Métrologie des fréquences micro-ondes

Horloges compactes CPT et HORACE

La mise en place des systèmes de navigation par satellite (GNSS) accroît le besoin d'horloges de plus en plus performantes sous un volume modéré. Outre les travaux passés concernant les horloges compactes à jet de césium pompé optiquement (Cs4), le SYRTE conçoit et réalise deux types d'horloges dans ce cadre prospectif:

- CPT, pour Coherent Population Trapping ou piégeage cohérent de population. La technique d'interrogation pulsée CPT développée au SYRTE, innovante et performante même pour des atomes non refroidis, a donné lieu à un dépôt de brevet. Elle est utilisée à température ambiante avec une cellule à vapeur de césium contenant aussi un mélange de gaz tampons. La mise en oeuvre du refroidissement par laser permettra la suppression des gaz tampons, entraînant l'amélioration de la stabilité à long terme et de l'exactitude, actuellement limitées par la sensibilité thermique due aux interactions césium - gaz tampons.

- HORACE pour HOrloge à Refroidissement d'Atomes en CEllule. Fondée sur une technique de refroidissement isotrope, elle permet également par une séquence temporelle convenable la préparation atomique, l'interrogation de Ramsey et la détection au même endroit. La performance attendue est de l'ordre de 10^-14 en exactitude, et de quelques 10^-13 à 1s en stabilité de fréquence, ce qui est au moins un ordre de grandeur meilleur que pour les horloges atomiques actuelles de dimensions similaires.

Gauche: Horloge CPT en coupe.
Droite: Le coeur de l'horloge HORACE.