Brevet FR3143832A1 — publié le 20240621

L’invention concerne un piège magnéto-optique à deux dimensions (10) pour système de manipulation d’atomes froids. Selon l’invention, le piège magnéto-optique à 2D (10) comporte un composant optique réflecteur (40) comprenant une première face (41) plane réfléchissante et une deuxième face (42) plane réfléchissante, la première face (41) et la deuxième face (42) étant perpendiculaires entre elles et parallèles à une direction longitudinale (17), et une source laser (3) étant configurée de façon à générer un faisceau laser incident (30) se propageant dans un plan médian (48) de façon à éclairer simultanément la première face (41) et la deuxième face (42) du composant optique réflecteur (40) pour former un premier faisceau laser réfléchi (31), un deuxième faisceau laser réfléchi (32), et un troisième faisceau laser réfléchi (33) se superposant avec le faisceau laser incident (30) dans une zone de piégeage (2) à deux dimensions s’étendant suivant la direction longitudinale (17). Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Piège magnéto-optique à deux dimensions pour système de manipulation d’atomes froids et méthode de piégeage à 2D La présente invention concerne le domaine technique des pièges magnéto-optiques pour système de manipulation d’atomes froids et méthodes de piégeage d’atomes froids. De tels pièges à atomes froids trouvent des applications dans un système de manipulation d’atomes, par exemple un interféromètre atomique, une horloge atomique, un processeur quantique ou une mémoire quantique. Un interféromètre atomique trouve notamment des applications dans un capteur inertiel. Ce capteur inertiel peut être utilisé dans des applications pour des mesures d’accélération suivant un axe de mesure. En particulier, un interféromètre atomique est utilisé dans un gradiomètre atomique ou dans un gravimètre pour mesurer l’accélération de gravité locale avec une précision de l’ordre de 1 pour 1 milliard. Depuis une vingtaine d’années, les techniques basées sur la manipulation d’atomes froids ont permis le développement de nouveaux instruments de mesure, tels que par exemple des interféromètres atomiques ou des horloges atomiques et plus récemment l’apparition de processeurs quantiques et de mémoires quantiques. Un interféromètre atomique combine des technologies optiques et atomiques. Plus précisément, un interféromètre à atomes froids est un système dans lequel des ondes de matière se propagent suivant des chemins séparés spatialement qui délimitent une surface fermée. D’une part, un interféromètre atomique comprend une source d’atomes et un piège pour atomes froids configuré pour générer un nuage d’atomes. D’autre part, l’interféromètre atomique comprend une source laser configurée pour émettre une séquence d’impulsions laser d’interrogation destinées à interagir avec la structure fine des atomes par transfert de photons. Les atomes utilisés sont généralement des atomes alcalins, par exemple de rubidium, ou des atomes alcalino-terreux. Un interféromètre atomique est sensible aux effets inertiels tels que les accélérations et rotations. Les interféromètres atomiques trouvent des applications comme instruments de mesure de très haute précision tels que des gravimètres, gradiomètres, accéléromètres, gyroscopes, et capteurs de champ électro-magnétique. En particulier, un gravimètre fonctionne en piégeant des atomes dans un piège magnéto-optique, puis en les laissant tomber pour mesurer leur accélération en chute libre à l’aide d’une séquence de trois impulsions laser réalisant un interféromètre atomique. Les systèmes d’interféromètre atomique ont une sensibilité supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle des capteurs mécaniques conventionnels. La grande majorité des systèmes de manipulation d’atomes utilise un piège magnéto-optique à trois dimensions, aussi appelé 3D-MOT ou MOT3D. Un piège 3D-MOT est configuré pour refroidir et rassembler des atomes, dans un nuage d’atomes froids. Par atomes froids, on entend ici un nuage d’atomes disposé en un point de l’espace de coordonnées (0, 0, 0) dans un repère orthonormé (X, Y, Z). Les atomes froids sont par exemple des atomes de rubidium (Rb), césium (Cs), potassium (K) ou strontium (Sr). La représente un exemple de piège 3D-MOT 20. Le piège 3D-MOT 20 est installé dans une chambre à ultravide 29 dans laquelle est maintenue une faible vapeur d’atomes que l’on souhaite piéger. Le piège magnéto-optique 3D-MOT 20 comporte généralement six faisceaux laser 21, 22…26 disposés par paires de faisceaux opposés suivant les 3 directions de l’espace et un champ magnétique ayant une configuration spécifique pour piéger les atomes dans les trois directions de l’espace. Le champ magnétique est généré par exemple au moyen de deux paires de bobines anti-Helmholtz 28. La zone de piégeage 9 du piège 3D-MOT est située à l’intersection des six faisceaux laser et du point où le champ magnétique est nul. Dans une première phase de capture, des atomes sont introduits dans la chambre à ultravide 29 pour y être piégés. Quand un des atomes de la vapeur d’atomes entre dans la zone de piégeage du piège 3D-MOT, il est attiré et retenu au centre du piège. Le document de brevet EP2257765B1 décrit un système interférométrique à atomes froids, dans lequel une seule source laser est utilisée en combinaison avec un réflecteur pyramidal pour la capture, le piégeage 3D et la séquence d’interférométrie atomique. Le piège 3D-MOT présente cependant plusieurs défauts et notamment une vitesse de chargement faible. Afin de charger un nombre conséquent d’atomes dans le piège il faut qu’un grand nombre d’atomes passent dans la zone de piégeage et y restent. Cette contrainte incite à utiliser un piège 3D-MOT ayant une grande zone de piégeage d’un volume de l’ordre de quelques mm 3 à quelques cm 3 ou à maintenir une pression d’atomes relativement élevée dans la chambre à ultravide. Toutefois, la pression résiduelle d’atomes dans la chambre peut être suffisamment importante pour perturber la suite des étapes d’interférométrie atomique ou pour dégrader les composants dans la chambre et en particulier les composants optiques. Afin de maintenir la pression d’atomes dans la chambre à ultravide à un niveau faible, il est connu d’utiliser un piège magnéto-optique à deux dimensions, ou piège 2D-MOT ou MOT2D. La représente un système de manipulation d’atomes selon l’art antérieur, par exemple de type interféromètre à atomes froids comprenant un piège 2D-MOT 10 relié à la chambre à ultravide 29 du piège 3D-MOT 20 par un tube 27 de raccordement. Le piège 2D-MOT 10 permet de confiner les atomes dans seulement deux directions dans une autre chambre à vide 19. Le piège 2D-MOT 10 produit un jet d’atomes 8 collimaté et ralenti qui est dirigé vers la zone de piégeage du 3D-MOT à travers le tube 27 étroit de raccordement. Cette configuration permet de maintenir une pression différentielle entre la chambre à vide 19 du piège 2D-MOT 10 et la chambre à ultravide 29 du piège 3D-MOT 20. L’utilisation d’un piège 2D-MOT permet à la fois de charger plus efficacement le piège 3D-MOT et de limiter la pression résiduelle dans la chambre à ultravide de façon à limiter la pollution de la chambre d’expérience de l’interféromètre atomique, et plus généralement du système de manipulation d’atomes. On connait différentes technologies de pièges 2D-MOT. La illustre en particulier un piège 2D-MOT 10 selon l’art antérieur. On a aussi représenté un repère orthonormé XYZ. De façon connue, des bobines magnétiques 18 sont disposées et configurées pour générer un champ magnétique nul le long d’une direction longitudinale 17 du piège 2D-MOT, la direction longitudinale 17 étant parallèle à l’axe Z. Le piège 2D-MOT 10 comprend deux miroirs plans 4, 5 disjoints arrangés respectivement dans les plans XZ et YZ sur deux faces de la chambre à vide 19. On génère un ou plusieurs faisceaux laser incidents 11 se propageant dans le plan XZ, parallèlement à l’axe X, et, simultanément, un ou plusieurs faisceaux laser incidents 12 se propageant dans le plan transverse YZ, parallèlement à l’axe Y. Le miroir plan 4, respectivement 5, reçoit un ou plusieurs faisceaux lasers incidents 11, respectivement 12, sous incidence normale et réfléchit des faisceaux 14, respectivement 15. De façon avantageuse, le faisceaux lasers incidents 11, 12 sont polarisés circulairement. On dispose une lame quart d’onde 49 devant chaque miroir plan 4,5 de façon à ce que les faisceaux réfléchis 14, 15 soient aussi polarisés circulairement, et que les faisceaux incidents 11 et réfléchis 14 soient de polarisation mutuellement opposées, respectivement les faisceaux incidents 12 et réfléchis 15 soient de polarisation mutuellement opposées. Les faisceaux incidents 11 et réfléchis 14 se superposent dans le plan XZ et les faisceaux incident 12 et réfléchi 15 se superposent dans le plan YZ. Le piège 2D-MOT permet de confiner les atomes dans une zone de piégeage 2 à l’intersection des faisceaux laser 11, 12, 14 et 15 suivant deux directions de l’espace. La zone de piégeage 2 s’étend suivant une direction longitudinale 17. Un autre faisceau laser 13, parallèle à la direction longitudinale 17 et transverse au confinement 2D permet de pousser les atomes pour générer le jet d’atomes 8 à travers le tube 27 de raccordement. Un tel piège 2D-MOT utilise en général trois faisceaux laser 11 et 12 dans les deux directions de confinement X et Y et un autre faisceau laser 13 dans la direction de poussée parallèle à l’axe Z. La publication J. R. Kellogg et al. (« A compact high-efficiency cold atom beam source », Appl. Phys. B pp. 109:61–64, 2012, DOI 10.1007/s00340-012-5220-5) divulgue un piège 2D-MOT sans faisceau pousseur basé sur l’utilisation de deux faisceaux laser incidents dans les deux directions de confinement du piège 2D-MOT et inclinés par rapport à la direction longitudinale du piège 2D-MOT pour générer par réflexion sur deux lames quart d’onde rétroréfléchissantes un confinement à 2D et simultanément une poussée suivant la direction longitudinale. Le document de brevet US 2017/0359888 divulgue un piège 2D-MOT basé sur l’utilisation d’un seul faisceau laser et d’un réseau de diffraction disposé à l’intérieur de la chambre à vide. Toutefois, les atomes de rubidium sont susceptibles de se déposer sur ou d'endommager le relief de surface du réseau de diffraction et de l’endommager. L’architecture des pièges 2D-MOT de l’art antérieur est en général complexe, encombrante et nécessite un alignement optique très précis de nombreux composants optiques et/ou de plusieurs faisceaux laser. Il est souhaitable de réduire l’encombrement d’un piège 2D-MOT et de simplifier les réglages des faisceaux laser et des composants optiques d’un piège 2D-MOT, sans réduire le débit du jet d’atomes. A cet effet, l’invention concerne un piège magnéto-optique à deux dimensions pour système de manipulation d’atomes froids, le piège magnéto-optique à deux dimensions comprenant une chambre à vide apte à recevoir une vapeur d’atomes alcalins ou alcalino-terreux, des moyens de génération d’un champ magnétique, une source laser et un composant optique réflecteur. Selon l’invention, le composant optique réflecteur comporte une pluralité de faces planes réfléchissantes, chaque face plane réfléchissante de la pluralité de faces planes réfléchissantes étant parallèle à une direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions, la pluralité de faces planes réfléchissantes étant solidaires entre elles et formant une surface concave, la pluralité de faces planes réfléchissantes comprenant une première face plane réfléchissante et une deuxième face plane réfléchissante, la première face étant disposée de façon à former un angle de 90 ±5 degrés avec la deuxième face, la source laser étant configurée de façon à générer un faisceau laser incident polarisé circulairement se propageant dans un plan médian relatif à la première face et à la deuxième face, le faisceau laser incident étant de dimensions adaptées et orienté de façon à éclairer simultanément la première face et la deuxième face du composant optique réflecteur pour former un premier faisceau laser réfléchi et un deuxième faisceau laser réfléchi se propageant en direction mutuellement opposée dans un plan transverse au plan médian, et pour former un troisième faisceau laser réfléchi se propageant en direction opposée au faisceau laser incident dans le plan médian de façon à ce que le faisceau laser incident, le premier faisceau laser réfléchi, le deuxième faisceau laser réfléchi et le troisième faisceau laser réfléchi se superposent dans une zone de piégeage à deux dimensions s’étendant suivant la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions. Selon un premier mode de réalisation, la première face et la deuxième face sont contiguës, la deuxième face étant apte à réfléchir le premier faisceau laser réfléchi et respectivement la première face étant apte à réfléchir le deuxième faisceau laser réfléchi, de façon à former le troisième faisceau réfléchi. Selon un deuxième mode de réalisation, la pluralité de faces planes réfléchissantes comprend une troisième face, la troisième face étant disposée entre la première face et la deuxième face, la troisième face étant disposée perpendiculairement audit plan médian, une lame quart d’onde étant disposée sur ou devant la troisième face, le faisceau laser incident étant orienté de façon à éclairer la troisième face du composant optique réflecteur à travers la lame quart d’onde pour former le troisième faisceau laser réfléchi. Selon un aspect particulier et avantageux, le faisceau laser incident est incliné d’un angle égal à ou compris entre 70 et 90 degrés, et de préférence entre 80 et 90 degrés, par rapport à la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions. Selon une alternative, le faisceau laser incident est perpendiculaire à la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions, le piège magnéto-optique comprenant un dispositif séparateur de faisceau disposé pour recevoir un faisceau source de la source laser et pour former le faisceau laser incident et un faisceau laser pousseur séparé du faisceau laser incident, le faisceau laser pousseur étant orienté parallèlement à la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions. Avantageusement, le faisceau laser incident présente une section elliptique ayant un grand axe orienté suivant la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions. Selon un aspect particulier et avantageux, le piège magnéto-optique à deux dimensions comprend diviseur de faisceau disposé entre la source laser et le composant optique réflecteur, le diviseur de faisceau étant arrangé pour former le faisceau laser incident et un autre faisceau laser incident parallèle au faisceau laser incident, l’autre faisceau laser incident se propageant dans le plan médian, l’autre faisceau laser incident étant de dimensions adaptées et orienté de façon à éclairer simultanément la première face et la deuxième face du composant optique réflecteur pour former un autre premier faisceau laser réfléchi et un autre deuxième faisceau laser réfléchi, de façon à ce que l’autre premier faisceau laser réfléchi se superpose avec l’autre deuxième faisceau laser réfléchi dans la zone de piégeage à deux dimensions. L’invention concerne aussi un système de manipulation d’atomes froids de type interféromètre atomique, horloge atomique, processeur quantique ou mémoire quantique, le système de manipulation d’atomes froids comprenant un piège magnéto-optique à deux dimensions selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits. En particulier, la présente divulgation concerne un gravimètre comprenant un tel système de manipulation d’atomes froids, un dispositif de raccordement reliant le piège magnéto-optique à deux dimensions à une chambre à ultravide dudit système de manipulation d’atomes froids de façon injecter dans la chambre à ultravide un jet d’atomes émis suivant la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions. L’invention concerne aussi une méthode de piégeage magnéto-optique à deux dimensions comprenant les étapes suivantes : disposer un composant optique réflecteur dans une chambre à vide, le composant optique réflecteur comportant une pluralité de faces planes réfléchissantes, chaque face plane réfléchissante de la pluralité de faces planes réfléchissantes étant parallèle à une direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions, la pluralité de faces planes réfléchissantes étant solidaires entre elles et formant une surface concave, la pluralité de faces planes réfléchissantes comprenant une première face et une deuxième face, la première face étant disposée de façon à former un angle de 90 ±5 degrés avec la deuxième face ; recevoir une vapeur d’atomes alcalins ou alcalino-terreux dans la chambre à vide ; générer un champ magnétique dans la chambre à vide et générer un faisceau laser incident polarisé circulairement se propageant dans un plan médian relatif à la première face et à la deuxième face, le faisceau laser incident étant de dimensions adaptées et orienté de façon à éclairer simultanément la première face et la deuxième face du composant optique réflecteur, pour former un premier faisceau laser réfléchi et un deuxième faisceau laser réfléchi se propageant en direction mutuellement opposée dans un plan transverse au plan médian, et pour former un troisième faisceau laser réfléchi se propageant en direction opposée au faisceau laser incident dans le plan médian de façon à ce que le faisceau laser incident, le premier faisceau laser réfléchi, le deuxième faisceau laser réfléchi et le troisième faisceau laser réfléchi se superposent dans une zone de piégeage à deux dimensions s’étendant suivant la direction longitudinale du piège magnéto-optique à deux dimensions. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où : représente schématiquement un système de manipulation d’atomes de l’art antérieur comprenant un piège 3D-MOT relié à un piège 2D-MOT ; représente schématiquement un piège 2D-MOT de l’art antérieur, respectivement dans une vue en perspective, en haut à gauche, selon une section transverse, en haut à droite, et selon une section longitudinale, en bas , représente schématiquement un piège 2D-MOT selon un premier mode de réalisation, respectivement dans une vue en perspective, en haut à gauche, suivant une section transverse, en haut à droite, et suivant une section longitudinale, en bas , représente schématiquement un piège 2D-MOT selon un deuxième mode de réalisation respectivement dans une vue en perspective, en haut à gauche, suivant une section transverse, en haut à droite, et suivant une section longitudinale, en bas ; illustre un autre exemple de fonctionnement d’un piège 2D-MOT selon l’un quelconque des modes de réalisation, respectivement dans une vue en perspective, en haut, et suivant une section longitudinale, en bas ; représente schématiquement un système d’interféromètre atomique dans une application à un gravimètre, et comprenant un piège 2D-MOT selon la présente divulgation. Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. Description détaillée Selon la présente divulgation, le piège 2D-MOT 10 comprend un seul composant optique réflecteur 40 et utilise un nombre limité de faisceau(x) laser incident(s) se propageant dans un seul plan qui contient la direction longitudinal 17 du piège 2D-MOT. Plus précisément, le composant optique réflecteur 40 comporte une pluralité de faces planes réfléchissantes, chaque face plane réfléchissante de la pluralité de faces planes réfléchissantes étant parallèle à une direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique à deux dimensions. Dans la présente divulgation, on entend par pluralité de faces planes réfléchissantes, deux ou trois faces planes réfléchissantes. Les différentes faces planes réfléchissantes du composant optique réflecteur 40 sont solidaires entre elles et forment une surface concave réfléchissante. Avantageusement, la pluralité de faces planes réfléchissantes forment avantageusement une surface réfléchissante continue. Le composant optique réflecteur 40 peut être disposé à l’intérieur de la chambre à vide 19. Une telle disposition permet d’augmenter la compacité du piège 2D-MOT et d’obtenir une très bonne qualité optique en limitant les ombres. Avantageusement, un seul hublot sur une face latérale de la chambre à vide 19 est suffisant pour coupler le faisceau laser incident. Dans le cas où un faisceau laser de poussée axial est utilisé, un hublot axial est ajouté. Toutefois, cette disposition présente des inconvénients tels qu’un volume de piégeage limité et des difficultés pour changer le réflecteur. En variante, le composant optique réflecteur 40 peut être disposé à l’extérieur de la chambre à vide 19, la chambre à vide étant disposée à l’intérieur de la surface concave. Une telle disposition permet de réduire le nombre de pièces sous vide, d’augmenter le volume de piégeage pour un volume identique sous vide et de changer plus facilement le réflecteur. Toutefois, cette disposition présente des inconvénients tels qu’une moindre qualité optique ou une plus grande difficulté d'assemblage. De plus, cette disposition nécessite plus d'ouvertures et de joints, ce qui implique un risque de fuites dans l'enceinte à vide. Selon un autre aspect de la présente divulgation, on utilise un ou plusieurs faisceaux laser incidents simultanément sur les différentes faces planes réfléchissantes du composant optique réflecteur 40, la direction de propagation de ces faisceaux laser incidents étant arrangée dans un seul plan contenant la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique à deux dimensions. Dans les différents exemples de réalisation, le champ magnétique du piège 2D-MOT 10 est généré de manière classique par exemple au moyen de paires de bobines anti-Helmholtz 18 disposées sur les faces opposées de la chambre à vide 19. La représente schématiquement un piège 2D-MOT 10 selon un premier mode de réalisation. Dans le premier mode de réalisation, le composant optique réflecteur 40 comprend deux faces planes réfléchissantes : une première face 41 plane réfléchissante (ci-après première face 41) et une deuxième face 42 plane réfléchissante (ci-après deuxième face 42). On note la droite 44 normale à la première face 41, et, respectivement, la droite 45 normale à la deuxième face 42. La droite 44 forme un angle droit avec la droite 45. Autrement dit, la première face 41 et la deuxième face 42 sont disposées perpendiculairement l’une par rapport à l’autre et forment un angle de dièdre de 90 ± 5 degrés, et de préférence de 90 ± 1 degrés. La première face 41 et la deuxième face 42 sont par exemple usinées dans un matériau massif et forme un composant monobloc. En variante, la première face 41 et la deuxième face 42 sont formées par assemblage solidaire de deux lames réfléchissantes ou de deux prismes par exemple. La droite d’intersection 47 entre le plan de la première face 41 et le plan de la deuxième face 42 est aussi appelée arête du dièdre formé par la première face 41 et la deuxième face 42. L’arête 47 du dièdre est ici parallèle à l’axe Z et parallèle à la direction longitudinale 17 du piège 2D-MOT 10. Dans le premier mode de réalisation, la première face 41 et la deuxième face 42 sont contiguës le long de l’arête 47 du dièdre. Une source laser 3 génère un faisceau laser incident 30. Le faisceau laser incident 30 est polarisé circulairement. De façon connue, on utilise par exemple une lame quart d’onde pour transformer un faisceau laser de polarisation linéaire en polarisation circulaire. Comme illustré sur la , le faisceau laser incident 30 est dimensionné et orienté de façon à éclairer simultanément la première face 41 et la deuxième face 42 du composant optique réflecteur 40. Plus précisément, la direction de propagation du faisceau laser incident 30 est située dans le plan médian 48 entre la première face 41 plane et la deuxième face 42, ce plan médian 48 passant par l’arête 47du dièdre. Le faisceau laser incident 30 est incliné d’environ 45 degrés par rapport à la droite 44 normale à la première face 41 qui forme un premier faisceau laser réfléchi 31 orienté perpendiculairement au faisceau laser incident 30. De manière analogue, le faisceau laser incident 30 est incliné d’environ 45 degrés par rapport à la droite 45 normale à la deuxième face 42 qui forme un deuxième faisceau laser réfléchi 32 orienté perpendiculairement au faisceau laser incident 30. Le premier faisceau laser réfléchi 31 et le deuxième faisceau laser réfléchi 32 se propagent en direction opposée l’un à l’autre dans un plan YZ transverse au plan médian 48. Le premier faisceau laser réfléchi 31 et respectivement le deuxième faisceau laser réfléchi 32 sont de nouveau réfléchis par la deuxième face 42 et respectivement par la première face 41 et se combinent pour former un troisième faisceau réfléchi 33. Le faisceau laser incident 30 et le troisième faisceau réfléchi 33 se propagent en direction opposée l’un à l’autre dans le plan médian 48 parallèle au plan XZ. On obtient ainsi deux paires de faisceaux opposés : d’une part, le premier faisceau laser réfléchi 31 et le deuxième faisceau laser réfléchi 32, et, d’autre part, le faisceau laser incident 30 et le troisième faisceau réfléchi 33. Le faisceau laser incident 30, le premier faisceau laser réfléchi 31, le deuxième faisceau laser réfléchi 32 et le troisième faisceau réfléchi 33 se superposent, spatialement et temporellement, dans une zone de piégeage 2 à deux dimensions s’étendant suivant la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique 10 à deux dimensions. La direction longitudinale 17est parallèle à l’axe Z. Dans le premier mode de réalisation, l’agencement contigu de la première face 41 et la deuxième face 42 du composant optique réflecteur 40 permet de réfléchir la totalité du faisceau laser incident 30 quasiment sans pertes optiques et ainsi d’améliorer l’efficacité du piège magnéto-optique à deux dimensions. Le premier mode de réalisation permet ainsi de former un piège magnéto-optique 10 à deux dimensions en utilisant un seul faisceau laser incident 30 sur un seul composant optique réflecteur 40. Ce mode de réalisation a l’avantage de se passer de l'utilisation d'une lame quart d'onde sur le composant optique réflecteur 40. La représente schématiquement un piège 2D-MOT 10 selon un deuxième mode de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation, le composant optique réflecteur 40 comprend trois faces planes réfléchissantes, une troisième face 43 plane réfléchissante (ci-après troisième face 43) étant disposée entre la première face 41 plane réfléchissante et la deuxième face 42 plane réfléchissante. La troisième face 43 est disposée perpendiculairement au plan médian 48 relatif à la première face 41 et la deuxième face 42. Dans le deuxième mode de réalisation, la troisième face 43 est contiguë avec la première face 41 et avec la deuxième face 42. Une lame quart d’onde 49 est disposée sur ou devant la troisième face 43 réfléchissante. En variante, la troisième face 43 est constituée d’une lame quart d’onde 49 rétroréfléchissante. La troisième face 43 forme un angle de 135 degrés avec la première face 41 et un angle de 135 degrés avec la deuxième face 42. Autrement dit, la droite 46 normale à la troisième face 43 forme un angle de 45 degrés avec la droite 44 normale à la première face 41 et avec la droite 45 normale à la deuxième face 42. La droite d’intersection 47 entre le plan de la première face 41 et le plan de la deuxième face 42 est ici aussi parallèle à l’axe Z et parallèle à la direction longitudinale 17 du piège 2D-MOT 10. Le faisceau laser incident 30, se propageant dans le plan médian 48, éclaire simultanément la première face 41, la deuxième face 42 et la troisième face 43 du composant optique réflecteur 40. La troisième face 43 reçoit une partie du faisceau laser incident 30 et le réfléchit de façon à former le troisième faisceau laser réfléchi 33. Le troisième faisceau laser réfléchi 33 traverse deux fois la lame quart d’onde 49 située sur ou devant la troisième face 43. On obtient ainsi deux paires de faisceaux opposés : d’une part, le premier faisceau laser réfléchi 31 et le deuxième faisceau laser réfléchi 32 se propageant dans un plan YZ, et, d’autre part, le faisceau laser incident 30 et le troisième faisceau réfléchi 33 se propageant dans le plan médian 48 parallèle au plan XZ. Le faisceau laser incident 30, le premier faisceau laser réfléchi 31, le deuxième faisceau laser réfléchi 32 et le troisième faisceau laser réfléchi 33 se superposent, spatialement et temporellement, dans la zone de piégeage 2 à deux dimensions qui s’étend le long de la direction longitudinale 17. Dans le deuxième mode de réalisation, l’agencement contigu de la première face 41, la deuxième face 42 et la troisième face 43 du composant optique réflecteur 40 permet aussi de réfléchir la totalité du faisceau laser incident 30 quasiment sans pertes optiques et ainsi d’améliorer l’efficacité du piège magnéto-optique à deux dimensions. Le deuxième mode de réalisation permet ainsi de former un piège magnéto-optique 10 à deux dimensions en utilisant un seul faisceau laser incident 30 sur un seul composant optique réflecteur 40. Le deuxième mode de réalisation permet plus de flexibilité dans la géométrie au détriment d'un composant optique réflecteur 40 plus complexe avec une lame quart d’onde. Dans l’un quelconque des modes de réalisation, le faisceau laser incident 30 est par exemple un faisceau laser de profil gaussien ou de profil en forme de chapeau haut de forme (« top-hat » en anglais). Un seul faisceau laser incident de dimensions adaptées au composant optique réflecteur 40 suffit ainsi à la réalisation d’un piège 2D-MOT. Selon un aspect particulier et avantageux, illustré par exemple sur la , le faisceau laser incident 30 présente une section transverse allongée suivant la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique 10 à deux dimensions. Par exemple, la section du faisceau laser incident 30 est elliptique, le grand axe de l’ellipse étant orienté suivant la direction longitudinale 17. On utilise par exemple un prisme pour étaler spatialement le faisceau laser incident 30. L’étalement du faisceau laser incident 30 suivant la direction longitudinale 17 permet d’éclairer une grande surface de la pluralité de faces planes 41, 42, le cas échant 43, dans la direction longitudinale 17 du piège 2D-MOT 10. De façon complémentaire ou alternative, comme illustré sur la ou 4, un diviseur de faisceau 6 est disposé entre la source laser 3 et le composant optique réflecteur 40. Le diviseur de faisceau 6 est configuré pour séparer le faisceau source 35 issu de la source laser 3 en plusieurs faisceaux laser incidents. Le diviseur de faisceau 6 peut être à fibre optique ou constitué de composants optiques en espace libre. De façon connue, le diviseur de faisceau 6 est adapté pour séparer le faisceau source en deux faisceaux laser incidents ou plus généralement en N faisceaux laser incidents, où N est un nombre entier naturel supérieur ou égal à deux. A titre d’exemple non limitatif, le diviseur de faisceau 6 sépare le faisceau source 35 en un faisceau laser incident 30 et au moins un autre faisceau laser incident 301 et/ou 302. De façon avantageuse, le diviseur de faisceau est configuré pour former au moins deux autres faisceaux laser incidents parallèles au faisceau laser incident. Les directions de propagation des faisceaux laser incidents 30, 301, 302 sont toutes parallèles au plan médian 48 relatif à la première face 41 et la deuxième face 42. Les faisceaux laser incidents 30, 301, 302 sont décalés latéralement l’un par rapport à l’autre suivant la direction longitudinale 17. La pluralité de faisceaux laser incidents 30, 301, 302 permet d’éclairer une plus grande surface de la première face 41 et de la deuxième face 42 dans la direction longitudinale 17 du piège 2D-MOT 10. Selon un aspect particulier et avantageux, illustré par exemple sur les figures 3 et 4, le ou les faisceaux laser incidents 30, 301, 302 ne sont pas perpendiculaires mais inclinés par rapport à la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique 10 à deux dimensions. Par exemple, l’angle entre la direction du ou des faisceaux laser incidents 30, 301, 302 et la direction longitudinale 17 est compris par exemple entre 70 degrés et 90 degrés, y compris égal à 70 degrés ou 90 degrés, et de préférence compris entre 80 et 90 degrés. L’inclinaison du ou des faisceaux laser incidents 30, 301, 302 par rapport à la direction longitudinale 17 permet d’effectuer une poussée axiale sur les atomes situés dans le zone de piégeage 2 du piège 2D-MOT. L’inclinaison du ou des faisceaux laser incidents 30, 301, 302 permet d’ajuster la vitesse des atomes du jet d’atomes 8 en sortie du piège 2D-MOT. La vitesse des atomes du jet d’atomes 8 est comprise entre 1 m/s et 50 m/s, par exemple de 10 m/s, 20 m/s, 30 m/s ou 40 m/s. De façon alternative, comme illustré par exemple sur la , le faisceau laser incident 30 est perpendiculaire à la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique 10 à deux dimensions. Dans ce cas, un séparateur de faisceau 7 est disposé entre la source laser 3 et le composant optique réflecteur 40. Le séparateur de faisceau 7 est configuré pour séparer spatialement le faisceau source 35 issu de la source laser 3 en un faisceau laser incident 30 et un faisceau laser pousseur 34. Le faisceau laser incident 30 se propage dans le plan médian 48 des faces 41, 42 perpendiculairement à la direction longitudinale 17. Le faisceau laser pousseur 34 est orienté suivant la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique à deux dimensions. Le faisceau laser pousseur 34 permet d’appliquer une poussée sur les atomes pour générer le jet d’atomes 8 destiné à être injecté à travers le tube 27 de raccordement. Le séparateur de faisceau 7 peut être disposé à l’extérieur ou à l’intérieur de la chambre à vide 19. Dans un exemple de réalisation, le séparateur de faisceau 7 comprend un réflecteur incliné à 45 degrés par rapport à la direction longitudinale 17 et perpendiculaire au plan médian, ce réflecteur pouvant être fixé au composant optique réflecteur 40, le réflecteur étant adapté pour injecter une partie du faisceau laser dans la direction longitudinale 17. En variante de la , le faisceau laser incident est divisé en plusieurs faisceaux laser incidents 30, 301, 302 perpendiculaires à la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique 10 à deux dimensions et un faisceau laser pousseur 34 est orienté suivant la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique à deux dimensions. Le réglage de l’intensité du faisceau laser pousseur 34 permet d’ajuster la vitesse des atomes du jet d’atomes 8 en sortie du piège 2D-MOT. Dans le deuxième mode de réalisation, une lame quart d’onde 49 à la longueur d’onde du le faisceau laser incident 30 est disposée sur ou devant la troisième face 43 du composant optique réflecteur 40. Le faisceau laser incident 30 est polarisé circulairement. Le faisceau laser incident 30 éclaire la troisième face 43 du composant optique réflecteur 40, de façon à ce que le troisième faisceau réfléchi 33 soit polarisé circulairement. Le piège 2D-MOT 10 de la présente divulgation offre par construction une grande robustesse, du fait de l’absence de réglage opto-mécanique entre les faces planes réfléchissantes 41, 42, éventuellement 43, du composant optique réflecteur 40. Le composant optique réflecteur 40 permet de générer des faisceaux réfléchis 31, 32 parfaitement symétriques, synchronisés et de même intensité. Le composant optique réflecteur 40 présente une grande stabilité opto-mécanique qui évite un désalignement entre les faisceaux réfléchis 31, 32. Il s’ensuit que le composant optique réflecteur 40 permet de limiter les fluctuations d’intensité relative entre les faisceau réfléchis par comparaison avec un dispositif optique comprenant plusieurs réflecteurs séparés et plusieurs sources laser. Cette absence de réglages opto-mécaniques permet de disposer le composant optique réflecteur 40 à l’intérieur de la chambre à vide 19 du piège 2D-MOT 10. La chambre à vide 19 ne requiert qu’une seule fenêtre latérale pour laisser passer le faisceau laser incident 30, contrairement aux pièges 2D-MOT de l’art antérieur qui nécessitent au moins deux fenêtres latérales disposées transversalement pour laisser passer les faisceaux laser incidents. La réduction du nombre de fenêtre simplifie le montage et réduit le risque de fuites sous vide. Les faces planes et réfléchissantes conservent leurs propriétés de réflexion lors de l’exposition à la vapeur d’atomes contrairement à un réseau de diffraction. De plus, le nombre de faisceaux laser incidents est fortement réduit comparé aux pièges 2D-MOT de l’art antérieur. Le ou les faisceaux laser incidents se propagent tous dans un seul plan, le plan médian relatif à la première face 41 et la deuxième face 42. Cette configuration simplifie les réglages opto-mécaniques et réduit l’encombrement du piège 2D-MOT. En effet, une source laser générant un seul faisceau laser incliné par rapport à la direction longitudinale du composant optique réflecteur 40 suffit pour confiner les atomes dans une zone à deux dimensions du pièce 2D-MOT et pour appliquer une poussée longitudinale sur les atomes piégés de façon à former un jet d’atomes 8. Le nombre de collimateurs et de fibres optiques entre la source laser et le piège 2D-MOT peut être réduit d'un facteur 3 par rapport à une configuration classique. Selon différentes variantes, le faisceau laser incident peut être étalé spatialement ou divisé spatialement suivant la direction longitudinale du composant optique réflecteur 40. En variante, le faisceau laser source est divisé en un ou plusieurs faisceaux perpendiculaires à la direction longitudinale du composant optique réflecteur 40 pour former le piège à deux dimensions et un faisceau laser pousseur 34 orienté suivant la direction longitudinale 17 du piège magnéto-optique à deux dimensions pour pousser les atomes. Du fait du nombre limité de réglages et du nombre limité de faisceaux laser, le piège 2D-MOT 10 présente un encombrement réduit. Dans un exemple de réalisation, le piège 2D-MOT 10 a une longueur L comprise entre environ 40 mm et 20 cm suivant la direction longitudinale 17, et une largeur W d’environ 30mm à 10cm dans la direction transverse. Le volume de la zone de piégeage 2 est réduit d’environ un facteur 2 comparé aux pièges 2D-MOT de l’art antérieur. Le piège 2D-MOT de la présente divulgation a des avantages en termes de compacité, de proximité avec le MOT3D, et de robustesse opto-mécanique. Le piège 2D-MOT de la présente divulgation trouve des applications pour injecter un jet d’atomes dans le piège 3D-MOT d’un système de manipulation d’atomes, par exemple un interféromètre à atomes froids. La compacité du piège 2D-MOT 10 permet d’installer le piège 2D-MOT 10 au plus près de la zone de piégeage du MOT3D et de la chambre à ultravide 29 du système de manipulation d’atomes. La compacité du piège 2D-MOT 10 permet aussi de limiter la perte d'atomes lors de leur trajet entre leur sortie du 2D-MOT et la zone de piégeage du MOT3D. La vapeur d’atomes est générée directement dans la chambre à vide 19 du piège 2D-MOT. Le débit du jet d’atomes 8 en sortie du piège 2D-MOT 10 est ici compris entre 10 7 et 10 11 atomes par seconde, par exemple entre 10 5 et 10 9 atomes par seconde. Un piège à atomes 2D-MOT selon la présente divulgation trouve des applications dans un interféromètre atomique, qui peut être utilisé comme capteur inertiel. Ce capteur inertiel peut être utilisé dans des applications pour des mesures d’accélération suivant un axe de mesure. En particulier, un interféromètre atomique est utilisé dans un gradiomètre atomique ou dans un gravimètre. La représente schématiquement un système interférométrique à atomes froids 50 comprenant un piège 2D-MOT 10 selon la présente divulgation, un dispositif 27 de raccordement et une chambre à ultravide 29 comprenant un piège 3D-MOT. Le dispositif de raccordement 27 est disposé suivant la direction longitudinale 17 du piège 2D-MOT 10. Le dispositif de raccordement 27 relie la chambre à vide 19 du piège magnéto-optique 10 à deux dimensions à la chambre à ultravide 29 du système interférométrique à atomes froids. Le piège 2D-MOT 10 permet de générer un jet d’atomes 8 collimaté suivant la direction longitudinale 17 vers le dispositif 27 de raccordement. Le dispositif 27 de raccordement permet d’injecter le jet d’atomes 8 dans la chambre à ultravide 29 vers la zone de piégeage 9 du piège magnéto-optique à trois dimensions. A titre d’exemple nullement limitatif, l’interféromètre comporte ici un réflecteur pyramidal 52 éclairé par un seul faisceau laser 51 pour permettre de piéger les atomes dans la zone 9 de piégeage en 3D. Le piège 2D-MOT permet de réduire ainsi la durée de chargement du piège 3D-MOT d’un facteur 10, par exemple pour passer d’une durée de chargement de 500ms à 50ms. On estime que la durée de chargement de la combinaison d'un piège 3D-MOT et d'un 2D-MOT selon la présente divulgation est environ 10 fois inférieur à celle de l’art antérieur. Or la durée de chargement limite la durée d’un cycle de mesure interférométrique. La réduction de durée du chargement du piège 3DMOT permet ainsi de réduire le temps de cycle de l’interféromètre à atomes froids ou d’augmenter la cadence de mesure. Un système à atomes froids comprenant un piège 2D selon la présente divulgation trouve d’autres applications dans un interféromètre à atomes froids adapté à la mesure de rotations autour d’un ou plusieurs axes, par exemple dans un système de navigation inertielle embarqué pour une application mobile, ou encore dans des applications de géophysique ou de tests de physique fondamentale. Un piège à atomes froids à 2D selon la présente divulgation trouve aussi des applications dans une horloge atomique pour générer un jet d’atomes. Un piège à atomes froids à 2D selon la présente divulgation trouve aussi des applications dans le domaine de l’optique quantique par exemple dans un processeur quantique ou une mémoire quantique. Un processeur quantique utilise des algorithmes quantiques, qui sont des successions d'opérations logiques quantiques effectuées sur des qubits logiques et basées sur la manipulation d’atomes froids. En pratique, un algorithme quantique est implémenté physiquement dans le processeur quantique grâce à des interactions entre des entités physiques, tels que des atomes neutres agencés dans des registres quantiques. Le piège à atomes froids à 2D selon la présente divulgation peut permettre de charger plus rapidement des atomes dans les registres quantiques d’un ordinateur quantique ou d’une mémoire quantique. Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées. Piège magnéto-optique à deux dimensions (10) pour système de manipulation d’atomes froids, le piège magnéto-optique à deux dimensions comprenant une chambre à vide (19) apte à recevoir une vapeur d’atomes (1) alcalins ou alcalino-terreux, des moyens de génération d’un champ magnétique (18), une source laser (3) et un composant optique réflecteur (40), caractérisé que le composant optique réflecteur (40) comporte une pluralité de faces planes réfléchissantes, chaque face plane réfléchissante (41, 42, 43) de la pluralité de faces planes réfléchissantes étant parallèle à une direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique à deux dimensions, la pluralité de faces planes réfléchissantes étant solidaires entre elles et formant une surface concave, la pluralité de faces planes réfléchissantes comprenant une première face (41) plane réfléchissante et une deuxième face (42) plane réfléchissante, la première face (41) étant disposée de façon à former un angle de 90 ±5 degrés avec la deuxième face (42), la source laser (3) étant configurée de façon à générer un faisceau laser incident (30) polarisé circulairement se propageant dans un plan médian (48) relatif à la première face (41) et à la deuxième face (42), le faisceau laser incident (30) étant de dimensions adaptées et orienté de façon à éclairer simultanément la première face (41) et la deuxième face (42) du composant optique réflecteur (40) pour former un premier faisceau laser réfléchi (31) et un deuxième faisceau laser réfléchi (32) se propageant en direction mutuellement opposée dans un plan transverse au plan médian (48), et pour former un troisième faisceau laser réfléchi (33) se propageant en direction opposée au faisceau laser incident (30) dans le plan médian (48) de façon à ce que le faisceau laser incident (30), le premier faisceau laser réfléchi (31), le deuxième faisceau laser réfléchi (32) et le troisième faisceau laser réfléchi (33) se superposent dans une zone de piégeage (2) à deux dimensions s’étendant suivant la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique à deux dimensions (10). Piège magnéto-optique selon la revendication 1 dans lequel la première face (41) et la deuxième face (42) sont contiguës, la deuxième face (42) étant apte à réfléchir le premier faisceau laser réfléchi (31) et respectivement la première face (41) étant apte à réfléchir le deuxième faisceau laser réfléchi (32), de façon à former le troisième faisceau réfléchi (33). Piège magnéto-optique selon la revendication 1 dans lequel la pluralité de faces planes réfléchissantes comprend une troisième face (43), la troisième face (43) étant disposée entre la première face (41) et la deuxième face (42), la troisième face (43) étant disposée perpendiculairement audit plan médian (48), une lame quart d’onde (49) étant disposée sur ou devant la troisième face (43), le faisceau laser incident (30) étant orienté de façon à éclairer la troisième face (43) du composant optique réflecteur (40) à travers la lame quart d’onde (49) pour former le troisième faisceau laser réfléchi (33). Piège magnéto-optique selon l’une des revendications 1 à 3 dans lequel le faisceau laser incident (30) est incliné d’un angle égal à ou compris entre 70 et 90 degrés par rapport à la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique à deux dimensions (10). Piège magnéto-optique selon l’une des revendications 1 à 3 dans lequel le faisceau laser incident (30) est perpendiculaire à la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique à deux dimensions (10), le piège magnéto-optique comprenant un dispositif séparateur de faisceau (7) disposé pour recevoir un faisceau source (35) de la source laser (3) et pour former le faisceau laser incident (30) et un faisceau laser pousseur (34) séparé du faisceau laser incident (30), le faisceau laser pousseur (34) étant orienté parallèlement à la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique à deux dimensions. Piège magnéto-optique selon l’une des revendications 1 à 5 dans lequel le faisceau laser incident (30) présente une section elliptique ayant un grand axe orienté suivant la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique (10) à deux dimensions. Piège magnéto-optique selon l’une des revendications 1 à 6 comprenant un diviseur de faisceau (6) disposé entre la source laser (3) et le composant optique réflecteur (40), le diviseur de faisceau (6) étant arrangé pour former le faisceau laser incident (30) et un autre faisceau laser incident (301, 302) parallèle au faisceau laser incident (30), l’autre faisceau laser incident (301, 302) se propageant dans le plan médian (48), l’autre faisceau laser incident (301, 302) étant de dimensions adaptées et orienté de façon à éclairer simultanément la première face (41) et la deuxième face (42) du composant optique réflecteur (40) pour former un autre premier faisceau laser réfléchi et un autre deuxième faisceau laser réfléchi, de façon à ce que l’autre premier faisceau laser réfléchi se superpose avec l’autre deuxième faisceau laser réfléchi dans la zone de piégeage (2) à deux dimensions. Système de manipulation d’atomes froids de type interféromètre atomique, horloge atomique, processeur quantique ou mémoire quantique, le système de manipulation d’atomes froids comprenant un piège magnéto-optique à deux dimensions selon l’une des revendications 1 à 7. Gravimètre comprenant un système de manipulation d’atomes froids selon la revendication 8, un dispositif de raccordement (27) reliant le piège magnéto-optique (10) à deux dimensions à une chambre à ultravide (29) dudit système de manipulation d’atomes froids de façon injecter dans la chambre à ultravide (29) un jet d’atomes (8) émis suivant la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique (10) à deux dimensions. Méthode de piégeage magnéto-optique à deux dimensions comprenant les étapes suivantes : disposer un composant optique réflecteur (40) dans une chambre à vide (19), le composant optique réflecteur (40) comportant une pluralité de faces planes réfléchissantes, chaque face plane réfléchissante (41, 42, 43) de la pluralité de faces planes réfléchissantes étant parallèle à une direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique (10) à deux dimensions, la pluralité de faces planes réfléchissantes étant solidaires entre elles et formant une surface concave, la pluralité de faces planes réfléchissantes comprenant une première face (41) et une deuxième face (42), la première face (41) étant disposée de façon à former un angle de 90 ±5 degrés avec la deuxième face (42), recevoir une vapeur d’atomes (1) alcalins ou alcalino-terreux dans la chambre à vide (19), générer un champ magnétique dans la chambre à vide (19) et générer un faisceau laser incident (30) polarisé circulairement se propageant dans un plan médian (48) relatif à la première face (41) et à la deuxième face (42), le faisceau laser incident (30) étant de dimensions adaptées et orienté de façon à éclairer simultanément la première face (41) et la deuxième face (42) du composant optique réflecteur (40), pour former un premier faisceau laser réfléchi (31) et un deuxième faisceau laser réfléchi (32) se propageant en direction mutuellement opposée dans un plan transverse au plan médian (48), et pour former un troisième faisceau laser réfléchi (33) se propageant en direction opposée au faisceau laser incident (30) dans le plan médian (48) de façon à ce que le faisceau laser incident (30), le premier faisceau laser réfléchi (31), le deuxième faisceau laser réfléchi (32) et le troisième faisceau laser réfléchi (33) se superposent dans une zone de piégeage (2) à deux dimensions s’étendant suivant la direction longitudinale (17) du piège magnéto-optique à deux dimensions (10).