Optical pumping of stored atomic ions

Time and Frequency Division, National Bureau of Standards, Boulder, Colorado 80303, U.S.A.

Abstract

Optical pumping experiments on atomic ions which are stored in electromagnetic « traps » are discussed. Weak relaxation and extremely small energy shifts of the stored ions lead to very high resolution and accuracy in optical pumping-double resonance experiments. In the same spirit of Kastler's proposal for « lumino refrigeration » (1950), the kinetic energy levels of stored ions can be optically pumped. This technique, which has been called laser cooling, significantly reduces Doppler frequency shifts in the spectra.

Résumé

Ce texte discute les expériences de pompage optique sur des ions atomiques confinés dans des pièges électromagnétiques. Du fait de la faible relaxation et des déplacements d'énergie très petits des ions confinés, on peut obtenir une très haute résolution et une très grande précision dans les expériences de pompage optique associé à la double résonance. Dans la ligne de l'idée de Kastler de « lumino-réfrigération » (1950), l'énergie cinétique des niveaux des ions confinés peut être pompée optiquement. Cette technique, appelée refroidissement laser, réduit sensiblement les déplacements de fréquence Doppler dans les spectres.