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Spectre de bruit du mode fondamental d’un miroir plan-convexe
par - 10 avril 2007
Nous avons observé dans notre expérience le mouvement brownien du miroir mobile à température ambiante. Le spectre de bruit de phase du faisceau réfléchi reproduit le spectre de bruit de position du miroir mobile, qui a la forme d’un pic lorentzien au voisinage de la fréquence de résonance fondamentale du miroir. Nous avons aussi étudié la réponse mécanique du miroir à une force extérieure, en utilisant la pression de radiation d’un faisceau annexe modulé en intensité. Au voisinage de la résonance fondamentale, cette réponse a une forme lorentzienne, dont la fréquence centrale et la largeur coïncident avec celles du pic de bruit thermique.
Spectre de bruit thermique (courbe en noir sur la figure du haut) observé sur notre montage expérimental et détermination directe de la réponse mécanique du miroir mobile à une force extérieure (courbe du bas, carrés bleus), avec son ajustement lorentzien (en noir). On observe une résonance mécanique centrée vers 1859 kHz, avec une largeur de 43 Hz, correspondant à un facteur de qualité mécanique Q égal à 44 000. La courbe rouge sur la figure du haut représente le spectre de bruit thermique attendu à partir de la détermination de la réponse mécanique et du théorème fluctuations-dissipation, en excellent accord avec celui obtenu expérimentalement.
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