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Université de LimogesIRCOM - UMR CNRS n°6615IRCOM
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Activités OPTO-MICROONDES
à l ’IRCOM
Institut de Recherche en Communications Optiques et Microondes
présentéespar
Philippe DI BIN
dibin@ircom.unilim.fr05 55 45 72 67
Université de LimogesIRCOM - UMR CNRS n°6615IRCOM
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L ’ IRCOM c ’est : UMR CNRS200 chercheurs et enseignants-chercheursdont environ 100 doctorants30 thèses soutenues par an
3 grands thèmes de recherche
OPTIQUEOPTIQUE MICROONDESMICROONDES
ELECTRO - ELECTRO - MAGNETISMEMAGNETISME
OPTOOPTO--
MICROONDESMICROONDES
Université de LimogesIRCOM - UMR CNRS n°6615IRCOM
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Activités liant Optique et MicroondesActivités liant Optique et Microondes
Les grandes orientations
Modulation d’une onde optique à des fréquences microondes (et +)
Antennes microondes pilotées par voie optique
Commutation d’énergie et échantillonnage par photoconducteurs
Traitement du signal microonde par voie optique
Conception, Modélisations électriques et optiques de composants optiques et optoélectronique pour les télécoms optiques haut débits
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But
Modulation à très haute fréquence d’une onde optique
Contrôle et optimisation de la qualité spectrale de la modulation
Principes étudiés
Battement entre deux ondes lasers continues
Qualité spectrale contrôlée par• Asservissement en fréquence des ondes laser• Asservissement en phase des ondes laser
Modulateur EO à LiNbO3
Guides couches minces de LiNbO3
Génération d’une onde optique modulée à très haute fréquenceGénération d’une onde optique modulée à très haute fréquence
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Exemples
PROJET RNRT OPTIMM (FT-R&D, OPTO+, LAR, LPL, IEMN, CEA-LETI, IRCOM)
• Laser Er:Yb bifréquence accordable en fréquence asservi en phase0-3 GHz
• Version µlaser à 55 GHz (en cours) - Techno CEA-LETI
Contrôle et optimisation de la qualité spectrale de la modulation(IRCOM- OGI Optique Guidée et Intégrée)
Antennesde
picocellules
Station de
Base
60 GHz picocellules
Réseau de donnéesATM, IP, ...
FIBRES OPTIQUES
Antennesde
picocellules
Génération d’une onde optique modulée à très haute fréquenceGénération d’une onde optique modulée à très haute fréquence
Microlaser(face d’entrée)
1.5 mm
3 m
m
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Exemples
Réalisation de couches minces de LiNbO3 par ablation laserpour la réalisation de modulateurs rapides à faibles tensions de commandes
Mise au point des étapes technologiques et validation des procédés(IRCOM - C2M Composants Micro-électroniques et Micro-optiques
OGI Optique Guidée et Intégrée)
Génération d’une onde optique modulée à très haute fréquenceGénération d’une onde optique modulée à très haute fréquence
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Perspectives
Montée en fréquence > 100 GHz (> 1 THz ??)
Haute qualité spectrale de la modulation (<-100 dBc/Hz @ 10 kHz)
Réalisation modulateur MZ
Génération d’une onde optique modulée à très haute fréquenceGénération d’une onde optique modulée à très haute fréquence
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Antennes microondes à commande optiqueAntennes microondes à commande optique
But
• Etudier l’apport des technologies optiques dans des antennes microondes
Intérêt
• Proposer des nouvelles fonctionnalités et apporter des solutions à des points durs
Balayage large bande
Emissions d’impulsions brèves, énergétiques, ULB
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Antennes microondes à commande optiqueAntennes microondes à commande optique
Exemples
Développement d’une antenne microonde à balayage large bande (IRCOM OGI - Optique non-linéaire- Diffraction EM - CREAPE)
• Dépointé continu par commande optique • Dépointé constant démontré sur 1.6 -3.5 GHz• Montée à 40 GHz en cours
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Commutation d’énergie et échantillonnage par photo-conducteursCommutation d’énergie et échantillonnage par photo-conducteurs
But Commutation d ’énergie et rayonnement par photoconducteurs
(IRCOM Optique non-linéaire - Diffraction EM - CREAPE)
• Impulsions électriques brèves (fs)
• Très énergétiques
Application principale : antennes Ultra-Large Bandes
Autres applications : échantillonnage rapide, commutation rapide
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Traitement optique du signal microondeTraitement optique du signal microonde
But
Evaluer l’apport de l’optique dans des fonctions de traitement du signal microonde
Intérêt
Proposer des nouvelles fonctionnalités ou des performances améliorées
Projets en cours
• Filtrage microonde(IRCOM OGI - CDM Circuits et Dispositifs Microondes)
Fonctions de transfert de filtrage particulières Accordabilité • Conversion Analogique Numérique par voie optique
(IRCOM OGI) Conversion de signaux à très hautes fréquences
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Composants pour télécoms optiques hauts débitsComposants pour télécoms optiques hauts débits
But
Modélisation et conception de systèmes optiques et/ou optoélectroniques
Principe
Méthodes de calculs numériques (MEF…) , CAO
Intérêt
Modélisation électromagnétique prenant en compte une structure globale là où les modèles simplifiés atteignent leurs limites (configurations optiques complexes, hautes fréquences de fonctionnement)
Projets Modélisation de composants purement optiques Modélisation de boîtiers optoélectroniques
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Exemples
Modélisation de boîtiers de modulateurs 40 GHz (packaging)(Projet RNRT ERMIONE - IRCOM-Circuits et Dispositifs Microondes)
Vue 3D du boîtier du module émetteur
DriverMEA
Méthode de calcul : analyses couplées électromagnétisme (méthode des éléments
finis) - lois des circuits (ADS) permettant de caractériser le driver et le MEA dans leur
environnement boîtier
Objectif de l’IRCOM dans le cadre
d’ERMIONE :
Optimiser la topologie du boîtier pour limiter l’influence des
résonances parasites.
Composants pour télécoms optiques hauts débitsComposants pour télécoms optiques hauts débits
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Exemples
Amplificateur de photodiode large bande grand gain (0-40 GHz - 30dB)(IRCOM - Circuits Microondes Non-Linéaires)
Amplificateurs DistribuésAmplificateurs Distribués
Récepteur Optique Haut Débit( 40Gb/s )
Récepteur Optique Haut Débit( 40Gb/s )
Photodiode
AMPLIAMPLI Lumière
(Fibre)
G = 30dBG = 30dB
DC-40GHzDC-40GHz
Composants pour télécoms optiques hauts débitsComposants pour télécoms optiques hauts débits
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Exemples
Modélisation et caractérisations de fonctions ADD-DROP pour DWDMpar CAO-MEF
(IRCOM - CDM)
Modélisation de couplages Photodiodes - Filtres microondes supraconducteurs(IRCOM - CDM - OGI)
Composants pour télécoms optiques hauts débitsComposants pour télécoms optiques hauts débits
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