L'asservissement en fréquence d'un laser sur un interféromètre de référence est une technique largement employée pour obtenir une source de très grande pureté spectrale.
Les limites fondamentales d'un tel asservissement sont fixées d'une part par la physique quantique au travers du bruit de grenaille de photodétection et d'autre part par les lois de la physique statistique qui impose un niveau de bruit fondamental d'origine thermodynamique sur la longueur de l'interféromètre.
Les travaux de recherche récemment publiés dans Optics Express par des chercheurs et ingénieurs du laboratoire ARTEMIS sous la direction de Fabien Kéfélian démontrent, grâce à un montage original de mesure interféromètrique différentielle à très bas bruit, l'existance d'une autre limite fondamentale d'origine non-linéaire dans ces asservissements.
En effet, à cause de la non-linéarité résiduelle existant entre les fluctuations de fréquence optique et le signal interférométrique détecté, un phénomène de repliement spectral crée au sein de la boucle d'asservissement un plancher de bruit à basse fréquence directement lié aux composantes spectrales du bruit de fréquence du laser plus rapides que la vitesse de l'asservissement.
En optimisant la bande passante de l'asservissement les auteurs ont pu démontrer la reduction de ce niveau de bruit en dessous de la limite thermodynamique de l'interféromètre.
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