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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

[email protected] 55 45 72 67


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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


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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


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)



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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



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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.



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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



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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)


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