Bibliographie & annexes
Présentation
English
RÉSUMÉ
Le présent article décrit les interactions entre une onde lumière et un matériau semi-conducteur en vue de la réalisation de nouvelles fonctions hyperfréquences commandées optiquement. Ce nouvel axe de recherche, conduisant à une nouvelle famille de dispositifs, englobe la photoconductivité dans les semi-conducteurs aux structures tri-, bi- et monodimensionnelles pour des applications allant de la génération de signaux hyperfréquences à l'échantillonnage de ces mêmes signaux.
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Charlotte TRIPON-CANSELIET : Maître de conférences Université Pierre-et-Marie-Curie, Paris
INTRODUCTION
Un des enjeux des futurs systèmes électroniques, et en particulier des systèmes hyperfréquences, est lié à la capacité de ces derniers à s'adapter à des environnements spectraux extrêmement denses et évolutifs. Cette adaptativité des systèmes se traduit soit par la capacité de traiter des signaux de bandes passantes de plus en plus larges soit par la possibilité de se reconfigurer très rapidement pour adapter sa bande de fréquence de fonctionnement à l'environnement spectral. Ces capacités de reconfiguration ultrarapide passent par la notion de routage ou de commutation hyperfréquence. L'approche la plus prometteuse pour commander avec beaucoup de précision temporelle ces dispositifs est d'utiliser une impulsion optique, qui présente le double avantage de l'immunité électromagnétique et de gigue temporelle de l'ordre de la femtoseconde. Il devient donc nécessaire de maîtriser les interactions entre une onde lumineuse et un matériau. Du fait de la nature fondamentalement différente des matériaux existants (isolant, conducteur, semi-conducteur), des interactions de nature différente peuvent intervenir avec ces matériaux lorsqu'ils sont soumis à un flux de photons dans une gamme de longueur d'onde allant des rayons X à l'infrarouge lointain. Ces interactions peuvent être retranscrites au travers différentes modifications de propagation de l'onde électromagnétique incidente pour lesquelles cette onde sera réfléchie, absorbée ou réfractée par cette matière.
Le présent article a pour objectifs de décrire les interactions d'une onde lumineuse avec des matériaux semi-conducteurs puis d'identifier les nouvelles fonctions hyperfréquences commandables optiquement. Le premier paragraphe est consacré aux principales interactions lumière/matière, il est suivi d'un paragraphe consacré aux mécanismes d'émission et d'absorption de lumière dans les matériaux semi-conducteurs. Le troisième paragraphe traite de la photoconductivité des matériaux semi-conducteurs. Enfin, les paragraphes suivants couvrent le domaine des nouvelles fonctions hyperfréquences commandées optiquement, en particulier du photomélange et de l'échantillonnage de signaux micro-ondes.
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6. Échantillonnage optique de signaux hyperfréquences
L'approche décrite dans ce paragraphe 6 concerne le problème de l'échantillonnage de signaux hyperfréquences sur porteuse . Elle est focalisée sur les aspects principaux suivants :
-
la prise en compte de la contrainte de gigue temporelle de la source de commande de l'échantillonneur qui définit, principalement, les performances de la fonction échantillonneur-bloqueur ;
-
la simplicité de la structure de l'interrupteur intervenant dans la fonction échantillonnage ;
-
la linéarité du dispositif d'échantillonnage.
Compte tenu des applications envisagées et des fréquences de fonctionnement de ces systèmes, les contraintes sur la gigue temporelle des sources de commande sont très fortes et de l'ordre de la dizaine de femtosecondes (fs). En effet, la gigue de la source est une des principales limitations rencontrées, surtout lorsque le nombre de bits effectifs recherchés est important. Dans le cadre d'un signal de type sinusoïdal, la gigue du signal d'horloge se calcule par la formule suivante :
avec...
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Échantillonnage optique de signaux hyperfréquences
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SALEH (B.E.A.), TEICH (M.C.) - Fundamentals of photonics. - Wiley Interscience.
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(2) - VIGNAUD (D.) et al - Electron lifetime of heavily Be-doped InGaAs as a function of growth temperature and doping density. - Applied Physics Letters, 80, no 22, p. 4151-4153, juin 2002.
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(4) - SUKHOTON (M.) et al - Picosecond photocarrier-lifetime in ErAs : InGaAs at 1,55 μm. - Applied Physics Letters, 83, no 19, p. 3921-3923, nov. 2003.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Société Française d'Optique, Club optique et micro-ondes http://www.sfoptique.org/SFO/club-omw/
HAUT DE PAGE
IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics http://www.ieee/conferences_events
International Asia-Pacific Microwave Photonics Conference (APMP)
IEEE European Microwave Conference (EuMC) http://www.eumweek.com)
IEEE International Microwave Symposium (IMS) http://www.imsconferences.com
SPIE Photonics Europe http://www.spie.org/photonics-europe.html
SPIE Photonics West http://www.spie.org
HAUT DE PAGE
Quelques brevets sur les photocommutateurs hyperfréquences
ALQUIÉ (.G), CHAZELAS (J.), COUTAZ (J.-L.), DECOSTER (D.), FORMONT (S.), MAGNIN (V.), ROUX (J.-F.), TRIPON-CANSELIET (Ch.). – Dispositif pour confiner l'onde optique de commande dans la zone active d'un dispositif électronique à commande optique, FR2908569 (A1), 16 mai 2008
FORMONT (S.), CHAZELAS (J.), ALGANI (C.), ALQUIE (G.), CANSELIET (Ch.), DESHOURS (F.). – Commutateur...
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