Recommandation 2 du 11^e CCL (2003)

Révision de la liste des radiations recommandées pour la mise en pratique de la définition du mètre

Partie a

Le Comité consultatif des longueurs,

considérant que :

• l’on dispose depuis peu de meilleures valeurs des fréquences des radiations de certains étalons à ions refroidis très stables, valeurs déjà publiées dans la liste des radiations recommandées ;
• l’on a déterminé de meilleures valeurs des fréquences des étalons de fréquence optique, fondés sur des cuves à gaz, dans le domaine des télécommunications optiques, dans l’infrarouge, valeurs déjà publiées dans la liste des radiations recommandées ;
• l’on a effectué récemment et pour la première fois des mesures de fréquence à l’aide de peignes à impulsions femtosecondes de certains étalons fondés sur des cuves à iode, qui figurent sur la liste complémentaire de radiations recommandées, mesures qui conduisent à une réduction considérable de l’incertitude ;

propose que la liste des radiations recommandées soit révisée pour y inclure :

• les valeurs mises à jour des fréquences de la transition quadripolaire de l’ion piégé de ⁸⁸Sr⁺ et de la transition octupolaire de l’ion piégé de ¹⁷¹Yb⁺ ;
• la valeur mise à jour de la fréquence de l’étalon asservi sur l’acétylène à 1,54 μm ;
• des valeurs mises à jour de la fréquence d’étalons asservis sur l’iode à 543 nm et à 515 nm.

Partie b

Le Comité consultatif des longueurs,

considérant que

• la liste de 2001 des radiations recommandées pour la mise en pratique de la définition du mètre, qui comprend aussi d’autres radiations d’étalons de fréquence optique, a été entièrement réorganisée et publiée récemment dans Metrologia en 2003 ainsi que sur le site Web du Bureau international des poids et mesures (BIPM) ;
• le nombre (cinq) de changements proposés aux valeurs déjà publiées dans la liste est restreint ;
• aucune radiation nouvelle n’est proposée ;

propose que

• ces changements soient intégrés dans la base de données sur les radiations recommandées, placée sur le site Web du BIPM, en mettant en évidence les valeurs mises à jour depuis la liste de 2001 ;
• ces changements soient aussi publiés sous forme d’un bref rapport dans Metrologia.

De plus, considérant que

• le nombre des mesures de fréquence s’est considérablement accru, à la fois grâce aux mesures de peignes à impulsions femtosecondes et aux comparaisons hétérodynes de lasers pour les étalons à He-Ne asservis sur l’iode à 633 nm et les étalons Nd:YAG à 532 nm, qui sont particulièrement importants ;
• il n’est pas nécessaire de changer les valeurs recommandées de ces radiations, compte tenu des problèmes relatifs à la reproductibilité des cuves à iode ;

propose

• que des valeurs mises à jour pour la moyenne globale de l’ensemble des valeurs des fréquences des lasers étalons à 633 nm et à 532 nm obtenues dans le cadre de la comparaison clé BIPM.L-K11 soient conservées au BIPM sous une forme accessible ;
• de recommander les conditions de fonctionnement suivantes pour les étalons à 532 nm :
  • point froid à la température de (−15 ± 1) °C* ;
  • largeur de modulation de fréquence, crête à creux (1,0 ± 0,2) MHz (dans le cas de la détection en 3f) ;
  • intensité de saturation du faisceau (17 ± 11) mW cm⁻².

Partie c

Le Comité consultatif des longueurs propose au Comité international des poids et mesures d’adopter les valeurs mises à jour des radiations recommandées suivantes :

Partie I de la liste

Molécule absorbante ¹³C₂H₂, transition P(16) (ν1 + ν3)

Les valeurs

    f = 194 369 569 385 kHz

    λ = 1 542 383 712,37 fm

avec une incertitude-type relative de 5 × 10⁻¹¹, 11, s’appliquent à la radiation d’un laser asservi à l’aide de la technique de détection du troisième harmonique, avec une cuve à ¹³C₂H₂ située à l’extérieur du laser dans une cavité à absorption renforcée par effet Fabry-Perot, lorsque les conditions suivantes sont respectées :

• pression d’acétylène comprise entre 1,3 Pa et 5,3 Pa ;
• largeur de modulation de fréquence, crête à creux (1,5 ± 1,0) MHz* (dans le cas de la détection en 3f) ;
• puissance surfacique transportée par le faisceau dans un seul sens à l’intérieur de la cavité (25 ± 13) W cm⁻².

Ion absorbant ⁸⁸Sr⁺ , transition 5 ² S_1/2 – 4 ² D_5/2

Les valeurs

    f = 444 779 044 095,5 kHz

    λ = 674 025 590,863 1 fm

avec une incertitude-type relative de 2,2 × 10⁻¹³, s’appliquent à la radiation d’un laser asservi sur la transition que l’on observe à l’aide d’un ion de strontium piégé et refroidi. Les valeurs correspondent au centre du multiplet Zeeman.

Ion absorbant ¹⁷¹Yb⁺, transition ² S_1/2 (F = 0, m_F = 0) – ² F_7/2 (F = 3, m_F = 0)

Les valeurs

    f = 642 121 496 772,3 kHz

    λ = 466 878 090,060 7 fm

avec une incertitude-type relative de 1,6 × 10⁻¹², s’appliquent à la transition octupolaire, corrigées pour tenir compte du décalage de Stark en courant alternatif et du décalage de Zeeman du second ordre.

Partie II de la liste

Molécule absorbante ¹²⁷I₂, composante a₃, transition P(13) 43-0

Les valeurs

    f = 582 490 603 442 kHz

    λ = 514 673 466,368 fm

avec une incertitude-type relative de 1,8 × 10⁻¹¹, s’appliquent à la radiation d’un laser asservi à l’aide d’une cuve à iode située à l’extérieur du laser, lorsque les conditions suivantes sont respectées :

• point froid à la température de (−5 ± 2) °C, correspondant à une pression de (2,4 ± 0,5) Pa ;
• intensité du faisceau saturant <40 mW cm⁻² .

Molécule absorbante ¹²⁷I₂, composante b₁₀, transition R(106) 28-0

Les valeurs

    f = 551 580 162 400 kHz

    λ = 543 515 663,608 fm

avec une incertitude-type relative de 4,5 × 10⁻¹¹, s’appliquent à la radiation d’un laser asservi à l’aide d’une cuve à iode située à l’extérieur du laser, lorsque les conditions suivantes sont respectées :

• point froid à la température de (0 ± 2) °C ;
• largeur de modulation de fréquence, crête à creux (2,0 ± 0,5) MHz.

* Dans cette recommandation, pour la spécification des conditions de fonctionnement telles que la température, la largeur de modulation et la puissance laser, les symboles ± font référence à la tolérance et non à l’incertitude.

DOI : 10.59161/CCL2003REC2F