DC-powered Fe3+:sapphire Maser and its Sensitivity to Ultraviolet Light

The zero-field Fe3+:sapphire whispering-gallery-mode maser oscillator exhibits several alluring features: Its output is many orders of magnitude brighter than that of an active hydrogen maser and thus far less degraded by spontaneous-emission (Schawlow-Townes) and/or receiving-amplifier noise. Its oscillator loop is confined to a piece of mono-crystalline rock bolted into a metal can. Its quiet amplification combined with high resonator Q provide the ingredients for exceptionally low phase noise. We here concentrate on novelties addressing the fundamental conundrums and technical challenges that impede progress. (1) Roasting: The "mase-ability" of sapphire depends significantly on the chemical conditions under which it is grown and heat-treated. We provide some fresh details and nuances here. (2) Simplification: This paper obviates the need for a Ka-band synthesizer: it describes how a 31.3 GHz loop oscillator, operating on the preferred WG pump mode, incorporating Pound locking, was built from low-cost components. (3) "Dark Matter": A Siegman-level analysis of the experimental data determines the substitutional concentration of Fe3+ in HEMEX to be less than a part per billion prior to roasting and up to a few hundred ppb afterwards. Chemical assays, using different techniques (incl. glow discharge mass spectra spectroscopy and neutron activation analysis) consistently indicate, however, that HEMEX contains iron at concentrations of a few parts per million. Drawing from several forgotten-about/under-appreciated papers, this substantial discrepancy is addressed. (4) Excitons: Towards providing a new means of controlling the Fe3+:sapph. system, a cryogenic sapphire ring was illuminated, whilst masing, with UV light at wavelengths corresponding to known electronic and charge-transfer (thus valence-altering) transitions. Preliminary experiments are reported.Comment: pdf only; submitted to the proceedings of the 24th European Frequency and Time Forum, 13-15th April, 201

Homologie de contact des varietes toroidales

We show that contact homology distinguishes infinitely many tight contact structures on any orientable, toroidal, irreducible 3-manifold. As a consequence of the contact homology computations, on a very large class of toroidal manifolds, all known examples of universally tight contact structures with nonvanishing torsion satisfy the Weinstein conjecture. ----- On montre que l'homologie de contact distingue une infinite de structures de contact tendues sur toute variete toroidale irreductible et orientable de dimension trois. En consequence des calculs d'homologie de contact, sur une tres large classe de varietes toroidales, tous les exemples de structures de contact universellement tendues de torsion non nulle connus verifient la conjecture de Weinstein.Comment: Published by Geometry and Topology at http://www.maths.warwick.ac.uk/gt/GTVol9/paper9.abs.html Version 3: one minor correctio

Influence of the ESR saturation on the power sensitivity of cryogenic sapphire resonators

Here, we study the paramagnetic ions behavior in presence of a strong microwave electromagnetic field sustained inside a cryogenic sapphire whispering gallery mode resonator. The high frequency measurement resolution that can be now achieved by comparing two CSOs permit for the first time to observe clearly the non-linearity of the resonator power sensitivity. These observations that in turn allow us to optimize the CSO operation, are well explained by the Electron Spin Resonance (ESR) saturation of the paramagnetic impurities contained in the sapphire crystal.Comment: 8 pages, 9 figure

Localisation temps-réel d'objets complexes

International audienceCet article adresse la problématique de localisation en temps-réel d'une caméra RGB vis à vis d'un objet complexe, c'est à dire peu texturé, présentant des surfaces courbes et peu de contours francs. Plus précisément, ces travaux proposent une solution compatible avec les exigences de qualité et de facilité d'exploitation requises par les applications industrielles. Pour cela, une méthode de SLAM contraint à un modèle CAO est combinée avec une méthode d'identification de points de contours 3D de ce même modèle et basée sur des rendus virtuels. Les résultats obtenus à partir de données de synthèse et réelles, montrent que cette solution est robuste, précise et stable aux mouvements brusques et aux occultations, mais aussi facile à déployer et capable de gérer des objets de toute forme.</p

Vers une construction collaborative de bases d'amers géo-référencées pour la localisation en ligne d'un véhicule en milieu urbain

National audienceL'aide à la navigation par Réalité Augmentée RA nécessite une estimation précise des six paramètres de la camera. Pour ceci, les solutions de localisation par vision passent par une étape de modélisation hors ligne de l'environnement. Tandis que les solutions existantes exigent des matériels coûteux et/ou un temps d'exécution très important, nous proposons dans cet article un processus qui crée automatiquement une modélisation précise de l'environnement en utilisant uniquement une caméra standard, un GPS bas coût et des modèles SIG Système d'Informations Géographique disponible gratuitement

GPS différentiel basé vision : Amélioration de la fusion SLAM/GPS à l'aide des modèles 3D des bâtiments

National audienceNous proposons dans cet article une solution originale pour la localisation d'un véhicule en zone urbaine. Celleci exploite uniquement des matériels peu couteux : une caméra VGA, un GPS standard et des données issues d'un Système d'Information Géographique (SIG) tel que celui de l'IGN ou d'OpenStreeMap. Comme d'autres auparavant, notre approche repose sur un module de fusion d'un SLAM visuel avec les données GPS. Cependant, en plus de l'estimation du mouvement du véhicule, notre solution se distingue par l'estimation et la correction du biais affectant les données GPS. A la manière d'un GPS différentiel, ce biais est estimé dynamiquement en comparant la reconstruction SLAM avec les modèles 3D de ville. Les données GPS, ainsi corrigées, sont alors utilisées par le module de fusion. Il en résulte une précision de localisation jusqu'ici inaccessible avec un GPS standard. Ceci a permis son exploitation dans des applications de Réalité Augmentée

Compact Yb+^+ optical atomic clock project: design principle and current status

We present the design of a compact optical clock based on the $^2S_{1/2} \rightarrow ^2D_{3/2}$ 435.5 nm transition in $^{171}$Yb$^+$. The ion trap will be based on a micro-fabricated circuit, with surface electrodes generating a trapping potential to localize a single Yb ion a few hundred $\mu$m from the electrodes. We present our trap design as well as simulations of the resulting trapping pseudo-potential. We also present a compact, multi-channel wavelength meter that will permit the frequency stabilization of the cooling, repumping and clear-out lasers at 369.5 nm, 935.2 nm and 638.6 nm needed to cool the ion. We use this wavelength meter to characterize and stabilize the frequency of extended cavity diode lasers at 369.5 nm and 638.6 nm.Comment: 7 pages, 5 figures. Proc. of the 8th FSM 2015, Potsdam, Germany. To be published in IOP Journal of Physics: Conference Serie