Des chercheurs américains ont développé une technique utilisant des lasers - qui présentent une oscillation plus précise que le quartz - propre à améliorer la performance de l'électronique.

Un laser ultrapuissant pour perfectionner l'industrie des technologies de l'information

Le minéral de quartz qui fait partie des composants de nos appareils électroniques a pour propriété de fournir une oscillation d’onde stable lors d'une stimulation électrique. Or, la précision des fréquences d'oscillation est essentielle autant pour le fonctionnement de l'électronique numérique que pour l'analogique (horloge, compteur). Depuis sa première utilisation dans ce contexte jusqu'à récemment, le quartz apparaissait comme le plus fiable oscillateur. Mais ceci pourrait changer, si l'on en croit le développement par des chercheurs Américains d'une méthode pour stabiliser la fréquence de l’onde de l'ordre du gigahertz via l'utilisation de deux faisceaux lasers, plutôt que du cristal. Les lasers pourraient en effet être encore plus performants car les signaux optiques ont une fréquence très haute qui offre une plus grande stabilité.

Encore plus de précision grâce au laser

L'équipe de Kerry Vahala, professeur des Sciences et technologies de l'Information et de la Physique appliquée de l'institut Caltech - California Institute of Technology - est à l'origine de ces expériences. "Notre nouvelle méthode renverse l'architecture utilisée dans la traditionnelle stabilisation des oscillations d'hyperfréquences (...)", estime Kerry Vahala. Selon les chercheurs, il s'agit d'une architecture hybride, l'opto-électronique - mixe optique et électronique comme le fait la fibre optique - qui permet d'atteindre des fréquences allant jusqu'au térahertz, soit plusieurs milliers de milliards de cycles d’ondulations par seconde. Le phénomène consiste à utiliser deux faisceaux lasers très peu espacés pour générer un peigne de fréquences régulières et équidistantes qui permettront la formation de micro-ondes stables.

Un impact sur de multiples secteurs

Les applications pourraient être nombreuses, aussi bien dans le domaine de la fibre optique que du GPS ou de la mesure de distance ou de temps mais plus largement, dans l'ensemble de l'électromagnétique (rayon X, onde radio, infrarouge)... Contrairement au quartz, le laser a l’avantage de ne pas subir de modification de résonance avec le temps, alors que le minéral est sensible au vieillissement. On peut alors se demander si les multiples appareils électroniques qui peuplent notre société numérique  ne gagneraient pas à être remplacés par des dispositifs photoniques. Ces premières expériences ouvrent la voie à une amélioration des performances par rapport au quartz. Les dispositifs photoniques promettent non seulement des économies d’énergie, de coût et de taille du matériel mais aussi la couverture de plus grandes distances dans le domaine des télécommunications, tout en améliorant la qualité de transmission des données.

Rédigé par Lucie Frontière
Journaliste