Piégeage et refroidissement d’ions en piège linéaire radio-fréquence

Table des matières

Introduction
1 Piégeage et refroidissement d’ions en piège linéaire radio-fréquence
1.1 Piégeage d’un ion unique en piège quadrupolaire
1.1.1 Géométrie et potentiel de piégeage
1.1.2 Dynamique d’un ion unique dans un piège quadrupolaire linéaire
1.1.3 Chauffage radio-fréquence
1.2 Piégeage d’un nuage d’ions en piège multipolaire
1.2.1 Pseudo-potentiel de piégeage
1.2.2 Piégeage d’un grand nuage d’ions en piège octupolaire
1.3 Thermodynamique des ions en piège linéaire
1.3.1 Les différents états thermodynamiques
1.3.2 Description collective du nuage d’ions en piège linéaire
1.4 Refroidissement laser Doppler
1.4.1 Refroidissement laser dans un système atomique à deux niveaux
1.4.2 Refroidissement laser dans un système à trois niveaux
1.4.3 Refroidissement laser sans résonance noire impliquant 5 niveaux
2 Dispositif expérimental
2.1 Montage
2.1.1 Configuration du piège
2.1.2 Enceinte à vide
2.1.3 Tensions de confinement
2.2 Sources lasers
2.2.1 Lasers de refroidissement
2.2.2 Lasers de photo-ionisation
2.2.3 Mise en forme des faisceaux lasers
2.3 Détection du signal de fluorescence
2.3.1 Détection des ions piégés
2.3.2 Mise au point de la photo-ionisation
2.4 Création des ions dans un piège radio-fréquence
2.4.1 Méthode de photo-ionisation
2.4.2 Protocole d’ionisation du calcium
2.4.3 Caractérisation de la création des ions calcium 40Ca+
Conclusion