Circuits intégrés optiques : fonctions et applications
Optoélectronique-hyperfréquence - Traitement optique de signaux hyperfréquences

1 - Circuits intégrés optiques : fonctions et applications

• 1.1 - Circuits intégrés optiques
• 1.2 - Photonique sur Si
  Figure 1 - Représentation schématique d’un ensemble radio sur fibre fonctionnant à 60 GHz Figure 2 - Schéma du process de réalisation d’un dispositif optique intégrée utilisant la technologie des échanges d’ions Figure 3 - Exemple d’adaptateur de modes entre une fibre optique et un guide optique (d’après [11])
• 1.3 - Avancées récentes dans les fonctions hyperfréquences à base d’optique intégrée
  Figure 4 - Exemple de réseaux de guides optiques réalisés sur verre Figure 5 - Représentation schématique des modulations d’indice périodiques dans un cœur de fibre optique (réseaux de Bragg)

2 - Démonstrations technologiques récentes de formation de faisceaux par voie optique

• 2.1 - Démonstrations technologiques récentes au niveau académique
  Figure 6 - Schéma d’une architecture de formation de faisceaux à retard utilisant une fibre recirculante à dispersion dépendant de la longueur d’onde Figure 7 - Représentation schématique d’une architecture de génération de retards à base de fibres optiques pour alimentation d’une antenne réseau Figure 8 - Schéma d’une architecture optique de génération de retards de formation de faisceaux pour antenne réseau (en transmission) et intégration des fonctions sur Si et InP
• 2.2 - Démonstrations technologiques récentes en développement industriel

3 - Traitement optique de signaux hyperfréquences

• 3.1 - Architectures optoélectroniques de filtrage de signaux hyperfréquences
  Figure 9 - Comparaison entre une chaîne de réception avec filtrage par approche conventionnelle et une chaîne de réception avec filtrage par voie optique
• 3.2 - Fonction de filtrage fréquentiel à coefficients positifs
  Figure 10 - Architecture fibrée d’un filtre direct Figure 11 - Architecture de filtrage transverse direct à base de fibres optiques à réseaux de Bragg photoinscrits Figure 12 - Architecture de filtrage transverse direct à base de fibres optiques à réseaux de Bragg chirpés Figure 13 - Architecture en espace libre d’un filtre direct
• 3.3 - Fonction de filtrage fréquentiel à coefficients négatifs
  Figure 14 - Génération de deux signaux en opposition de phase autour des deux points de biais du modulateur Mach-Zehnder Figure 15 - Filtre transverse à ligne à retard et à coefficient négatifs Figure 16 - Filtrage direct avec coefficients négatifs Figure 17 - Architecture généralisée d’un filtre transverse
• 3.4 - Filtrage récursif et architecture en espace libre
  Figure 18 - Architecture fibrée pour le filtrage récursif Figure 19 - Architecture en espace libre pour le filtrage récursif
• 3.5 - Filtrage programmable
  Figure 20 - Génération de retard pour l’architecture en espace libre Figure 21 - Architecture fibrée pour le filtrage programmable Tableau 1
• 3.6 - Simulation d’architectures optiques
  Figure 22 - Schéma de l’architecture de filtrage fréquentiel Figure 23 - Réponse fréquentielle d’un filtre réjecteur à 4 coefficients pour 2 valeurs de T Figure 24 - Réponse fréquentielle du filtre réjecteur à f = 2,8 GHz Figure 25 - Influence sur la réponse fréquentielle du filtre des erreurs sur les coefficients
• 3.7 - Architecture de filtrage intégrée à base de lignes à retards à cristaux photoniques
  Figure 26 - Image de la puce optique intégrant le cristal photonique (vert) et les fibres lentillées de couplage (source : Thales Research and Technology Palaiseau)

4 - Analyse spectrale par Spectral Hole Burning

• 4.1 - Rappel du fonctionnement du démonstrateur d’analyse spectrale large bande
  Figure 27 - Principe général d’un analyseur de spectre utilisant les résonances atomiques d’un cristal dopé aux ions de terre rare
• 4.2 - Introduction et rappel du principe de l’analyseur arc-en-ciel
  Figure 28 - Principe de l’analyseur arc-en-ciel Figure 29 - Principe de la programmation du cristal
• 4.3 - Exemple d’analyseur spectral RF haute cadence avec 20 GHz de bande passante instantanée
  Figure 30 - Exemple de spectres issus de l’analyseur arc-en-ciel

5 - Autres fonctions de traitement optique

• 5.1 - Mélange hyperfréquence par voie optique
  Figure 31 - Représentation d’un mélangeur à réjection de signal image
• 5.2 - Synchronisation de signaux hyperfréquences
• 5.3 - Processeur photonique de signaux hyperfréquences

6 - Conclusion

7 - Glossaire

8 - Sigles, notations et symboles