Measurement of two characteristics of metastable helium important for laser cooling.
Mesure de deux caractéristiques de l'hélium métastable importantes pour le refroidissement radiatif
Résumé
This thesis presents the study of two characteristics of metastable helium that are important for laser cooling. First, we measure two-body losses in a magneto-optical trap. The losses, enhanced by nearly resonant laser radiation, are mainly due to ionizing collisions. We measure the loss rate by observing the decay of the number of trapped atoms using either atomic fluorencence or ion production. We study the loss rate as a function of the trapping laser parameters. The second part of the thesis concerns experiments to measure the transition rates of the intercombination lines: 2^3P_1 to 1^1S_0 and 2^3P_2 to 1^1S_0. The first of these rates is measured by exciting a small fraction of the atoms in a magneto-optical trap to the 2^3P_1 state and observing the decrease in the trap lifetime. We then measure the ratio of the transition rates for 2^3P_1 and 2^3P_2 towards the 1^1S_0 ground state by monitoring the flux of UV photons associated with the transition.
Cette thèse étudie deux caractéristiques de l'atome hélium métastable importantes pour le refroidissement radiatif. Dans une première partie, on mesure le taux de pertes à deux corps dans un piège magnéto-optique. Ces pertes, accentuées en présence d'une irradiation quasi-résonante, sont principalement dues aux collisions ionisantes entre deux atomes métastables. On mesure le taux de pertes en étudiant l'évolution du nombre d'atomes dans le piège magnéto-optique par observation de la fluorescence ou des ions produits par les collisions. Nous étudions aussi les variations de ce taux en fonction du désaccord des lasers piège. La deuxième partie de la thèse est consacrée à la description des expériences de mesurer les taux de transition des raies intercombinaison: 2^3P_1 vers 1^1S_0 et 2^3P_2 vers 1^1S_0. Le taux 2^3P_1 vers 1^1S_0 est mesuré en excitant une petite fraction d'atomes contenus dans un piège magnéto-optique vers l'état 2^3P_1. On observe une baisse de la durée de vie du piège magnéto-optique qui est la signature de la fuite vers l'état fondamental. Dans une deuxième expérience, on mesure le rapport des taux de transition de 2^3P_2 et 2^3P_1 vers 1^1S_0 en effectuant le rapport des flux de photons UV associés à la transition.