Composants innovants recongurables par voie optique pour des applications microondes

Novel optically reconfigurable components for microwave applications

• Auteur / Autrice : José Manuel Gonzàlez
• Direction : Dominique Baillargeat, Nicolas Delhote, Langis Roy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique. Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique des microondes

Vanadium

Cadmium

Résonateurs diélectriques

Céramiques co-frittées à basse température

Mots clés libres

Matériaux photosensibles

Filtre reconfigurable en fréquence

Opto-RF switch

Résumé

Ces travaux de thèse portent sur la conception de composants microondes innovants, reconfigurables par voie optique. L’objectif principal de la thèse est de proposer des solutions alternatives aux méthodes de réconfigurabilité actuelles comme les MEMS ou les diodes par exemple. Dans ces travaux nous nous sommes intéressés à la caractérisation des matériaux photosensibles aux fréquences microondes ainsi qu’aux méthodes de reconfigurabilité optique directe et indirecte. Pour placer ce travail de thèse dans son contexte, la première partie de ce manuscrit est dédiée à une étude bibliographique des circuits reconfigurables et méthodes associées. Des comparaisons sont proposées pour montrer les avantages qu’un contrôle optique peut présenter. La deuxième partie porte sur la description de matériaux photosensibles comme le sulfure de Cadmium ou le dioxyde de Vanadium et sur des structures de test utilisées pour les caractériser. Dans le troisième chapitre de ce manuscrit, des structures agiles en fréquence sont présentées en exploitant un contrôle optique de type direct. Les structures présentées démontrent le concept d’un filtre LTCC reconfigurable en fréquence, d’un résonateur diélectrique 3D agile en se basant sur la photoconductivité ainsi que d’un filtre reconfigurable par variation de permittivité. La dernière partie de cette thèse est consacrée au contrôle optique indirect et traite le cas d’un interrupteur RF à commande optique basé sur une technologie de fabrication standard Si CMOS.

This work focuses on novel optically reconfigurable components for microwave applications, the main objective being to propose alternative solutions to commonly used tuning methods such as MEMS or diodes. In this work, we have investigated photosensitive material characterization at microwave frequencies, and both direct and indirect methods of optical reconfigurability. To provide context for this thesis, the first part is dedicated to a bibliographic review of reconfigurable circuits and methods, thus giving an overview of the technologies used at present and showing the interest for using optical control. The second part of this dissertation is about test structures for characterizing photosensitive materials, including a presentation of materials such as Vanadium dioxide or Cadmium sulfide, among others. In the third chapter of this thesis, frequency tunable structures exploiting direct optical control are studied. The structures presented include a “proof of concept” tunable LTCC filter, a 3D dielectric resonator based on photoconductive materials, and a tunable filter based on the change of a material’s relative permittivity. The last part of this work focuses on indirect optical control showing an opto‐RF switch based on a standard Si CMOS fabrication technology.