VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
92 CHAPITRE 4. ENSEMBLE DU DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL
garanti par un jeu de plusieurs cales qui permettent de placer correctement les pièces avant
de serrer les vis.
4.4.2 Possibilités
Le système de génération d’ions n’a pas été modifié, on dispose du même canon à électrons,
d’un four contenant une pépite de Strontium et le second four a été supprimé. Le dispositif
permet toujours de compter les ions au moment voulu et d’effectuer des spectres de masse.
Les faisceaux laser qui assurent le refroidissement Doppler peuvent être envoyés selon l’axe du
piège dans les deux sens, et selon deux autres directions à 22.5˚de l’axe qui correspondent
à des hublots de la chambre à vide. Les électrodes de compensation et les électrodes DC
qui n’ont pas été reliées électriquement dans cette version, permettent de bouger finement le
nuage dans le plan transverse. Selon les simulations sous Simion R○, l’effet est de 40 µm/V
dans les directions transverse horizontale et verticale pour les électrodes DC et de 0.4 µm/V
pour les électrodes de compensation. Expérimentalement on n’a mesuré l’effet que pour la
direction verticale et obtenu des valeurs plus importantes : 900 µm/V pour les électrodes DC
et 6 µm/V pour les électrodes de compensation. Cet écart n’est pour l’instant pas expliqué.
La principale limite du dispositif est sa complexité. Si l’on recense les vis et les pièces de
Macor R○, l’ensemble du système compte plus de 130 pièces. L’assemblage du piège est assez
sophistiqué et compte beaucoup d’étapes. Par ailleurs la précision du système est tributaire
des bonnes dimensions des pièces de Macor R○ qui sont relativement friables et fragiles.
4.5 Architecture des tensions électriques
On détaille dans cette partie la génération, le contrôle et l’acheminement des diverses
tensions nécessaires au fonctionnement du piège.
4.5.1 Tensions oscillantes
Ce sont les tensions qui sont appliquées sur les barres cylindriques du piège, la tension
radiofréquence de piégeage ou la tension d’excitation, ”tickle”, pour effectuer les spectres de
masse.
Tension RF Pour piéger les ions Strontium Sr + , il est nécessaire de disposer d’une tension
radiofréquence d’amplitude VRF et fréquence ωRF
2π qui soit compatible avec la condition de
stabilité q < 0.9. Compte tenu de la masse de ces ions (m = 1.45 10−25 kg) et du facteur
géométrique R = 3.12 mm, la condition de stabilité s’écrit
VRF
< 9 × 10 −12
V s2 rad2
ω 2 RF
La fréquence de la tension RF utilisée est comprise entre 2 MHz et 2.5 MHz, ce qui correspond
à une amplitude limite de stabilité entre 1400 V et 2300 V. L’amplitude utilisée est
inférieure à 1000 V, elle est produite à partir d’un générateur basse fréquence Agilent dont
la sortie est amplifiée (amplificateur 10 W) puis envoyée vers un circuit résonant représenté
sur la figure 4.13. L’ensemble forme deux circuits couplés par inductance : le circuit primaire
comporte le générateur, l’amplificateur et 3 spires gainées, le circuit secondaire comprend 95