Conception et realisation de photorecepteurs millimetriques pour les transmissions a haut debit (40 gbit/s) et la distribution optique radio (38 et 60 ghz)

par AGNES MIRAS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Paul Crozat.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Dans le cadre de cette these, nous avons concu et assemble des photorecepteurs performants, incluant une photodiode rapide a eclairage lateral, et un ou plusieurs circuits amplificateurs bande-etroite a grand gain, accordes sur la frequence de 38 ou 40 ghz, et adaptes en entree sur la photodiode. Ces photorecepteurs s'adressent a deux applications tres differentes : - la recuperation d'horloge, dans les systemes a multiplexage temporel optique (otdm) a 40 gbit/s, - et la distribution radio sur la fibre, pour des applications en reseaux de type pico-cellulaires, aux frequences de 38 et 60 ghz. Dans un premier temps, nous avons etudie la modelisation lineaire du hemt inp pour des longueurs de grille tres courtes ( 0,2 m), et jusqu'a tres hautes frequences (au dela de 40 ghz). Nous avons notamment extrait les parametres d'acces sans polariser la grille en direct, pour ne pas l'endommager. Nous avons egalement modelise le comportement en frequence de certains parametres intrinseques du modele du transistor. La programmation de la methode d'extraction analytique fournit un logiciel realisant la caracterisation automatique des hemts sur tranche. Dans un deuxieme temps, nous avons modelise les elements passifs et la photodiode reportee, puis concu les circuits. Des simulations electromagnetiques, ou des mesures sur motifs de test, sont indispensables pour concevoir des amplificateurs millimetriques accordes. La frequence centrale des circuits realises est ajustable (definitivement sur chaque puce), sur les frequences de 38 ou 40 ghz notamment, pour les deux applications. Un bon accord existe entre simulations et mesures. Le maximum de gain de 42 db (a 38 ghz) est obtenu sur une seule puce amplificatrice (de six etages, en technologie phemt gaas externe). Les circuits sont aussi a faible consommation et faible bruit. Les contraintes d'assemblage optique et hyperfrequence sont ensuite etudiees. Ces contraintes sont liees au fibrage tres delicat des photodiodes a eclairage lateral, et a l'encapsulation dans un meme boitier de circuits accordes millimetriques a grand gain. Plusieurs photorecepteurs sont assembles pour les deux applications visees, avec des specifications differentes. Le maximum de gain est obtenu dans un seul boitier en metal, a savoir 57 db a 40 ghz, sans aucune oscillation. Le bruit equivalent minimum ramene en entree est alors de 21 pa/hz. Enfin, les performances des photorecepteurs sont validees a l'exterieur du laboratoire, sur des demonstrateurs etudies dans des projets europeens.


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Informations

  • Détails : 226 P.
  • Annexes : 145 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013731
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