Microwaves and Opto-microwaves for Telecommunication Systems

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The MOST team's research activities focus on the advanced design of integrated microwave and hybrid opto-microwave systems, in the fields of telecommunications, defense and space, with a particular attention on the generation, conversion, filtering and distribution of microwave and millimeter wave signals with high spectral purity.


Our studies use several platforms available in the laboratory, mainly the CAD platform and the "Microwave Characterization" platform.

Microwave Optics: Fiber Links and Optical Functions for Space Applications

Fiber optics are increasingly utilized in embedded systems, offering advantages in terms of mass, volume and bandwidth. Moreover, numerous functions that were once solely managed by electronics can now be implemented in the optical domain...

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Microwave and Millimeter-Wave Generation with Optics

The use of optics enables access to significant delays without losses or resonances with very high quality factors (Q). These capabilities open the path to the stabilization of optoelectronic oscillators with ultra low phase noise...

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Frequency Combs and Optical Frequency Synthesis

Highly pure optical sources and compact optical frequency comb generators are essential components for the development of sensors or ultra-high-performance spectral analysis systems...

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SoC design: frequency synthesis

Frequency synthesis are essential functions in telecommunication systems from any standards. We're developing integrated analog and digital versions that go beyond the limits of today's synthesis, to open the way towards tomorrow's standards.

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SoC design : millimeter-wave receivers

We develop innovative solutions based on the specific features offered by CMOS technologies to optimize mixer performance. These include the implementation of discrete-time analog systems, using sampling techniques or parallelizing series of N-path cells.

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Circuits and Passive Systems using Innovative Integrated Technologies

The increasing frequency of wireless applications brings new challenges to radio architectures, which must overcome the increasing losses of the propagation channel, compensated by the orientation and focusing of the radiated electromagnetic wave.

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Latest publications

2025

Journal articles

Thomas Bunel, Julien Lumeau, Antonin Moreau, Arnaud Fernandez, Olivier Llopis, et al.. Brillouin-induced Kerr frequency comb in normal dispersion fiber Fabry Perot resonators. Nature Communications, 2025, 16 (1), pp.5160. ⟨10.1038/s41467-025-60261-y⟩. ⟨hal-05213428⟩

Germain Bourcier, Stephane Balac, Safia Mohand-Ousaid, Julien Lumeau, Antonin Moreau, et al.. Investigation of intrinsic properties of high-quality fiber Fabry–Perot resonators. Optics Letters, 2025, 50 (18), pp.5566. ⟨10.1364/OL.570921⟩. ⟨hal-05313844⟩

Conference papers

Germain Bourcier, Stéphane Balac, Julien Lumeau, Antonin Moreau, Thomas Bunel, et al.. Génération de soliton de cavité par self-injection locking sur un résonateur Fabry-Perot fibré avec puissance de pompe sub-100 mW. Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG) 2025, Jul 2025, Sète, France. ⟨hal-05175717⟩

Germain Bourcier, Arnaud Fernandez, Olivier Llopis. Verrouillage de soliton par auto-injection sur Fabry-Pérot fibré pour la synthèse microonde faible bruit de phase. Journée du Club Optique Micro-onde (JCOM) 2025, Jun 2025, Toulouse, France. ⟨hal-05175704⟩

Jimmy Pennanech, François Gutty, Luc Leviandier, Yohann Leguillon, Arnaud Fernandez, et al.. Référence de fréquence par oscillateur optoélectronique pour interrogation d'une horloge atomique à piégeage cohérent de population. Journée du Club Optique Micro-onde 2025 (JCOM 2025), Jun 2025, Toulouse, France. ⟨hal-05186317⟩

Jimmy Pennanech, Yohann Leguillon, Vincent Crozatier, Arnaud Fernandez, Olivier Llopis. Etude de bruit de phase des oscillateurs optoélectroniques à base de mini-résonateurs fibrés. Journée du Club Optique Micro-onde (JCOM 2025), Jun 2025, Toulouse, France. ⟨hal-05186334⟩

Romain Boyer, Christophe Viallon, Olivier Blanco, Arnaud Fernandez, Frédéric Camps, et al.. Avancement du nanosatellite NIMPH et de sa charge utile optique-RF pour le test de fibres optiques dopées Erbium. Journée du Club optique Micro-onde 2025 (JCOM 2025), Jun 2025, Toulouse, France. ⟨hal-05186284⟩

Nassim Zaki, Benoît Chalopin, Arnaud Fernandez, Olivier Llopis. Banc de caractérisation multi-canaux de sources de photons uniques pour les télécommunications fibrées quantiques. Journées Nationales d'Optique Guidée, SFO, Jul 2025, Sète, France. ⟨hal-05163789⟩

Nassim Zaki, Benoît Chalopin, Arnaud Fernandez, Olivier Llopis. Caractérisation de détecteurs SPADs pour les télécommunications fibrées quantiques. Journée du Club Optique Micro-onde - JCOM 2025, Jun 2025, Toulouse, France. ⟨hal-05163804⟩

Preprints, Working Papers, ...

Mouhamad Al Sayed Ali, Stéphane Balac, Germain Bourcier, Gabriel Caloz, Arnaud Fernandez, et al.. Theoretical investigations of Soliton solutions to the Lugiato-Lefever equation for Fabry-Perot resonators. 2025. ⟨hal-05158764⟩

Germain Bourcier, Stephane Balac, Julien Lumeau, Antonin Moreau, Thomas Bunel, et al.. Laser self-injection locking to fiber Fabry-Perot resonator for frequency comb generation. 2025. ⟨hal-05129708⟩

Mouhamad Al Sayed Ali, Stéphane Balac, Gabriel Caloz, Monique Dauge, Fabrice Mahé, et al.. Numerical simulation of Lugiato-Lefever equation for Kerr combs generation in Fabry-Perot resonators. 2025. ⟨hal-04880490⟩

2024

Journal articles

Audrey Cayron, Christophe Viallon, Ayad Ghannam, Alessandro Magnani, Thierry Parra. Compact and wideband 3-D IPD butler matrix for millimeter-wave communications. AEÜ - International Journal of Electronics and Communications / Archiv für Elektronik und Übertragungstechnik, 2024, 173, pp.154993. ⟨10.1016/j.aeue.2023.154993⟩. ⟨hal-04304233⟩

Conference papers

Melik Maksem, Adrien Bourgine, Kosseila Ait-Oukaci, Georgiana Dragomir-Maties, Thierry Leichle, et al.. Intégration de nanoparticules magnétiques douces sur inductances planaires pour applications RF. XXIIIèmes Journées Nationales Microondes (JNM 2024), Jun 2024, Juan les bains, France. ⟨hal-04904622⟩

2023

Journal articles

B. Pinault, Jean-Guy Tartarin, D. Saugnon, R. Leblanc. Impact of RF stress on different topologies of 100 nm X-band robust GaN LNA. Microelectronics Reliability, 2023, Special issue of 34th European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis, ESREF 2023, 150, pp.115126. ⟨10.1016/j.microrel.2023.115126⟩. ⟨hal-04493506⟩

Thomas Bunel, Zoheir Ziani, Matteo Conforti, Julien Lumeau, Antonin Moreau, et al.. Impact of pump pulse duration on modulation instability Kerr frequency combs in fiber Fabry-Pérot resonators. Optics Letters, 2023, 48 (22), pp.5955-5958. ⟨10.1364/OL.506100⟩. ⟨hal-04542248⟩

Conference papers

Bastien Pinault, Jean-Guy Tartarin, Damien Saugnon, Rémy Leblanc. A Self-Reconfigurable Highly Linear and Robust X-Band MMIC GaN LNA. 18th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC 2023), Sep 2023, Berlin, Germany. pp.13-16, ⟨10.23919/EuMIC58042.2023.10288807⟩. ⟨hal-04494172⟩

Thomas Bunel, Zoheir Ziani, Julien Lumeau, Antonin Moreau, Arnaud Fernandez, et al.. Optical frequency combs induced by modulation instability in fiber Fabry-Pérot resonators: impact of the pump pulse duration. Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe – European Quantum Electronics Virtual Conferences (CLEO®/Europe-EQEC 2023), Jun 2023, Munich, Germany. ⟨hal-04248099⟩

Laurent Bramerie, Mathilde Gay, Lucas Laplanche, Ludovic Marigo- Lombart, Christophe Viallon, et al.. Caractérisation à 10 Gbit/s d'un modulateur à électro-absorption à cavité verticale à 850 nm. Journées nationales de l'optique guidée (JNOG), Jul 2023, Lyon, France. ⟨hal-04624668⟩

Pinault Bastien, Jean-Guy Tartarin, Damien Saugnon, Leblanc Rémy. A new Method for Designing Robust Low Noise Amplifier. Space Microwave Week 2023, European Space Agency (ESA), May 2023, Noordwijk, Netherlands. ⟨hal-04142799⟩

Jean-Guy Tartarin, Bastien Pinault, Damien Saugnon. Original Design Procedure For Self-Reconfigurable Low Noise Figure and High RF Input Power Overdrive LNAs: Application To X-Band GaN MMICs. IEEE International Conference on Noise and Fluctuations, Chistoforos Theodorou, Oct 2023, Grenoble, France. ⟨10.1109/ICNF57520.2023.10472740⟩. ⟨hal-04440655⟩

Other documents

Romain Boyer, Frédéric Camps, Khalil Drira, Ghada Gharbi, Thomas Boursac. Poster Conceptualization and Specification of the Machine-to-Machine Payload System on NIMPH Satellite for IoT-Based Medical Monitoring Applications. Cubesat Symposium 2023, Dec 2023, Louvain (BE), Belgium. 2023. ⟨hal-04330659⟩

Romain Boyer, Frédéric Camps. Reconfiguration of microcontroller payload driver. Cubsat Symposium 2023, Dec 2023, Louvain, Belgium. 2023. ⟨hal-04330627⟩

Reports

Eric Tournié, Jean-Marc Allain, Mathieu Arnoux, Nathalie Bardou, Skandar Basrour, et al.. Rapport d’évaluation de l’unité FEMTO-ST – Franche-Comté Électronique, Mécanique, Thermique et Optiques - Sciences et Technologies. C2023-EV-0251215K-DER-PUR230023102-RF, Hcéres. 2023, pp.1-51. ⟨hal-04505233⟩

2022

Conference papers

Arnaud Collet, Éric Tournier. Diviseurs de fréquence numériques régénératifs fractionnaires appliqués à la division faible bruit d'un oscillateur opto-électronique. Journées Nationales Micro-ondes, Jun 2022, Limoges, France. ⟨hal-03644464⟩

2021

Journal articles

Mahmoud Abou Daher, Marie Lesecq, N. Defrance, Etienne Okada, Bertrand Boudart, et al.. Electrical and thermal analysis of AlGaN/GaN HEMTs transferred onto diamond substrate through an aluminum nitride layer. Microwave and Optical Technology Letters, 2021, 63 (9), pp.2376-2380. ⟨10.1002/mop.32919⟩. ⟨hal-03249292⟩

2020

Journal articles

Mahmoud Abou Daher, Marie Lesecq, Pascal Tilmant, N. Defrance, Michel Rousseau, et al.. AlGaN/GaN high electron mobility transistors on diamond substrate obtained through aluminum nitride bonding technology. Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics, 2020, 38 (3), pp.033201. ⟨10.1116/1.5143418⟩. ⟨hal-02929037⟩

THESIS / HDR

2023

Alexis Bougaud, Thèse: Modélisation et optimisation d'un oscillateur optoélectronique couplé pour la synthèse de fréquence micro-onde

2022

Alexandre Flete, Thèse: Développement d'une architecture innovante de récepteur radar à 77 GHz et démonstration en CMOS 28 nm FDSOI

2021

Arnaud Collet, Thèse: Synthèses de fréquence à bas bruit basées sur des oscillateurs opto-électroniques couplés intégrées en technologie BiCMOS SiGe 130 nm

2020

Audrey Cayron, Thèse: Intégration de dispositifs passifs 3D compacts et performants.Application à la réalisation d’une matrice de Butler 4×4 en bande Ka.

David Chaudy, Thèse: Conception et optimisation en bruit de phase d'un oscillateur hyperfréquence à résonateur supraconducteur

Mahmoud Abou Daher, Thèse: Réalisation et optimisation de transistors HEMT GaN forte puissance et haute fréquence par technologie de transfert de couches sur substrat hôte

2019

Napoléon Gutierrez, Thèse: Peignes de fréquences optiques par effet Kerr dans les micro et mini résonateurs optiques

Boris Berthelot, Thèse: Conception de puces multi-fonctions MMIC GaN en bande Ka

2018

Oana Lazar, Thèse: Analyse et modélisation des mécanismes de dégradation de grille des transistors à haute mobilité électronique (HEMT) de type AlGaN/GaN

Damien Saugnon, Thèse: Contribution aux analyses de fiabilité des transistors HEMTs GaN : exploitation conjointe du modèle physique TCAD et des stress dynamiques HF pour l'analyse des mécanismes de dégradation

2017

Reda Kasri, Thèse: Contribution au développement d’architectures SoC radio fréquences massivement parallèles en technologies CMOS avancées

Dominique Nicolas, Thèse: Conception de circuits RF en CMOS SOI pour modules d’antenne reconfigurables

2016

Zeina Abdallah, Thèse: Sources micro-ondes à base de résonateurs optiques à très fort facteur de qualité : modélisation, stabilisation et métrologie

Christophe Viallon, Habilitation à diriger des recherches: Contribution à l’intégration des circuits micro-ondes et millimétriques pour les télécommunications

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