Génération et distribution de signaux micro-onde et millimétrique par l’optique

Il s’agit ici d’une problématique située à l’interface de l’optique et des hyperfréquences, et qui cherche à tirer profit au mieux  des avantages de chacun de ces deux domaines. Un des objectifs est d’exploiter les potentialités offertes par les résonateurs et micro-résonateurs optiques à très fort coefficient de qualité (Q ~ 108 à 1010), ou encore par les lignes à retard à fibre optique, pour le filtrage et la stabilisation de sources à faible bruit de phase dans les gammes micro-ondes. Un deuxième objectif est l’utilisation de l’optique pour la génération de signaux très haute fréquence, c'est-à-dire en gamme millimétrique (30 GHz – 100 GHz et au-delà), et de coupler ces signaux aux résonateurs optiques à très fort Q. Ces signaux sont ensuite naturellement distribués dans les systèmes grâce à la fibre optique, support particulièrement bien adapté aux applications embarquées à condition d’être optimisé vis-à-vis de certains paramètres (bruit et fiabilité, en particulier).

Les problèmes se posent au niveau de l’intégration, de la modélisation et de la caractérisation de ces dispositifs. Pour l’intégration, nous tentons de mettre en œuvre des techniques de report de composants, avec pour objectif à terme un système complet hybride opto-hyperfréquence. En ce qui concerne la modélisation, les problèmes à résoudre sont multiples et vont de l’analyse des diverses contributions de bruit (électronique et optique) à la simulation d’un système complet incluant la description de composants optiques et électroniques sur une plateforme CAO adaptée. Enfin, les approches de caractérisation sont relativement complexes car elles nécessitent un double appareillage et une double compétence (optique et hyperfréquence).

Résonateur optique mini-disque en quartz  pour le filtrage micro-onde (Q = 4 109)

Discriminateur de fréquence micro-onde basé sur une ligne à retard optique de 4 km