Augmentation de la profondeur de modulation de signaux hyperfréquence sur porteuse optique par effets non linéaires dans les fibres

• Auteur / Autrice : Stéphanie Norcia-Molin
• Direction : Robert Frey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Optique non linéaire

Laser

Fibre optique

Résumé

La fibre optique tend à remplacer le câble coaxial dans de nombreux systèmes de transport et de traitement de signaux hyperfréquence. En particulier les générations futures de systèmes radar seront équipées de laisons opto-électroniques utilisant ainsi avec profit les avantages de la fibre optique (faibles pertes, poids, encombrement et coût et large bande-passante). Dans ces futurs systèmes radar, la transposition linéaire de l'information hyperfréquence sur porteuse optique avec des modulateurs d'intensité intégrés classiques (type mach-zehnder) est limitée en amplitude. Le signal optique résultant comporte donc une faible partie modulée contenant l'information hyperfréquence et une forte composante continue susceptible de saturer certains composants de la liaison opto-électronique. Dans ce travail nous avons étudié deux processus non-linéaires dans les fibres optiques permettant d'atténuer de faÇon sélective et dynamique uniquement la porteuse optique du signal et non l'information hyperfréquence qu'elle transporte. Cela revient à augmenter le contraste du signal, c'est-à-dire sa profondeur de modulation. Le premier effet étudié est la diffusion brillouin stimulée dans les fibres optiques (y compris dans les fibres optiques à cristaux photoniques). Le second effet étudié est le mélange à deux ondes par saturation du gain dans une fibre optique amplificatrice. La faisabilité de l'augmentation de profondeur de modulation du signal hyperfréquene sur porteuse optique par ces deux techniques respectivement a été démontrée. Une augmentation de la profondeur de modulation du signal d'un facteur 10 000 a été démontrée, sans dégradation du signal hyperfrequence.

Optical fibres tend to replace coaxial cables in many systems of transport and processing of microwave signals. In particular, future generations of radar systems will be equipped with opto-electronic links thus using with profit the advantages of optical fibres (weak weight, size, cost and large bandwidth). In these future radar systems, the linear transposition of microwave information on optical carrier with traditional integrated intensity modulators (such as mach-zehnder) is amplitude-limited. The resulting signal is thus composed of a weak modulated part containing the microwave information and of a strong continuous component which can saturate some of the opto-electronic link components. In this work we studied two non-linear processes in optical fibres allowing selective and dynamic attenuation of the optical carrier only, without any attenuation of the microwave signal. This means an increase of the signal contrast, that is to say an increase of its modulation depth. The first studied effect is stimulated brillouin scattering in optical fibres (including in photonic crystal fibres). The second studied effect is two wave mixing by gain saturation in an amplifying optical fibre. The feasibility of modulation depth increase of the microwave signal by these two techniques respectively has been proven. An increase of the modulation depth of the signal by a factor 10 000 has been demonstrated.