Développement de sources lasers à l'état solide pour la réalisation d'une horloge optique basée sur l'atome d'argent

Ce travail de these s'inscrit dans le cadre du developpement d'une horloge optique basee sur une transition a deux photons de 661 nm de l'Ag de largeur naturelle ~1 Hz. Afin de profiter du facteur de qualite de la resonance, il faudra travailler sur un echantillon d'atomes refroidis par laser, la longueur d'onde necessaire etant de 328 nm. Ce memoire concerne plus precisement la mise au point de sources lasers solides pour ameliorer la fiabilite de l'experience actuelle. Le cristal laser de Nd:YLF, pompe par diode laser, permet d'acceder aux longueurs d'onde 1322 nm et 1312 nm. Le doublage en frequence de la premiere source fournira la radiation a 661 nm tandis que deux etapes de doublage permettront d'obtenir, a partir des photons a 1312 nm, une onde a 656 nm puis une onde a 328 nm. Nous avons developpe un modele theorique, tenant compte des effets thermiques et notamment des processus de recombinaison Auger, afin de dimensionner differentes configurations laser a tester (cavite lineaire, a mode helicoidal, cavite en anneau reinjectee). Grâce a la derniere, nous avons realise des sources continues, monomodes, d'environ 2 W, a 1322 nm et a 1312 nm. Ces cavites se pretant au doublage de frequence, nous avons obtenu des puissances de 440 mW a 661 nm et 340 mW a 656 nm. Par ailleurs, une etude theorique des probabilites de transition de l'atome d'argent a l'aide des codes de Cowan a ete entreprise, afin d'une part de chiffrer l'ordre de grandeur de la puissance laser necessaire et d'autre part, d'estimer la duree de vie du niveau metastable, jusqu'alors obtenue uniquement par comparaison avec une transition quadrupolaire de l'ion mercure.