VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
5.2. RENVOIS ET COMMENTAIRES 125
Fig. 5.1 – Positions quadratiques
moyennes radiales des ions créés par
photoionisation TPPI et TSPI
< rTSPI1 2 >=
< zTSPI1 2 >=
< rTPPI1 2 >=
< zTPPI1 2 >=
L
−L
L
−L
L
−L
L
−L
dz
dz
dz
dz
+∞
0
+∞
0
+∞
0
+∞
0
2πrdr r 2 p1(r, z)
2πrdr z 2 p1(r, z)
2πrdr r 2 p2(r, z)
Fig. 5.2 – Positions quadratiques
moyennes axiales des ion créés par
photoionisation TPPI et TSPI
w 2 0
2
1 2
1 + 3 L/zr
w 2 0
4
L 2
3
L/zr
arctan(L/zr)
2πrdr z2p2(r, z) z2 L/zr
r arctan(L/zr) − 1
On considère maintenant le cas particulier du Strontium et on compare la méthode TPPI
utilisant une longueur d’onde de 431 nm à la méthode TSPI utilisant une longueur d’onde de
405 nm. On choisit la longueur L comme la longueur de la zone de confinement de 10 mm et
on considère que le faisceau atomique est plus large que la zone de confinement. Les positions
quadratiques moyennes sont comparées en fonction du waist du faisceau qui impose la longueur
de Rayleigh. Les figures 5.1 et 5.2 représentent les positions quadratiques moyennes.
On observe que la distance à l’axe pour un ion généré par TPPI est toujours plus faible
qu’avec l’autre méthode. Cela s’explique par le fait que dans un plan transverse, la probabilité
de créer un ion est plus piquée autour du centre pour la technique TPPI que pour l’autre
technique.En revanche pour des faisceaux de waists supérieurs à 60 µm, la position axiale
quadratique moyenne est très peu différente pour les deux méthodes, l’énergie associée sera
alors similaire et on ne s’attend pas à de gain d’énergie. C’est ce que l’on observe sur la figure
5.3 sur laquelle les énergies potentielles moyennes sont très proches au delà de 60 µm. On a
choisi une raideur de 40 kHz dans l’axe et une raideur de 400 kHz pour le potentiel radial. On
observe un gain d’énergie de plusieurs ordres de grandeur pour des waists inférieurs à 10 µm,
et dans le cas d’un waist de 20 µm utilisés dans notre expérience, il y a bien un facteur six
entre les deux énergies comme évoqué dans l’article.
On peut noter que la valeur typique du waist pour lequel on gagne un ordre de grandeur (ici
16 µm) correspond à zr = 2 mm, c’est à dire environ la valeur de L. Pour une focalisation plus
importante zr diminue et le gain d’énergie est plus important encore. Cet effet s’explique par
le fait que si zr est grand devant L, la probabilité de générer des ions sur l’axe loin du centre