Production d'une source d'ions césium monocinétique basée sur des atomes refroidis par laser en vue d'un couplage avec une colonne à faisceaux d'ions focalisés PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Production d'une source d'ions césium monocinétique basée sur des atomes refroidis par laser en vue d'un couplage avec une colonne à faisceaux d'ions focalisés PDF full book. Access full book title Production d'une source d'ions césium monocinétique basée sur des atomes refroidis par laser en vue d'un couplage avec une colonne à faisceaux d'ions focalisés by Leila Kime. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Leila Kime
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Cette thèse porte sur l'étude de la production d'une source d'ionsCes travaux de thèse ont consisté à étudier la faisabilité d'une source d'ions césium brillante et de faible dispersion énergétique à partir d'atomes froids dans le but de la coupler à une optique de faisceau d'ions focalisés (FIB).Il s'agit de produire une source ionique continue, de fort courant et de plus faible dispersion en énergie que les sources actuellement utilisées. Un schéma expérimental innovant a donc été imaginé.Un flux continu d'atomes de césium est issu d'un four à recirculation. Les atomes sont ensuite collimatés et compressés en se basant su les techniques de refroidissement d'atomes par laser. Des simulations de la mélasse optique pour la collimation et du MOT-2D pour la compression sont présentées. Issus d'un jet effusif de césium produit par un four à recirculation, la collimation grâce à une mélasse optique et la compression effectuée en en utilisant un MOT-2D des atomes de césium a été étudiée. Le schéma d'ionisation des atomes de césium passe par une excitation vers un état de Rydberg puis par une ionisation par champ électrique. Les propriétés remarquables des atomes pour ces niveaux d'énergie permettent d'obtenir une ionisation des atomes en champ électrique quasi-instantanée qui permet la minimisation de la dispersion énergétique. Nous avons développer une simulation permettant d'étudier les propriétés du champ électrique nécessaire pour l'ionisation afin de choisir le niveau de Rydberg approprié. Des simulations complémentaires ont permis de définir et de concevoir les électrodes nécessaires à la production du champ électrique d'excitation et d'ionisation. Une première étude des effets coulombiens de la source d'ions lors de l'ionisation des atomes de Rydberg est présentée. Enfin, l'étude théorique du couplage de la source obtenue avec une optique de faisceaux d'ions focalisés est réalisée.Un montage expérimental vient compléter ces diverses études et a permis d'obtenir les premiers résultats.
Author: Leila Kime
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Cette thèse porte sur l'étude de la production d'une source d'ionsCes travaux de thèse ont consisté à étudier la faisabilité d'une source d'ions césium brillante et de faible dispersion énergétique à partir d'atomes froids dans le but de la coupler à une optique de faisceau d'ions focalisés (FIB).Il s'agit de produire une source ionique continue, de fort courant et de plus faible dispersion en énergie que les sources actuellement utilisées. Un schéma expérimental innovant a donc été imaginé.Un flux continu d'atomes de césium est issu d'un four à recirculation. Les atomes sont ensuite collimatés et compressés en se basant su les techniques de refroidissement d'atomes par laser. Des simulations de la mélasse optique pour la collimation et du MOT-2D pour la compression sont présentées. Issus d'un jet effusif de césium produit par un four à recirculation, la collimation grâce à une mélasse optique et la compression effectuée en en utilisant un MOT-2D des atomes de césium a été étudiée. Le schéma d'ionisation des atomes de césium passe par une excitation vers un état de Rydberg puis par une ionisation par champ électrique. Les propriétés remarquables des atomes pour ces niveaux d'énergie permettent d'obtenir une ionisation des atomes en champ électrique quasi-instantanée qui permet la minimisation de la dispersion énergétique. Nous avons développer une simulation permettant d'étudier les propriétés du champ électrique nécessaire pour l'ionisation afin de choisir le niveau de Rydberg approprié. Des simulations complémentaires ont permis de définir et de concevoir les électrodes nécessaires à la production du champ électrique d'excitation et d'ionisation. Une première étude des effets coulombiens de la source d'ions lors de l'ionisation des atomes de Rydberg est présentée. Enfin, l'étude théorique du couplage de la source obtenue avec une optique de faisceaux d'ions focalisés est réalisée.Un montage expérimental vient compléter ces diverses études et a permis d'obtenir les premiers résultats.
Author: Yoann Bruneau
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Cette thèse porte sur l'étude d'une nouvelle source de particules chargées peu dispersive basée sur le refroidissement d'atomes par laser. Les technologies actuelles, basées sur des pointes fines de quelques nanomètres, sont limitées à des faisceaux de hautes énergies (champ d'accélération supérieur à 10 kV) et de fortes dispersions supérieures à 1 eV du fait des fortes interactions entre les particules se retrouvant très proches les unes des autres au moment de leur création. Une nouvelle source, basée sur un jet atomique refroidi transversalement et ionisé par lasers, permet d'étendre la zone de création des particules chargées à des dimensions de quelques centaines de micron et ainsi de limiter les intéractions entre les particules, tout en créant une source refroidie à 100 μK et ainsi très peu dispersive. Un guidage, utilisant la force dipolaire exercée par un laser appliqué le long de la propagation des atomes, est étudié expérimentalement et permet de piéger les atomes au centre du laser piégeur. En jouant sur la forme du laser, il est ainsi possible de concentrer les atomes dans une section de diamètre de l'ordre de 0,4 mm. Il est dès lors envisageable de créer une source de particules chargées avec des courants supérieurs au nA. L'ionisation des atomes du jet refroidi, basée sur l'ionisation d'atomes de Rydberg sous champ, est étudiée et comparée aux récentes expériences de photoionisation d'atomes refroidis dans un MOT-3D.
Author: Jean-Philippe Lavoie
Publisher:
ISBN:
Category : Ion sources
Languages : en
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
TRIUMF utilise la méthode de séparation isotopique en ligne (ISAC) pour produire des faiceaux exotiques, c'est-à-dire des faisceaux d'ion hors de la vallée de stabilité. Le besoin d'accéder à des régions de plus en plus exotiques est une source de nouveaux défis pour la production de faisceaux. L'un d'entre eux concerne l'élimination des contaminations iso-bariques polluant le faisceau d'intérêt. Pour résoudre ce problème, un nouveau type de source d'ions tirant parti d'un quadriple radio-fréquence (RFQ) et de l'ionisation résonante par laser (LIS) a été développé. La gamme de fréquence du RFQ (500 kHz - 3 MHz) et l'amplitude du signal (10 - 200 V cc) permettent la production de tout isotope pouvant être ionisé par laser à ISAC. Les tests variés menés avec la nouvelle source RFQ - LIS ont permis de démontrer que presque 100 % des contaminants, ionisés par contact avec une surface chaude, pouvaient être repoussés, ne laissant qu'un faisceau d'ions purs ionisés par laser. Afin de développer un prototype fonctionnel, des simulations de trajectoires d'ions dans un RFQ opérant avec une onde carrée ont été effectuées. De plus, l'étude de la dynamique dans l'espace de phase et des équations du mouvement par méthode matricielle ont permis de simuler l'acceptance et la limite de charge d'espace du RFQ. Cette dernière a été établie à 90.5 nA pour une fréquence d'opération de 1 MHz et avec un paramtre quadriplaire qu de 0,59. Cette condition certifie le bon fonctionnement du RFQ puisque les intensités de faisceaux mesurées étaient généralement de quelques dizaines de nA. Afin d'accueillir la source nouvellement développée et de permettre le développement d'autres sources, un système expérimental a été construit. Il permet d'opérer à des énergies de faisceaux pouvant atteindre 35 keV. La chambre expérimentale est munie d'un déflecteur sphérique électrostatique (90°) ainsi que d'un spectromètre de masse pour permettre de caractériser la composition en masse des faisceaux d'ions produits. L'acquisition quasi simultanée de masses jusqu'à 300 amu ainsi que le système de détection double permettant des mesures d'intensités allant d'un seul ion à plusieurs nA, rendent le système pratique en comparaison des systèmes courants basés sur des aimants. Enfin, le nouveau système expérimental permet d'effectuer une grande variété de mesures. Ceci inclut les mesures d'efficacités de sources d'ions, la caractérisation des largeurs d'impulsions d'ions produits par laser ainsi que le développement de nouveaux schémas d'ionisation laser.
Author: Isabelle Bouchoule
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 198
Get Book Here
Book Description
LES EXPERIENCES PRESENTEES DANS CE MEMOIRE ONT ETE EFFECTUEES SUR DES ATOMES DE CESIUM PIEGES DANS UN RESEAU LUMINEUX NON DISSIPATIF PRODUIT PAR DEUX FAISCEAUX D'UN LASER ND : YAG. VERTICALEMENT, LES ATOMES SONT CONFINES DANS DES MICRO-PUITS INDEPENDANTS AU FOND DE CHAQUE MAXIMUM D'INTENSITE ET LE CONFINEMENT HORIZONTAL EST ASSURE PAR LA FORME GAUSSIENNE DES FAISCEAUX. LE FORT CONFINEMENT VERTICAL NOUS A PERMIS, EN METTANT AU POINT UN REFROIDISSEMENT OPTIQUE PAR BANDES LATERALES, D'ACCUMULER ENVIRON 95% DES ATOMES DANS L'ETAT FONDAMENTAL DU MOUVEMENT DANS LA DIRECTION VERTICALE. A PARTIR DE CET ETAT QUANTIQUE PRATIQUEMENT PUR, NOUS AVONS PRODUIT D'AUTRES ETATS QUANTIQUES ET, GRACE A UNE TECHNIQUE D'IMAGERIE EN ABSORPTION, NOUS AVONS VISUALISE DIRECTEMENT LEUR DISTRIBUTION EN VITESSE. TOUT D'ABORD, NOUS AVONS REALISE LE PREMIER ETAT EXCITE DU MOUVEMENT DES ATOMES DONT LA DISTRIBUTION EN VITESSE S'ANNULE EN V = 0. NOUS AVONS ENSUITE REALISE DES ETATS NON STATIONNAIRES DU MOUVEMENT ET VISUALISE L'EVOLUTION TEMPORELLE DE LEUR DISTRIBUTION EN VITESSE. AINSI, L'EVOLUTION D'UNE SUPERPOSITION DES DEUX PREMIERS NIVEAUX VIBRATIONNELS ET CELLE D'ETATS COMPRIMES ONT ETE ENREGISTREES. LES ETATS COMPRIMES SONT, COMME L'ETAT FONDAMENTAL, DES ETATS D'INCERTITUDE MINIMUM (PZ = /2) MAIS LEUR DISTRIBUTION EN IMPULSION EST PLUS FINE QUE CELLE DE L'ETAT FONDAMENTAL. UNE REDUCTION D'UN FACTEUR 4 A ETE OBTENUE. EN APPLIQUANT LE REFROIDISSEMENT DU MOUVEMENT VERTICAL PENDANT UN TEMPS LONG, GRACE AU TRANSFERT D'ENERGIE DU MOUVEMENT HORIZONTAL AU MOUVEMENT VERTICAL ASSURE PAR LES COLLISIONS, NOUS AVONS REFROIDI LE MOUVEMENT DANS LES TROIS DIRECTIONS. NOUS AVONS AINSI OBTENU UNE TEMPERATURE T 3K POUR LAQUELLE 80% DES ATOMES SONT DANS L'ETAT FONDAMENTAL DU MOUVEMENT VERTICAL. ENFIN, UNE ETUDE DE TEMPS DE THERMALISATION MONTRE QUE LA RESONNANCE DE DIFFUSION A ENERGIE NULLE DU CESIUM N'EST PAS AFFECTEE PAR LE FORT CONFINEMENT VERTICAL.
Author: Hélène Perrin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 157
Get Book Here
Book Description
DANS CE MEMOIRE SONT PRESENTEES PLUSIEURS METHODES DE REFROIDISSEMENT D'ATOMES DE CESIUM CONFINES DANS UN PIEGE OPTIQUE A FAIBLE TAUX DE DIFFUSION, LE PIEGE DIPOLAIRE CROISE. LE PIEGE EST CONSTITUE DE DEUX FAISCEAUX FOCALISES CROISES ISSUS D'UN LASER ND : YAG. LES ATOMES, DANS L'UN DES SOUS-NIVEAUX HYPERFINS DE L'ETAT FONDAMENTAL, RESTENT CONFINES AU CROISEMENT DES FOYERS PENDANT UNE A DEUX SECONDES. LES DENSITES ACCESSIBLES SONT ELEVEES (10 1 2 ATOMES/CM 3 ENVIRON). POUR MANIPULER CES ATOMES, ON UTILISE LA TRANSITION RAMAN STIMULEE A DEUX PHOTONS ENTRE LES ETATS HYPERFINS. UNE NOUVELLE FORME D'IMPULSION TRES EFFICACE REPOSANT SUR UN TRANSFERT ADIABATIQUE ENTRE CES NIVEAUX A ETE MISE AU POINT AU COURS DE CE TRAVAIL. CETTE IMPULSION EST UTILISEE DANS TOUTES LES EXPERIENCES DE REFROIDISSEMENT DECRITES DANS CETTE THESE. DANS UNE PREMIERE SERIE D'EXPERIENCES, ON SUPERPOSE AU PIEGE UN RESEAU INTERFERENTIEL UNIDIMENSIONNEL DE PAS COMPARABLE A LA LONGUEUR D'ONDE OPTIQUE. ON PEUT RESOUDRE LA STRUCTURE VIBRATIONNELLE INDUITE AVEC LES TRANSITIONS RAMAN. LES ATOMES SONT REFROIDIS DANS CE RESEAU PAR LE METHODE DU REFROIDISSEMENT PAR BANDES LATERALES INITIALEMENT DEVELOPPEE POUR LES IONS ET APPLIQUEE POUR LA PREMIERE FOIS ICI AUX ATOMES NEUTRES. ON PREPARE AINSI UN ECHANTILLON D'ATOMES FROIDS AVEC 90% DES ATOMES DANS LE NIVEAU FONDAMENTAL DU RESEAU. CETTE THESE PRESENTE EGALEMENT LES RESULTATS OBTENUS SUR LES ATOMES PIEGES PAR REFROIDISSEMENT RAMAN. CETTE TECHNIQUE, TRES EFFICACE A UNE DIMENSION SUR LES ATOMES LIBRES, EST ETENDUE A TROIS DIMENSIONS SUR DES ATOMES PIEGES, POLARISES OU NON. ON A DEVELOPPE ICI UNE METHODE PERMETTANT SIMULTANEMENT DE POLARISER ET DE REFROIDIR LES ATOMES EN UTILISANT LA TRANSITION RAMAN. ON OBTIENT DES TEMPERATURES DE L'ORDRE DE 2 K AVEC DES DENSITES ATOMIQUES DE L'ORDRE DE 10 1 2 ATOMES/CM 3, CE QUI REPRESENTE UN GAIN DE TROIS A QUATRE ORDRES DE GRANDEUR PAR RAPPORT A UN PIEGE MAGNETO-OPTIQUE. ON MONTRE QUE LA LIMITE ATTEINTE EST DUE A LA REABSORPTION PAR LES ATOMES REFROIDIS DE PHOTONS RESONNANTS ISSUS DU REPOMPAGE. EN REDUISANT LA DENSITE ATOMIQUE, ON LIMITE LA REABSORPTION, CE QUI PERMET D'ATTEINDRE DES TEMPERATURES ENCORE PLUS BASSES (680 NK).
Author: SAIDA.. GUELLLATI
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
CETTE THESE PRESENTE L'APPLICATION DE DEUX TECHNIQUES DE REFROIDISSEMENT D'ATOMES NEUTRES PAR LASER, A LA SPECTROSCOPIE A HAUTE RESOLUTION DE LA TRANSITION DE L'HORLOGE A CESIUM. DANS UNE PREMIERE EXPERIENCE, ON UTILISE UN JET ATOMIQUE RALENTI ET REFROIDI A L'AIDE DE DIODE-LASERS BALAYEES EN FREQUENCE. UN MODELE THEORIQUE PERMET DE CARACTERISER LES PROPRIETES DE CE JET. LES ATOMES DU JET RALENTI TRAVERSENT UNE CAVITE MICRO-ONDES DE UN CENTIMETRE DE LONGUEUR, ON OBSERVE SUR LA TRANSITION D'HORLOGE, UNE RESONANCE DE RAMSEY DE TROIS KILOHERTZ DE LARGE. DANS LA SECONDE EXPERIENCE, NOUS AVONS DANS UNE PREMIERE ETAPE ETUDIER LA TEMPERATURE D'EQUILIBRE DES ATOMES D'UNE MELASSE OPTIQUE A TROIS DIMENSIONS, EN FONCTION DE L'INTENSITE ET DU DESACCORD A RESONANCE DU LASER. CETTE ETUDE A PERMIS DE TESTER LES NOUVELLES THEORIES DE REFROIDISSEMENT SUB-DOPPLER ET DE DETERMINER PRECISEMENT LA TEMPERATURE LIMITE REALISABLE AVEC CES MECANISMES. NOUS AVONS ENSUITE REALISE UNE FONTAINE ATOMIQUE EN DECALANT DE FACON SYMETRIQUE LES FREQUENCES DES FAISCEAUX VERTICAUX DE LA MELASSE. LES ATOMES DE LA FONTAINE FONT UN DOUBLE PASSAGE DANS UNE CAVITE MICRO-ONDE (ALLER ET RETOUR), ON OBSERVE UNE RESONANCE DE RAMSEY DE DEUX HERTZ DE LARGE. LE DERNIER CHAPITRE EST CONSACRE A L'EVALUATION DES ERREURS SYSTEMATIQUES ET A LA DISCUSSION DES PERSPECTIVES OFFERTES PAR LES TECHNIQUES PROPOSEES
Author: Benjamin Cocquelin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 157
Get Book Here
Book Description
Les solutions laser actuellement mises en œuvre pour la manipulation des atomes de Césium dans les horloges atomiques et les capteurs inertiels embarqués souffrent de limitations intrinsèques en termes de puissance, de largeur de raie ou de compacité qui justifient l'étude de nouveaux concepts. Nous nous sommes intéressés aux lasers semiconducteurs pompés optiquement, qui combinent les avantages des lasers solides traditionnels et ceux des lasers à semiconducteurs, ce qui leur permet d'émettre de fortes puissances dans un faisceau monomode. Dans ce manuscrit, nous étudions la conception d'une telle source dont l'émission est monomode transverse et longitudinale, en prenant en compte les contraintes d'efficacité et de compacité imposées par l'environnement spatial. Nous portons un soin tout particulier à décrire la structure semiconductrice et sa caractérisation expérimentale. Nous détaillons ensuite la mise en œuvre expérimentale et la caractérisation d'un prototype, accordable sur la raie D2 de l'atome de Césium. La stabilisation de la fréquence du laser est réalisée grâce à un asservissement sur une transition atomique dans un montage d'absorption saturée. Les propriétés spectrales de la source sont étudiées, en particulier, sa largeur de raie du laser et son spectre de bruit fréquence. Enfin, nous mettons en évidence les contraintes thermiques qui apparaissent lors de la montée en puissance et nous cherchons à atteindre les limites des composants étudiés. Finalement, nous proposons diverses voies de recherche pour la poursuite de ces travaux.
Author: Marc Delaunay
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 308
Get Book Here
Book Description
ETUDE DU JET SUPERSONIQUE DE CESIUM: PRODUCTION ET DIAGNOSTIC. DETERMINATION PAR SPECTROMETRIE OPTIQUE DE LA TEMPERATURE D'UN PLASMA D'ECHANGE DE CHARGE. ETUDE DES PRINCIPAUX PARAMETRES DE LA SOURCE D'IONS POSITIFS. ETUDE ET REALISATION D'UN SYSTEME D'ACQUISITION DE DONNEES POUR DETERMINER LES PROFILS RADIAUX DES FAISCEAUX D'IONS ACCELERES. RENDEMENT DE PRODUCTION D'IONS D- EN FONCTION DE L'ENERGIE DES IONS D**(+) ET DE LA DENSITE D'ATOMES DE CS DU JET
Author: Alain Hébert
Publisher: Presses inter Polytechnique
ISBN: 2553014368
Category : Nuclear physics
Languages : en
Pages : 426
Get Book Here
Book Description
Author: James J. Duderstadt
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 630
Get Book Here
Book Description
Problems after each chapter
