Subvention

Une horloge optique à deux photons au césium

Malgré leur précision inégalée, les horloges optiques modernes de laboratoire, telles que l’horloge à réseau de strontium, ont peu de chances de devenir portables dans un avenir proche. De nombreuses applications importantes, telles que les radars, les communications et la navigation, nécessitent des appareils pouvant être utilisés sur le terrain, d’un volume inférieur à 50 litres et présentant une instabilité de fréquence fractionnaire inférieure ou égale à 10-13/√τ. √τ est la racine carrée du temps d’intégration, c’est-à-dire des horloges présentant une instabilité d’environ 10-13 par seconde. Pour les besoins technologiques modernes, les horloges optiques compactes et portables sont les meilleures candidates pour une faible instabilité de fréquence, mais les modèles actuels qui atteignent des performances de 10⁻¹³/√τ sont coûteux, ne sont pas disponibles à la vente au grand public et n’ont aucun fournisseur canadien. Actuellement, QVIL développe une horloge optique à deux photons au césium (Cs) pour la stabilisation d’un gravimètre. La configuration actuelle a démontré une instabilité inférieure à 5 x 10-13/√τ après environ un an de travail. Le projet vise à tirer parti des résultats prometteurs obtenus jusqu’à présent sur l’horloge à deux photons au Cs et à développer une horloge optique à deux photons au Cs portable pour remplacer les masers à hydrogène actifs. Le produit de QVIL sera amélioré afin de surpasser la précision du maser. L’équipe du projet se concentre sur l’accélération de la conception d’une cellule à vapeur capable de capter le maximum de fluorescence, augmentant ainsi le rapport signal/bruit de la référence de fréquence optique, qui est inversement proportionnel à l’instabilité de l’horloge. L’amélioration du rapport signal/bruit permet de réduire la puissance du laser, ce qui diminue les décalages de Stark, une limitation majeure des horloges optiques actuelles. L’équipe du projet s’efforce d’accélérer l’intégration de peignes de fréquence Ker