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
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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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Sources optiques modulées
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1. Apport des télécommunications optiques numériques
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Les fibres optiques sont aujourd’hui le support établi des liaisons numériques terrestres à très haut débit en raison de leur très grande bande passante (de l’ordre du THz), leur faible perte linéique, leur faible encombrement, leur faible poids et leur grande immunité aux rayonnements électromagnétiques.
La possibilité de multiplexer plusieurs dizaines de canaux portés par des couleurs différentes sur une même fibre optique ainsi que la disponibilité d’amplificateurs optiques à fibre dopée en erbium permettent aujourd’hui d’installer des liaisons transocéaniques d’une capacité de plusieurs dizaines de Gbit/s sans répéteur. Le domaine numérique est largement développé pour et par les activités de télécommunications civiles.
Ces propriétés des liaisons optiques peuvent être avantageusement utilisées dans les systèmes hyperfréquences pour la transmission de signaux analogiques et numériques.
Cet article concerne le domaine émergent des interactions entre l’optique et les hyperfréquences et en particulier la transmission, le contrôle et le traitement optiques de signaux hyperfréquences ainsi que le domaine du contrôle optique de dispositifs microondes.
Ce domaine est étroitement lié à celui des transmissions optiques de signaux numériques à très haut débit.
Il faut noter que se confirme dans le domaine des interactions optique/micro-ondes, la forte dualité entre les technologies développées dans le secteur en expansion des télécommunications à très haut débit et le traitement de signaux analogiques hyperfréquences pouvant intéresser le domaine militaire (radars, guerre électronique et communications) :
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dualité en termes de composants optiques actifs et surtout passifs (coupleurs, isolateurs, …) ;
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dualité des problématiques de bruit et de linéarité des signaux à traiter ;
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dualité de certaines fonctions (multiplexage fréquentiel à forte diaphonie – ou diaphotie en optique –, amplifications optiques à faible bruit, …).
L’adéquation des performances des technologies développées pour les télécommunications et des besoins de performances des systèmes militaires reste à démontrer, mais la réduction des coûts liée au marché civil reste une bonne opportunité...
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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).
-
(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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(4) - VAN ZEGHBROECK (B.J.) - 105-GHz bandwidth Metal - Semiconductor - Metal photodiode. - IEEE Electron Device Letters, vol. 9, no 19, p. 527-529 (1988).
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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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