Dynamique non-linéaire dans les oscillateurs optoélectroniques micro-ondes

par Abdelhamid Hmima

Thèse de doctorat en Optique et photonique

Le président du jury était Hervé Maillotte.

Les rapporteurs étaient Christophe Letellier, Éric Louvergneaux.


  • Résumé

    Ces travaux s'inscrivent dans les efforts menés pour améliorer les performances des Oscillateur Électro-optique ou Opto electronic Oscillator (OEO) à ligne à retard à fibre optique permettant de générer un signal dans la gamme micro-onde. Il a été récemment introduit et a attiré l'attention de plusieurs équipes de recherche dans le monde à cause de sa grande pureté spectrale, notamment pour les applications radars micro-ondes et les systèmes de géolocalisation. Nous avons étudié cette architecture classique utilisant une ligne à retard optique, afin d'aborder les spécificités de l'OEO à l'interface du domaine temps-fréquence et de l'optique. Les niveaux de stabilité de fréquence délivrées par l'OEO sont intéressants. C'est pourquoi nous avons exploré les potentialités d'une nouvelle architecture d'OEO qui tire profit de la dynamique non-linéaire. En effet cette architecture permet de délivrer en plus du signal micro-onde, des impulsions optiques de très courte durée et de faible gigue temporelle. Cela est rendu possible par les propriétés spectrales de l'OEO et par l'introduction des techniques de compression temporelle et de régénération optique. Ces impulsions fonctionnent aux longueurs d'onde des télécommunications, en particulier à1. 55 ffm. Ce type d'OEO à compression peut être dédié aux systèmes de multiplexage temporel. Nous avons déterminé expérimentalement une pureté spectrale respectivement de -60 et -140 dBc/Hz à 101 et 2ff104 Hz de la porteuse à 10 GHz. Les impulsions optiques générées à un taux de répétition de 10 GHz ont des durées de 4. 1 ps, avec une gigue temporelle respectivement de 2. 7 et 83 fs dans les intervalles [1 - 10 kHz] et [10 Hz – 100 kHz]. Cela ouvre la voie à l'utilisation d'autres phénomènes non-linéaires pour améliorer la pureté spectrale des oscillateurs micro-ondes.

  • Titre traduit

    Non liaear dynamicsin micro wave optoelectronic oscillators


  • Résumé

    This work is part of the effort undertaken in order to improve the performance of optoelectronic oscillators (OEOs) with delay line optical _ber. This OEO was recently introduced and rapidly gained a great interest for several research laboratories in the world. This is due to its great spectral purity which is required for micro-wave radars and geolocalisation systems. We studied the standard architecture using optical _ber delay line in order to deal with the speci_cs of the OEO at time-frequency and optics domain interface. Frequency stability levels achieved by the OEO are interesting. Therefore we explored the potential of a new architecture of OEO that takes advantage on nonlinear dynamics. Indeed this architecture can deliver in addition of the microwave signal, optical pulses with very short duration and low time jitter. This is made possible by the spectral properties of the OEO and the by introducing temporal compression and optical regeneration techniques. These pulses operate at telecommunications wavelengths, particularly at 1:55 _m. This type of OEO with optical compression can be dedicated to Optical Time Division Multiplexing (OTDM) systems. We have experimentally determined a spectral purity, respectively, -60 and -140 dBc/Hz at 101 and 2_104 Hz from 10 GHz carrier. The optical pulses generated at 10 GHz repetition rate have 4. 1 ps durations with a time jitter of 2. 7 and 83 fs respectively in the ranges [1 to 10 kHz] and [10 Hz to 100 kHz]. This work opens the way to the use of other nonlinear phenomena to improve the spectral purity of microwave oscillators.

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Informations

  • Détails : 1vol. (152p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.139-152.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences Sport Claude Oytana (Besançon).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCI.BESA.2012.42
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