Activités OPTO-MICROONDES en Communications Optiques et Microondes à l ’IRCOM Institut de Recherche en Communications Optiques et Microondes présentées par Philippe DI BIN dibin@ircom.unilim.fr 05 55 45 72 67

L ’ IRCOM c ’est : UMR CNRS 200 chercheurs et enseignants-chercheurs dont environ 100 doctorants 30 thèses soutenues par an 3 grands thèmes de recherche OPTIQUE MICROONDES OPTO - MICROONDES ELECTRO - MAGNETISME

Activités 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

Génération d’une onde optique modulée à très haute fréquence 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 fréquence Exemples  PROJET RNRT OPTIMM (FT-R&D, OPTO+, LAR, LPL, IEMN, CEA-LETI, IRCOM) Laser Er:Yb bifréquence accordable en fréquence asservi en phase 0-3 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) Microlaser (face d’entrée) 1.5 mm 3 mm

Génération d’une onde optique modulée à très haute fréquence Exemples  Réalisation de couches minces de LiNbO3 par ablation laser pour 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 fréquence Perspectives  Montée en fréquence > 100 GHz (> 1 THz ??)  Haute qualité spectrale de la modulation (<-100 dBc/Hz @ 10 kHz)  Réalisation modulateur MZ

Antennes 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

Antennes 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

Commutation 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

Traitement 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

Composants 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

Composants pour télécoms optiques hauts débits Exemples  Modélisation de boîtiers de modulateurs 40 GHz (packaging) (Projet RNRT ERMIONE - IRCOM-Circuits et Dispositifs Microondes) Vue 3D du boîtier du module émetteur Driver MEA Objectif de l’IRCOM dans le cadre d’ERMIONE : Optimiser la topologie du boîtier pour limiter l’influence des résonances parasites. 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

Composants pour télécoms optiques hauts débits Exemples  Amplificateur de photodiode large bande grand gain (0-40 GHz - 30dB) (IRCOM - Circuits Microondes Non-Linéaires) Amplificateurs Distribués Récepteur Optique Haut Débit ( 40Gb/s ) Photodiode AMPLI Lumière (Fibre) G = 30dB DC-40GHz

Composants pour télécoms optiques hauts débits Exemples  Modélisation et caractérisations de fonctions ADD-DROP pour DWDM par CAO-MEF (IRCOM - CDM)  Modélisation de couplages Photodiodes - Filtres microondes supraconducteurs (IRCOM - CDM - OGI)