Record mondial de stabilité pour un oscillateur quartz

Le quartz, matériau qui équipe nos montres, n'a pas dit son dernier mot ! Une équipe de recherche internationale, composée notamment d’un chercheur franc-comtois de l’institut FEMTO-ST [UMR 6174 – CNRS/UFC/UTBM/ENSMM], est parvenue à maitriser la "seconde" avec 14 chiffres après la virgule, à l'aide d'un oscillateur compact et transportable. Une première mondiale qui vient d’être publiée dans le journal Electronics Letters.

Une première mondiale pour une équipe internationale
Pour la première fois depuis une quinzaine d'années, le plancher de bruit d'un oscillateur à quartz a été amélioré significativement. C'est le résultat d'une collaboration entre Patrice Salzenstein, Ingénieur de Recherches CNRS au département Temps-Fréquence de l'institut FEMTO-ST (Besançon, France), Jacques Chauvin pour la société Oscilloquartz (Neuchâtel, Suisse), Alexander Kuna de l'Académie des Sciences (Prague, République tchèque).

Un petit prototype prometteur
Le premier prototype de la nouvelle génération d'oscillateur quartz à boîtier à vieillissement amélioré (BVA) à 5 MHz, mis au point en Suisse, a été mesurée à 2,5x10-14 en terme de plancher de stabilité court terme de fréquence. Pour se représenter cette performance, cela correspondrait à un écart d'une seconde en 1,3 million d'années, mais mesuré en terme de stabilité court terme d'une durée de quelques secondes, l'intérêt de tels oscillateurs étant de délivrer un signal stable sur des durées courtes.

De l’espoir et des enjeux spatiaux
Ce résultat ouvre un nouvel espoir de s'approcher un jour de la barre des 10-14 et relance l'intérêt de ce type d'oscillateurs tenant dans un volume d’un demi-litre, en particulier pour les applications spatiales. En effet, la recherche peinait jusqu'à présent à améliorer les performances ultimes des oscillateurs à quartz alors que les applications spatiales comme le positionnement demandaient toujours plus de précision aux oscillateurs embarqués.

Le gain notable de stabilité court terme de la fréquence obtenu sur le prototype est un nouveau défi pour les équipes de recherches et les industriels qui voudront améliorer tant les oscillateurs que la précision des moyens de mesure de ces nouvelles performances à l'état-de-l'art. Référence L'article publié dans Electronics Letters : Salzenstein P., Kuna A., Sojdr L. and Chauvin J., "Significant step in ultra high stability quartz crystal oscillators", Electronics Letters, 14th October 2010, 46(21), 1433-1434, (2010)
le 07 décembre, 2010
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