Résumé de la thèse

Depuis quelques décennies, la technologie de contrôle de la fréquence a été au cœur de l’électronique des temps modernes grâce à son vaste domaine d’applications dans les systèmes de communication, les ordinateurs, les systèmes de navigation ou de défense militaire. Les dispositifs temps-fréquence fournissent des stabilités de fréquences et de puretés spectrales élevées dans le domaine de la stabilité à court terme. L’amélioration de la performance de ces dispositifs reste un grand défi pour les chercheurs. La réduction du bruit, afin d’augmenter cette stabilité à court terme et d’éviter les communications non souhaitées entre les canaux, est donc très souhaitable. Il est communément admis que la limitation fondamentale à cette stabilité à court terme est due au bruit de Flicker de fréquence des résonateurs. Dans le manuscrit de thèse, un premier chapitre rappelle quelques faits de base sur l’acoustique, la cristallographie et les définitions du domaine temps-fréquence nécessaires à l’étude des résonateurs et oscillateurs ultrastables. Le deuxième chapitre est consacré à un résumé des publications sur le bruit de fréquence en 1/f. Le troisième chapitre concerne les études faites sur le modèle quantique de bruit en 1/f du professeur Handel, qui, bien que critiqué par beaucoup, est encore le seul qui fournit une estimation de l’amplitude de plancher de bruit en 1/f et qui n’est pas infirmé par les données expérimentales. Dans le quatrième chapitre, une autre approche, basée sur le théorème de fluctuation-dissipation, est utilisée afin de mettre des contraintes numériques sur un modèle de bruit en 1/f causé par une dissipation interne (ou de structure) proportionnelle à l’amplitude, et non à la vitesse. Le dernier chapitre est consacré aux résultats expérimentaux. La conception et les paramètres du résonateur ultrastable utilisé lors de cette étude sont décrits. Les mesures de bruit de phase sur plusieurs lots de résonateurs sont données. Les mesures des paramètres du résonateur ont été effectuées à basse température afin de les corréler avec les résultats du bruit. Afin d’évaluer rapidement la qualité des différents résonateurs, une autre approche dans le domaine temporel a été testée : elle utilise des oscillations pseudo-périodiques transitoires mettant les oscilloscopes numériques actuellement disponibles à leurs limites de capacité. Enfin, les conclusions et perspectives sont présentées.

Texte intégral

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