VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
74 CHAPITRE 3. TECHNIQUES EXPÉRIMENTALES
Fig. 3.9 – Schéma du refroidissement du refroidissement Doppler en deux étapes. Les deux
lasers
adressent
les transitions notées 1 et 2, et la fluorescence est détectée sur la désexcitation
→ |S1/2
|P 1/2
fois moins importante que dans un schéma en Λ. Cela est suffisant pour réaliser la méthode
puisqu’expérimentalement des températures de quelques mK ont été atteintes, bien en dessous
de la température limite Doppler supérieure à 100 mK.
Les principaux
avantages
de cette méthode sont un très faible bruit sur le signal de fluorescence
|P1/2 → |S1/2 , car les lasers sont à des longueurs d’onde très différentes (dans le cas du
Sr + la fluorescence est détecté à 422 nm pour des lasers fonctionnant aux longueurs d’onde de
690 nm et 1091 nm), et la possibilité de contrôler la température limite du refroidissement par
l’intensité des faisceaux et leur désaccord. On peut notamment se placer initialement dans
une situation où Γeff est important correspondant certes à une température limite élevée
mais aussi à une grande vitesse de capture et une dynamique de refroidissement rapide, puis
diminuer peu à peu cette valeur de façon à atteindre des températures plus faibles. Cette
méthode est limitée par la cinétique de refroidissement qui devient de plus en plus lente à
mesure que Γeff est diminué. Un autre intérêt est qu’il est théoriquement possible d’atteindre
un refroidissement jusqu’au niveau vibrationnel le plus faible avec uniquement deux faisceaux
sans résoudre spectralement les niveaux vibrationnels. Enfin le dernier avantage tient au fait
que l’on utilise des longueurs d’onde rouge et infrarouge (à comparer aux longueurs d’onde
bleue ou violette utilisées dans la structure classique en Λ) : les sources lumineuses sont très
nombreuses.
3.4 Techniques de détection pour les ions piégés
Cette section décrit les différentes mesures que l’on peut effectuer sur un nuage d’ions
piégés. Elles permettent d’accéder au nombre d’ions piégés, la composition chimique de la
population, la température et la densité de l’echantillon. Certaines méthodes sont destructives.
D’autres méthodes fondées sur la fluorescence des ions refroidis ou le bruit électrique
sur les électrodes dû aux ions ne détruisent pas l’échantillon.