Première observation de la transition fortement interdite 1S0-3P0 du strontium, pour une horloge optique à atomes piégés

Irene Courtillot (1)

1 SYRTE - Systèmes de Référence Temps Espace

This thesis reports the first results towards the realization of an optical clock using trapped strontium atoms. This set up would combine advantages of the different approaches commonly used to develop an atomic frequency standard. The first part describes the cold atoms source which is implemented. A magneto-optical trap operating on the 1S0-1P1 transition at 461nm is loaded from an atomic beam decelerated by a Zeeman slower. The 461nm laser is obtained by sum-frequency mixing in a KTP crystal. The second part is devoted to the different stages developed to achieve the direct excitation of the 1S0-3P0 clock transition in 87Sr. This line has a theoretical natural width of 1mHz. Before this detection, we obtained an estimate of the resonance frequency by measuring absolute frequencies of several allowed optical transitions.

Ce mémoire rapporte les premiers résultats d'une expérience visant à développer une horloge optique à atomes de strontium piégés. Ce dispositif réunit les avantages des différentes techniques utilisées jusqu'à présent pour réaliser un étalon de fréquence atomique. La première partie décrit la réalisation de la source d'atomes froids. Un piège magnéto-optique fonctionnant sur la transition 1S0-1P1 à 461nm est chargé à partir d'un jet atomique décéléré par un ralentisseur Zeeman. La source à 461nm est réalisée par somme de fréquence dans un cristal de KTP. Dans la deuxième partie sont détaillées les étapes mises en oeuvre pour effectuer la détection par excitation directe de la transition d'horloge 1S0-3P0 du 87Sr, de 1mHz de largeur de raie théorique. Préalablement à cette observation, une première estimation de la fréquence de la transition d'horloge a été obtenue en mesurant la fréquence absolue de plusieurs résonances optiques plus largement permises.

Mots clés: étalon de fréquence atomique; spectroscopie de très haute résolution; mesure absolue de fréquence optique; atomes froids; ralentisseur Zeeman; mélange non-linéaire de fréquence

Domaines: Physique Atomique [physics.atom-ph]

Irene Courtillot. Première observation de la transition fortement interdite 1S0-3P0 du strontium, pour une horloge optique à atomes piégés. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00004039⟩