Sommateurs optomicroondes et leurs applications au traitement du signal et antennes microondes

Les transmissions par fibres optiques de signaux à hautes fréquences se développent de manière exponentielle notamment dans les domaines aéronautiques et spatiaux. Ces technologies optiques trouvent notamment des applications pour le traitement du signal microonde par voie optique et les antennes à balayage. Cette thématique est développée depuis une vingtaine au sein d’XLIM.
La thèse proposée porte sur la conception, la réalisation et le développement des applications dans le domaine général du traitement du signal microonde par voie optique (optomicroonde) d’un composant optique sommateur de signaux optiques modulés. Le principe de ce composant original qui permet d’obtenir la somme des modulations optiques à hautes fréquences portées par un grand nombre de fibres optiques été développé et validé au laboratoire dans une thèse récente . Celui-ci est constitué d’un corps optique microstructuré incluant les fibres d’entrée et d’une photodiode planaire en sortie collectant le flux lumineux de l’ensemble et générant un courant électrique proportionnel à la somme des puissances optiques incidentes.
L’objectif est de continuer dans cette voie pour optimiser les performances des composants sommateurs par une étude théorique, numérique et expérimentale complète, afin d’augmenter le nombre de signaux optiques en entrée (>20) ainsi que la fréquence de fonctionnement (>10 GHz) et de réduire au minimum les pertes et l’encombrement. Cette tache comprend l’optimisation de la géométrie basée sur un « taper » du corps optique en fonction du nombre de fibres d’entrée voulu, de la fréquence de fonctionnement souhaitée, tout en minimisant les pertes et l’encombrement. Les outils numériques utilisés sont des logiciels de simulation de propagation de type BPM et et des logiciels d’analyse des modes guidés par la méthode des éléments finis. La réalisation expérimentale des composants est effectuée sur un banc spécialement développé. Les caractérisations optiques et microondes permettront de faire un retour sur expérience afin de maîtriser au mieux les conditions de simulation et de réalisation.
Ces composants sommateurs seront ensuite à intégrer dans des sous-systèmes optomicroondes pour la réalisation de filtres microondes et d’antennes à balayage pilotées par fibre optiques. Dans ces sous-systèmes, les propriétés des composants optiques permettent d’obtenir des performances remarquables et innovantes pour les applications à la transmission et au traitement du signal microonde par fibres optiques.
Ce sujet de thèse pluridisciplinaire permet d’aborder un large éventail de compétences telles que l’optique guidée, les télécommunications optiques et microondes, les systèmes optomicroondes et le traitement du signal aussi bien sous les aspects théoriques, simulation numérique qu’expérimental.
Cette thèse se fera en collaboration avec un grand groupe international dans le domaine de l’électronique aéronautique et de défense.

Contact:Philippe Di Bin

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