VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
4.7. REFROIDISSEMENT 107
circuit d’eau qui maintient le socle de la diode à une température inférieure à 20 ˚C joue
donc un rôle important. Notons que le laboratoire n’a été doté de la climatisation qu’en mai
2009.
Contrôle du désaccord La puissance lumineuse envoyée vers les ions est d’environ
6 mW. Le schéma expérimental permet un contrôle fin du désaccord du laser de refroidissement.
On peut en effet modifier le décalage en fréquence sans modifier la direction du faisceau,
et donc sans perdre le signal d’absorption saturée. Dans la situation où l’asservissement est
actif (νsat = νRb), modifier la fréquence du modulateur acousto optique modifie la longueur
d’onde du laser envoyé vers les ions Sr + (fréquence déjà notée ν0 = νRb + 2νa). On peut
calculer le désaccord ∆ en fonction de la fréquence du modulateur νa :
∆ = ν0 − ν Sr + = νRb − ν Sr + + 2νa = 2νa − 440 × 10 6
On se trouve bien à résonance pour νa = 220 MHz, mais si on choisit une fréquence inférieure,
∆ est négatif. Comme on peut choisir νa entre 170 et 240 MHz, on peut régler ∆ entre
+40 MHz et -100 MHz avec une précision d’environ 1 MHz. En utilisant les autres pics dans
l’absorption saturée il est possible de travailler avec une gamme de désaccord de 140 MHz
décalée de -60 MHz et -120 MHz. Cependant, pour que la modification de la fréquence ne
déverrouille pas l’asservissement, le signal d’erreur doit avoir une amplitude minimum, et
cela nécessite dans le cas des deux dernières gammes de désaccord une puissance lumineuse
plus importante (1 mW) dans les bras d’asservissement. La fréquence du modulateur acousto
optique est contrôlé par une tension via un VCO (Voltage controlled oscillator, oscillateur
contrôle en tension), la tension étant une sortie DAC (Digtial to Analog Converter) de l’ordinateur
de contrôle.
4.7.3 Laser à fibre infrarouge : réglage et asservissement
Présentation La transition D-P de l’ion Sr + est adressée par un laser à fibre Adjustik R○
TRAdY10PztSPm fabriqué chez Koheras 13 . Le milieu amplificateur est constitué d’ions Ytterbium
placés dans une fibre optique et pompés par une diode laser délivrant une centaine
de mW. La cavité est la fibre elle-même, fermée par deux miroirs de Bragg et une cale piézoélectrique
permet d’en régler la longueur. La puissance lumineuse disponible en sortie est
d’environ 10 mW et on peut régler la longueur d’onde grâce à la température et la position
de la cale. La largeur de raie est largement inférieure au MHz (70 kHz, données constructeur)
Réglage La longueur d’onde est repérée grâce à un spectromètre WA-1100 Burleigh 14 . La
précision de l’appareil atteint 500 MHz et permet de s’approcher de la résonance D-P autour
de 274.589 THz. Au quotidien, ce réglage est suffisant pour trouver la fluorescence des ions.
On observe une lente dérive de la longueur d’onde d’environ 100 MHz/heure. Cette dérive
empêche de réaliser des expériences de longue durée sur les ions refroidis, et l’asservissement
en longueur d’onde du laser a été entrepris.
Asservissement Contrairement au cas de la transition bleue, il n’y pas pour la transition
infrarouge de quasi-coïncidence avec une transition atomique d’un autre élément. La solution
13 www.koheras.com
14 www.burleign.com