Génération optique de microondes par battements de deux ondes lasers stabilisées sur une référence commune

Optical generation of microwaves by beating two lasers waves stabilized to a commun reference

• Auteur / Autrice : Ahmed Batal
• Direction : Jacques Marcou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique-Electrotechnique-Optique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie de microondes

Micro-ondes

Propriétés optiques

Diodes laser

Bruit électronique

Fibres optiques

Résumé

Ce travail presente une nouvelle methode de generation optique de microondes obtenus par battements entre deux ondes lasers semi-conducteurs stabilises sur une reference de frequence commune et ceci sans utilisation d'un oscillateur local ni limitation en frequence au niveau de l'emission. La reference de frequence utilisee est une cavite fabry-perot a fibre birefringente. Ceci a permis d'avoir le meme support de reference de frequence pour stabiliser les deux diodes lasers. Ainsi nous avons obtenu un gain en stabilite de la frequence de battement de 7. 10#5 pour une frequence microonde de 1ghz, par rapport au cas ou on utiliserait deux interferometres independants pour stabiliser respectivement les deux diodes lasers. Le principe de reduction du bruit de frequence de laser a ete demontre de facon originale et complete en tenant compte des differentes sources de bruits limitatives (intensite, electronique, photodetecteur). Le taux de reduction du bruit fm est de l'ordre 10#4 pour les frequences de bruit inferieures a 200hz. La stabilite relative en frequence obtenue pour chaque diode laser par rapport au fabry-perot est meilleure que 2. 10#-#1#2 pour des temps d'integration superieurs a 0,1s. Des signaux microondes jusqu'a 9ghz ont ete obtenus. Le niveau de puissance microonde de -40dbm obtenu pour une puissance optique de 0dbm pourra etre ameliore grace a une adaptation d'impedance de la photodiode rapide. La stabilite relative en frequence du signal microonde ainsi genere est sensiblement egale a celle du chemin optique de la cavite fabry-perot. Pour mener a bien ce projet des bancs de mesures du spectre optique ont ete necessaires. Ce sont en particulier, un spectrometre a reseau permettant la mesure de l'ecart en frequence entre les deux diodes lasers (resolution 3ghz) et un mesureur de largeurs spectrales par autocorrelation du champ (self-homodynage) de resolution 50khz pour 4km de fibre a retard.