Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cette introduction présente le nouveau domaine de l'optoélectronique-hyperfréquence depuis ses composants et technologies de base, jusqu'aux fonctions de traitement de signal. Compte tenu des évolutions dans ce domaine, il nous apparaît nécessaire, d'une part,de réactualiser les éléments de l'état de l'art liés à la technologie de base, aux composants et aux applications dans les systèmes hyperfréquences et, d'autre part, de présenter de nouveaux composants et fonctions issus des avancées des technologies de croissance des matériaux et de la micro et nano-électronique. Après unrappel des principales étapes ayant conduit à la naissance de ce nouveau domaine, sont identifiés les travaux de recherches actuels et les grands domaines d'applications.
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Jean CHAZELAS : Directeur scientifique - Thales DMS, Élancourt, France
INTRODUCTION
Les nombreuses évolutions des micro- et nanotechnologies d'une part et de la physique des matériaux semi-conducteurs d'autre part apportent un éclairage nouveau aussi bien à la technologie de base optoélectronique et hyperfréquence qu'aux nombreuses applications aux équipements et systèmes hyperfréquences.
Nous proposons d'utiliser le terme « optoélectronique-hyperfréquence » pour désigner le domaine technique spécifique des composants, dispositifs et sous-systèmes entrant dans le traitement par voie optique de signaux du domaine hyperfréquence.
Le domaine de l'optoélectronique-hyperfréquence, aussi identifié par la terminologie opto-micro-ondes, est à la conjonction de deux domaines du spectre électromagnétique : le domaine des micro-ondes et le domaine de l'optique. La terminologie optoélectronique est dédiée aux composants et dispositifs électroniques qui émettent ou interagissent avec la lumière (tels les dispositifs optiques commandés électroniquement.
Dans la série d'articles intitulée « Optoélectronique-hyperfréquence », les auteurs se sont focalisés sur les étapes essentielles de l'insertion des technologies micro-ondes dans les systèmes de capteurs électromagnétiques, à savoir concevoir et développer des modèles dans le domaine des micro-ondes des composants et fonctions photoniques entrant, en tant que briques de base, dans la constitution d'une liaison photonique micro-ondes. Les composants et fonctions adressés vont de la source de lumière optoélectronique (lasers semi-conducteurs modulés ou lasers continus à modulation externe) aux photodétecteurs en passant par les fibres optiques et les amplificateurs optiques, les fonctions de commutation jusqu'au traitement optique des signaux micro-ondes.
Parce qu'elle permet de rapprocher les mondes de l'optoélectronique, de la photonique et des micro-ondes par une unification des approches de modélisation, la série d'articles proposée devrait servir de référence pour les étudiants mais aussi les ingénieurs concepteurs et architectes de systèmes de capteurs électromagnétiques qui intégreront cette rupture technologique dans leurs réflexions.
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- Version archivée 1 de nov. 2003 par Béatrice CABON, Jean CHAZELAS, Daniel DOLFI
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La maturité et les performances, notamment en termes de pureté spectrale et de linéarité des composants optoélectroniques, sont telles aujourd'hui qu'elles permettent d'envisager la transmission et le traitement optique de ces signaux. La transmission optique de signaux micro-ondes offre, en plus de faibles pertes de propagation pour de très larges bandes de fréquence, des avantages de poids, de volume, de flexibilité caractérisés par un gain de poids de câblage de 90 % par rapport aux câbles coaxiaux, ainsi qu'une insensibilité aux perturbations électromagnétiques. Ces atouts permettent d'envisager l'introduction de nouveaux concepts de systèmes micro-ondes basés sur des architectures optiques.
Plusieurs systèmes de capteurs radar, réalisés en France mais aussi aux États-Unis, en Angleterre, en Italie et en Asie, font d'ores et déjà appel aux technologies photoniques pour la distribution de signaux micro-ondes aussi bien pour les applications sol qu'aéroportées et spatiales.
Parmi les retombées de cette technologie, se situe le câblage optique des plates-formes, en référence à la réalisation de liaisons optoélectroniques pour la transmission de signaux micro-ondes et numériques. Ce câblage vise au remplacement des câbles coaxiaux pour l'interconnexion d'équipements embarqués. Le terme « déport » désigne les transmissions micro-ondes sur porteuses optiques multiples contrôlées en termes de phase différentielle.
Les systèmes micro-ondes pour les capteurs électromagnétiques du futur utiliseront, en majorité, des antennes actives à balayage électronique. Cette évolution est déterminée par les performances accrues de ces antennes en termes de fiabilité, de résistance au brouillage, et de totale flexibilité pour la formation de faisceaux, tant à l'émission qu'à la réception. Ce type d'antenne pourra être ainsi utilisé dans une grande diversité d'applications : radar, communication et contre-mesures. Pour satisfaire cette approche multifonctions, il sera nécessaire de répartir ces antennes sur toute la surface des plates-formes (avions, drones, bateaux...) alors qu'au sol le multistatisme imposera un déport d'antennes multiples par rapport à leur unité de traitement.
Dans tous ces cas, apparaît le besoin de liaisons à très faibles pertes et très faible facteur de bruit, permettant le déport du contrôle de l'antenne, ainsi que la distribution et le traitement de signaux micro-ondes...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - VINTER (B.), ROSENCHER (E.) - Optoélectronique. - Masson (1998).
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(2) - MACK (R.) - Optical fiber and fiber optic cable. - CRU Monitor (2012).
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(4) - STANDLEY (R.D.), MANDEVILLE (G.D.) - Performance of an 11 GHz optical modulator using LiTaO3 . - Appl. Opt., vol. 10, p. 1022-1023 (1971).
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(5) - ALFEROV (Z.I.), ANDREEV (V.M.), GARBUZOV (D.Z.), ZHILYAEV (Y.V.), MOROZOV (E.P.), PORTNOI (E.L.), TRIOFIM (V.G.) - Investigation of the influence of the AlAs-GaAs heterostructure parameters on the laser threshold current and the realization of continuous emission at room temperature. - Fiz. Tekh. Poluprovodn., vol. 4, p. 1826 (1970).
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(6) - IKEGAMI (T.), SUEMATSU (Y.) - Resonance-like...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Logiciel COMSIS de la société IPSIS du groupe ITLink
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Club Optique et Micro-ondes - Société Française d'Optique http://www.sfoptique.org/SFO/club-omw/
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Conférences annuelles :
IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP)
Conférence annuelle ECOC (European Conference on Optical Communication)
Conférence bi-annuelle :
CLEO Europe (Conference on Lasers and Electro Optics) a lieu tous les deux ans à Munich (années impaires) http://www.cleoeurope.org
Réunion annuelle :
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