Optoélectronique hyperfréquence - Modulation, liaisons et commutation

La première des fonctions optiques nécessaires au traitement des signaux hyperfréquence consiste en la transmission, par voie optique, d’une information (signal) électrique et nécessite la double conversion de fréquence électrique/optique à l’émission et optique/électrique en réception, pour restituer le signal. Les briques technologiques destinées à réaliser ces fonctions et architectures optiques ont été présentées dans l’article Optoélectronique hyperfréquence - Composants Optoélectronique hyperfréquence- Composants

L’opération de conversion électrique/optique porte le nom de modulation optique.

Les approches de modulation des signaux sont, comme dans le cas des ondes radio ou des systèmes hyperfréquences, basées sur deux types principaux de modulation : la modulation d’amplitude et la modulation de fréquence.

Compte tenu de la maturité des composants optoélectroniques disponibles à ce jour, une activité prépondérante utilise la modulation d’amplitude.

Deux approches sont utilisées :

• la modulation externe. Dans ce cas, l’intensité optique émise en sortie du laser est modulée par un modulateur électro-optique externe ;

• la modulation directe, où plus simplement, le courant qui traverse le laser est modulé, ce qui entraîne une modulation de la lumière en intensité et en fréquence optiques.

Les liaisons optiques analogiques présentent la spécificité d’atteindre de très hautes performances en termes de bruit de phase, de pureté spectrale et de linéarité. Ces paramètres pris en compte dans les spécifications des composants de conversion, s’étendent aux dispositifs passifs entrant dans la composition de ladite liaison, isolateur optique nécessaire pour éviter les phénomènes de triple trajet, connecteurs spécifiques, ...

La deuxième fonction mise en valeur dans le traitement optique des signaux hyperfréquences est la réalisation de fonctions de commutation optique.

Les objectifs visés dans la réalisation de ces fonctions sont résumés dans les spécifications des paramètres critiques des commutateurs et/ou matrices de commutation suivants :

• forte diaphotie ;

• faible consommation ;

• faibles pertes d’insertion ;

• équidistance des chemins optiques ;

• matrice non bloquante ;

• insensibilité à la polarisation optique.

De nombreuses approches sont décrites dans cet article visant, d’une part, à la définition des commutateurs optiques et des architectures de matrices de commutation optique et, d’autre part, dans la prise en compte, dans la conception des commutateurs, des spécifications précisées précédemment.