Chercheurs clés:

• Gaetano Mileti ([email protected])
• Christoph Affolderbach ([email protected])

Les cavités micro-ondes sont des composants clés dans beaucoup de types d’horloges atomiques. Leur fabrication nécessite une précision extrême en matière d’usinage de métaux, qui reste difficile et coûteuse à réaliser avec les méthodes conventionnelles. Dans ce projet, nous allons étudier et démontrer la fabrication de cavités micro-ondes par fabrication additive, aussi connue sous le nom d’impression 3D. L’utilisation de l’impression 3D pour la fabrication de divers composants micro-ondes a été développée par l’entreprise SWISSto12, mais l’efficacité de ce procédé n’a pas encore été démontrée pour des structures résonnantes telles que des cavités micro-ondes. Dans ce projet, une cavité micro-ondes sera réalisée par impression 3D, testée et évaluée dans un démonstrateur d’horloge atomique, dans ce cas dans une horloge à cellule de vapeur au rubidium.

L’approche de l’impression 3D présente un fort potentiel de simplification pour la fabrication des cavités micro-ondes, et donc une réduction des coûts de production de ces composants. Elle offre également plus de flexibilité pour la production de petites séries de pièces à géométrie complexe, et grâce notamment aux matériaux utilisés, les composants obtenus seront plus légers, ce qui représente un atout de taille pour les horloges atomiques conçues pour des applications mobiles ou spatiales.

Lire le résumée finale du projet.

Les résultats du projet ont été présentés au public lors de l événement Space Technologies Studies 2016: results organisé par le Swiss Space Center le 13 février 2018.

L'article "Study of additive manufactured microwave cavities for pulsed optically pumped atomic clock applications" résultant de ce projet a été sélectionné comme "Editors' pick" par la revue scientifique Applied Physics Letters le 16 mars 2018.

Gauche: cavité micro-ondes conventionnelle. Droite: Antenne micro-ondes produite par SWISSto12 SA par impression 3D. (photo : Agence Spatiale Européenne). Télécharger l'image en haute résolution.

Ce projet est réalisé en collaboration avec l’entreprise SWISSto12 SA  et le laboratoire LEMA de l’EPFL.

Financement : Mesures de Positionnement dans l’espace, du Secrétariat d’Etat à la formation, à la recherche et à l’innovation (SEFRI), Swiss Space Office (SSO)