L^-L^, , ce dernier étant perpendiculaire au plan de la face extrême 82. Le cylindre en Invar et la face extrême 35 80 du disque 76 ont des rebords qui s' emboîtent d'une façon complémentaire, ce qui permet au disque 76 de rester sur le cylindre 50 et de toujours maintenir la position concentrique du disque par rapport au cylindre. De même, les rebords d'emboîtement 88 et 90 sur les surfaces correspondantes des disques 76 et 78 maintiennent les disques ifO fixés l'un à l'autre. De plus, l'assemblage des deux disques est 71 27170 8 2099486 maintenu en contact avec le cylindre en Invar 50 grâce à la légère pression exercée par une paire de crochets 92 et 94-. Le disque 78 peut être muni, en son centre, d'un orifice 96, dans le cas où il serait placé à l'extrémité transmettrice du laser ; s'il est 5 placé à l'autre extrémité du laser, ce disque 78 peut être plein. Le miroir 98 est fixé au disque 78 à l'intérieur de l'orifice 77 et dans l'alignement de l'orifice 96 de telle sorte que le miroir soit approximativement perpendiculaire à l'axe L-^-L^ lorsque les disques 76 et 78 se trouvent dans la position illustrée par la figure 3. L'accord de la 10 cavité est rapidement réalisé en faisant pivoter le disque 78 de 180° par rapport à n'importe quelle position donnée du disque 76 afin de faire varier l'inclinaison du miroir par rapport à l'axe L-^-L^ dans un seul plan. Si alors le laser n'oscille pas, on fait tourner le disque 76 de 5° environ et l'on fait à nouveau pivoter de 180° le disque 78 15 pour modifier l'inclinaison du miroir dans un autre plan. Ce processus continue jusqu'à obtention de l'accord de la cavité. L'emploi de ce nouvel ensemble de réglage de miroir augmente la rigidité de la cavité, réduit considérablement le temps nécessaire à l'obtention de l'accord par rapport aux méthodes et moyens de réglages de l'art antérieur. 20 Le circuit électrique utilisé pour stabiliser un laser He-Ne stable autour de la "cavité inverse de Lamb" est représenté schématiquement dans la figure if. Une source de polarisation ÎOO, qui détermine la position du cristal piézoélectrique 7kt la position du miroir 102 et aussi, par conséquent, la longueur de la cavité, est tout d'abord ajus-25 tée manuellement de façon à ce que le laser opère réellement à la fréquence du sommet d'une "cavité inverse de Lamb" d'I"Hp. A cette tension de courant continu, est ajoutée une tension de courant alternatif à 935 Hz ; cette tension de courant alternatif est fournie au cristal par un amplificateur et une source de signal de modulation 10if. Cette ten-30 sion de modulation de courant alternatif fait osciller légèrement le miroir 102 de telle sorte que la fréquence opérationnelle du laser est, également, légèrement modulée. Si le laser se trouve exactement au sommet arrondi de la "cavité inverse de Lamb", l'intensité de l'émission du laser, telle que détectée par un photodétecteur 105, ne varie 35 pas, et l'inclinaison de l'intensité, telle que détectée par l'amplificateur 10if, est égale à zéro ou bien voisine de zéro. Le laser continue, alors, à opérer précisément à cette fréquence. Cependant, si quelque perturbation faisait dévier du sommet de la "cavité inverse de • Lamb" la fréquence opérationnelle, l'inclinaison de la courbe intensi-ifO té/fréquence sera toujours différente de zéro et sera soit uniformément 71 27170 9 2099486 positive, soit uniformément négative, selon la direction dans laquelle la fréquence s'est déplacée. Ce signal résultant négatif, ou positif, est, par suite, intégré dans l'intégrateur 106 qui, à son tour, corrige la source de polarisation de manière à ramener à la valeur correcte 5 la fréquence opérationnelle, à savoir, la valeur pour laquelle il n'est pas besoin de corrections supplémentaires puisque la dérivée ou inclinaison de la courbe intensité/fréquence est zéro. La cavité du laser est complétée par un miroir plat 107, une cellule d'amplification à laser He-Ne 108 et une cellule d'absorption 109 à gazeuse. 10 La figure 5a est une courbe représentant l'intensité de l'émis- 129 sion d'un laser He-Ne stabilisé sur I ^ en tant que fonction de la fréquence ou longueur d'onde de la cavité. Les sommets positifs de la courbe représentent le composant hyperfin de la "cavité inverse de 129 Lamb" d'I ^ . Deux des "cavités inverses de Lamb" sont identifiées 15 comme D, _ et D_,. La figure 5b montre l'émission du même laser sans 129 cellule d'absorption à l'I ^ • La "cavité de Lamb" 110 est représentée dans cette figure. Utilisant le système illustré dans la figure if, le laser He-Ne est stabilisé par accord de la cavité à une "cavité inverse de Lamb" 20 spécifique telle que D,z . Les sommets des "cavités inverses de Lamb" ^ 127 sont beaucoup plus marqués que pour I ^ • Une très grande précision est réalisée en accordant toujours le laser à la même "cavité" D^ . Même si l'on ignore la longueur d'onde exacte de l'émission du laser, on sait que la longueur d'onde sera toujours la même si l'on accorde 25 à la même "cavité inverse de Lamb" chaque fois que le laser opère. Un étalon de temps précis, portatif et compact, peut être réalisé en 129 utilisant deux des lasers précis, stabilisés par rapport a l'I ^ selon cette invention. Comme le montre la figure 6, l'un des lasers •z pfî Z pp 111 (qui peut être soit un laser He^-Ne ou He^-Ne ) est stabilisé 30 à la fréquence Oû-^j . correspondant à la position de la "cavité inverse de Lamb" D^ dans la figuré 5a. Le second laser 112 est stabilisé autour de la "cavité inverse de Lamb" D^ , par exemple, et sa fréquence opérationnelle est désignée parjWp • Le laser 112 peut, égale- •Z OQ "2 pp ment, être soit un laser He-Ne , soit un laser He-Ne . Le choix 35 du type de lasers dépend de la grandeur que doivent avoir entre elles les différences de fréquence. En pratique, la différence de fréquence devrait être aussi grande que possible pour obtenir la meilleure précision correspondante. Cependant les composants de la "cavité inverse •2 pp de Lamb" dans la région EeJ-Ne ne sont pas extrêmement marqués et, •y 20 ifO pratiquement, on utilise, de préférence, une paire de lasers He-^-Ne . 71 27170 2099486 L'émission du laser 111 est dirigée vers un miroir 11/f jusqu'à un dissociateur de faisceau 116 et, de là, vers la photocathode d'un photodétecteur 118. L'émission du laser 112 passe par le dissociateur de faisceau 116 et se heurte, également, à la surface de la même 5 photocathode. Le détecteur photoélectrique 118 est un détecteur à loi carré, tel qu'une photodiode au silicone, de telle sorte que son énergie émise sur la ligne 120 soit un signal électrique variant avec le temps, qui contient un composant à la fréquence différentielle ou fréquence de battement entre ^ et 60^ . Ce signal électrique con-10 trôlé de façon très précise est alors utilisé comme étalon de temps d'une haute précision. 71 27170 2099486 Hevendicatlons 1 - Laser de haute précision comprenant une cavité de laser, caractérisé en ce qu'une cellule d'amplification laser He-Ne et une cellule 129 d'absorption de la lumière d'I 7 gazeux sont disposées optiquement en série à l'intérieur de la dite cavité. 5 2 - Méthode de stabilisation très précise de la longueur d'onde émise par un laser He-Ne, caractérisée en ce qu'elle fait passer le 129 rayon laser émis à travers l'I gazeux placé dans la cavité du laser. 3 - Méthode de stabilisation très précise de la longueur d'onde 10 émise par un laser He-Ne, selon la. revendication 2, caractérisée en ce que la mesure de la longueur d'onde se fait par référence à un compo- 129 sant hyperfin de la "cavité inverse de Lamb" pour I ^ . if - Méthode de stabilisation très précise de la longueur d'onde émise par un laser He-Ne, selon la revendication 2 et 3, caractérisée O 15 en ce que la longueur d'onde nominale émise par le laser est 6328 A. 5 - Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un logement contenant la cavité du laser et un mécanisme de réglage de la position du miroir, ce mécanisme étant monté à l'une des extrémités du logement et comprenant : 20 - un premier disque rotatif monté sur le logement de manière à permettre sa rotation autour d'un axe fixe coïncidant sensiblement avec l'axe longitudinal de la cavité du laser, ce disque portant en son centre un alésage, sa face interne s'engageant dans le dit logement et le plan de cette face interne étant perpendiculaire au dit axe 25 fixe, le plan de la face externe de ce premier disque étant incliné par rapport au dit axe fixe d'un angle non droit. - un deuxième disque rotatif monté pivotant sur le premier disque et ayant sa face interne engagée en permanence et couplée avec la face externe inclinée du premier disque, ce deuxième disque ayant un axe de 30 rotation perpendiculaire au plan de la face extérieure du premier disque. - un miroir délimitant la cavité disposée à l'intérieur de l'alésage central du premier disque et fixé à la face interne du second disque de telle sorte que, pour au moins une position angulaire du 35 premier disque par rapport au second, la surface du miroir soit perpendiculaire à l'axe de la cavité du laser. afin que, lorsque le second disque pivote de 180° pour toute position angulaire du premier disque, l'angle entre l'axe de la cavité du laser et la surface du miroir soit modifié de manière correspondante. 71 27170 2099486 6 - Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a : - un premier cylindre en verre fixé sur et entourant une partie de la cellule d'amplification du laser, le dit cylindre contenant du gaz He-Ne. 129 5 - un second cylindre en verre contenant de l'I ^ gazeux fixé au premier et entourant une partie de la dite cellule d'absorption. - un tube conducteur de chaleur entourant et portant les dits premier et second cylindres en verre. - un logement entourant et portant le dit tube conducteur de cha-10 leur. - des miroirs délimitant la cavité du laser, montés aux extrémités du dit logement. - une base calorifuge portant le dit logement. - un réservoir métallique de chaleur à l'intérieur de la dite base 15 et relié au dit tube conducteur de chaleur. 7 - Etalon de temps, caractérisé en ce qu'il comprend : - un premier laser He-Ne stabilisé sur la "cavité inverse de Lamb" d'I"4p gazeux engendrant un premier rayon laser à une première fréquen ce. 20 - un second laser He-Ne stabilisé sur une "cavité inverse de Lamb" 129 d'I 7 gazeux produisant un second rayon laser à une seconde fréquence. - des moyens de détection de lumière recevant les dits premier et second rayons laser et produisant un signal électrique ayant un composant de fréquence égal à la différence entre la première et la deuxiè- 25 me fréquence. 8 - Etalon de temps selon la revendication 7, caractérisé en ce que O les dits premier et deuxième lasers opèrent dans la. région 6328 A. /