Etude spectroscopique du doublet métastable 3D de l'ion Ca+ dans un piège de Paul en présence de collisions - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1994

Spectroscopic study of the metastable 3D-doublet of Ca+ ions in a Paul trap in the presence of collisions

Etude spectroscopique du doublet métastable 3D de l'ion Ca+ dans un piège de Paul en présence de collisions

Résumé

An experiment has been set-up which allows to confine calcium ions for a few hours. In a first step, the ions have been detected with two electronic techniques: Resonant ejection using an electron multiplier and the detection of the ionic power absorption in a tuned circuit. The influence of collisions with a buffer gas on trapping times and the evolution of space charge has been shown using the second method. The ion cloud has been detected by the fluorescence of the CaII resonance lines, either by employing a buffer gas, or by using a double-resonance scheme. The natural lifetimes of both metastable states have been measured making use of the direct excitation of the electric quadrupolar transitions 4S-3D. This original method provides very precise results. De-excitation rates of the metastable states towards the ground-state (quenching) have been determined by measuring the variation of the effective lifetime using different buffer gases. A steady-state study (sensitized fluorescence) and a time-resolved study of the populations of the long-lived D-states have allowed to determine reaction rates for the mixing of the fine-structure levels.
Un dispositif permettant le confinement d'ions calcium pendant des heures a été réalisé. Dans une première étape les ions ont été détectés utilisant deux méthodes électroniques: l'éjection résonnante à l'aide d'un multiplicateur d'électrons, et la détection par un circuit résonnant. L'influence d'un gaz tampon sur les durées de confinement et l'évolution de la charge d'espace a été mise en évidence par cette dernière méthode. les ions ont ensuite été détectés par la fluorescence des raies de résonance du CaII soit en utilisant un gaz tampon, soit par double-résonance optique-optique. l'excitation directe des transitions interdites 4S-3D des ions a permis d'aborder des mesures de la durée de vie naturelle des niveaux métastables par une méthode originale. des résultats très précis pour ces durées de vie ont été obtenus. Nous avons déterminé les taux de réaction pour la désexcitation des états métastables vers le niveau fondamental (quenching) en mesurant la variation de la durée de vie effective des niveaux en présence de différents gaz tampon. une étude en équilibre (fluorescence sensibilisée) ainsi qu'une étude dynamique des populations des deux états du doublet ont fourni des taux de réaction pour le mélange des niveaux de structure fine.
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Dates et versions

tel-00915236 , version 1 (06-12-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00915236 , version 1

Citer

Martina Knoop. Etude spectroscopique du doublet métastable 3D de l'ion Ca+ dans un piège de Paul en présence de collisions. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université de Provence - Aix-Marseille I, 1994. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00915236⟩

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