Présentation
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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6. Fibre optique
6.1 Position du problème
Les retards optiques sont réalisés à partir de bobines de fibre optique monomode. Un retard de 5 µs correspond à 1 km de fibre.
Dans l’hypothèse où l’on utilise 100 canaux, dans la gamme de longueurs d’ondes 1 550 nm, distants de 0,8 nm (100 GHz), la bande optique occupée par les signaux est de 80 nm.
Les fibres optiques monomodes standard présentent une dispersion chromatique nulle autour de 1 300 nm et qui augmente avec la longueur d’onde pour atteindre une valeur typique de 17 ps · km–1 · nm–1 autour de 1 550 nm. Pour une longueur de 1 km d’une telle fibre et 80 nm de largeur de bande optique utilisée, le retard différentiel maximum entre les différents signaux est de 1 360 ps.
La réalisation de grands retards nécessite donc d’utiliser, soit de la fibre monomode à dispersion décalée, c’est-à-dire une fibre dont la courbe de dispersion passe par zéro autour de 1 550 nm, soit de la fibre monomode à dispersion chromatique optimisée. Par ailleurs, la dispersion des retards peut être encore corrigée en utilisant des dispositifs de compensation de dispersion chromatique.
Ce problème est commun avec les télécommunications, la dispersion conduisant à un élargissement de la largeur d’une impulsion en cours de propagation, donc de débit sur les grandes distances. En pratique, la tendance consiste aujourd’hui à utiliser des fibres conçues pour présenter une dispersion réduite et variant peu avec la longueur d’onde dans les bandes C et L (figure 37) des amplificateurs optiques (RS - Reduced Slope ) afin de réduire les compensations de dispersion nécessaires entre les bords de bande optiques. Les courbes de la figure 37 comparent leurs caractéristiques à celle de fibres plus classiques.
Toutefois, selon les retards requis, il faudra envisager l’utilisation complémentaire de dispositifs compensateurs de dispersion, fondés sur l’emploi de réseaux de Bragg photo-induits dans les fibres, ou de longueurs de fibres à dispersion spécifique. De telles fonctions sont développées pour les besoins des télécommunications.
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier pour leur aide ainsi que pour leurs contributions :
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BIBLIOGRAPHIE
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(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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