Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Béatrice CABON : Professeur à l’École nationale supérieure d’électronique et de radioélectricité de Grenoble (ENSERG) - Responsable du groupe RF, Hyperfréquences et Optomicroondes à l’Institut de microélectronique, électromagnétisme et photonique (IMEP)
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Jean CHAZELAS : Directeur du Département technologies avancées, - Thales Airborne Systems
-
Daniel DOLFI : Responsable du Laboratoire Identification et traitement optique du signal - Thales Research & Technology
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le domaine de l’optoélectronique hyperfréquence est basé sur les composants optoélectroniques passifs et les composants optiques passifs ou passifs commandables.
La spécificité des composants optoélectroniques actifs pour la transmission ou le traitement des signaux hyperfréquences réside dans la fusion des deux technologies, optoélectronique et hyperfréquence, qui se caractérise par une adaptation des champs optique et hyperfréquence dans la propagation des signaux.
Autrement dit, les spécifications de bande passante, de linéarité, de dynamique des signaux hyperfréquences à traiter serviront de base à la conception des composants optoélectroniques de transduction ou convertisseurs électro- optiques (E/ O) et optoélectriques (O/ E).
Cet article sera focalisé sur les principaux types de composants entrant dans la conception de transmission en modulation d’amplitude de signaux analogiques hyperfréquences : convertisseurs E/O et O/ E, modulateurs optiques et amplificateurs.
Il sera complété par un état des principaux composants passifs permettant d’étendre les performances des liaisons optiques, le multiplexage fréquentiel pour les transmissions multiporteuses par exemple.
Enfin, les axes de développement en cours des composants actifs et passifs seront présentés dans un dernier article.
Les performances comparées des principaux composants optoélectroniques hyperfréquences, ainsi qu’une liste des principaux fournisseurs feront l’objet d’un document comparatif spécifique.
Le présent article introduit donc une série consacrée à l’optoélectronique hyperfréquence :
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VERSIONS
- Version courante de janv. 2014 par Jean CHAZELAS
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Photodétecteurs
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2. Sources optiques modulées
En 2003, le principe utilisé dans les transmissions optiques est la modulation d’amplitude de la porteuse optique. Pour des applications aux transmissions longues distances ou aux réseaux, des études ont été entreprises dans les domaines des autres types de modulation (modulation de la fréquence optique, de la phase, …). L’avènement des amplificateurs optiques à fibre dopée à l’erbium (AFDE ou en anglais, Erbium Doped Fibre Amplifier, EDFA) a considérablement réduit l’intérêt de ces études pour les applications de télécommunications. L’amplification optique a en effet permis, en réduisant les pertes d’insertion, de réduire le bruit additionnel des liaisons et ainsi d’en accroître la sensibilité sans avoir recours à des techniques de cohérence optique ou de modulation de fréquence, très difficiles à mettre en œuvre. Cependant, pour certaines applications analogiques, la modulation de fréquence présente une robustesse au bruit démontrée. De plus, certaines publications tendent à montrer qu’une meilleure dynamique peut être atteinte avec ce type de modulation.
Par ailleurs, l’augmentation des capacités et fonctionnalités des liaisons en télécommunications a conduit au développement de sources, telles que des diodes laser monofréquences optiques, triées en longueurs d’ondes d’émission.
2.1 Diodes laser
-
Les composants émettant dans les fenêtres de longueurs d’ondes centrées sur 1 300 et 1 500 nm sont réalisés sur substrat de phosphure d’indium (InP).
La figure 2 présente un exemple de structure développée à Thales Research & Technology (TRT). Les tailles typiques de ces composants sont de l’ordre de 400 µm2 avec une épaisseur de l’ordre de la centaine de micromètres. La zone active est un ruban d’une longueur égale à celle de la puce, d’une largeur de 1,5 µm et de quelques dixièmes de micromètres d’épaisseur. Le diagramme d’émission est donc divergent avec des angles distincts dans le plan de la jonction et perpendiculairement au plan de la jonction.
L’émission est commandée par injection de courant. L’effet laser apparaît à partir d’un courant de seuil selon une loi représentée figure 3.
Les...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WANG (J.S.) et al - 11 GHz bandwidth optical integrated recievers using GaAs MESFET and MSM technology. - IEEE Photonics Technologie Letters, vol. 5, no 3, p. 316-318 (1993).
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(2) - HARARI (J.), VILCOT (J.P.), DECOSTER (D.) - Metal Semiconductor Metal Photodetectors. - Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, vol. 12, p. 561-577 (1999).
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(3) - BÖTTCHER (E.H.), DRÖGE (E.), BIMBERG (D.), UMBACH (A.), ENGEL (H.) - Ultra-wide- band (> 40 GHz) submicron InGaAs Metal- Semiconductor-Metal photodetector. - IEEE Photon. Tech. Lett., vol. 8, no 9, p. 1226-1228, sept. 1996.
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(5) - DROGE (E.), BOTTCHER (E.H.), STEINGRUBER (R.) - 70 GHz InGaAs metal-semiconductor - metal photodetectors for polarisation- insensitive operation. - Electronics letters, vol. 34, p. 1421-1422 (1998).
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