Accès direct au contenu

ENS Cachan - Laboratoire de photonique quantique et moléculaire

Version anglaise

aide

Accueil > Thèmes de recherche

Recherche - Valorisation

Oscillateur Optoélectronique

Equipe Composants et Technologie pour la photonique

L'oscillateur optoélectronique (Opto-Electronic Oscillator - OEO) permet de générer directement des signaux de très grande pureté spectrale dans la gamme de quelques GHz à quelques dizaines de GHz. Pour ce faire il associe des composants de type photonique à des composants électroniques. Dans sa structure classique l'OEO utilise une fibre optique longue (de quelques centaines de mètres à quelques kilomètres) qui agit comme une ligne à retard présentant de très faibles pertes. On trouve donc un laser (par exemple une diode laser) continu, un modulateur électro-optique (par exemple modulateur d'intensité de type Mach-Zehnder), suivi de la fibre optique. Le signal optique modulé est converti en signal microondes par une photodiode puis le signal est amplifié et filtré avant d'être réinjecté, pour refermer la boucle, dans le modulateur. Il faut noter ici le rôle du filtre : la structure de l'oscillateur avec ligne à retard entraine l'existence d'un peigne de fréquence et non pas d'une seule fréquence d'oscillation. Le filtre RF dans cette structure permet donc de sélectionner une fréquence dans le peigne, ou du moins une région de travail dans le spectre de raies.

EOM

Compte-tenu des deux sorties possibles dans le domaine RF et optique l'OEO est un système fondamentalement communicant.

Applications de l'OEO

Nous avons choisi de travailler sur des applications de l'OEO, et principalement dans le domaine des capteurs. La fréquence d'oscillation dépend de nombreux paramètres et il est possible d'exploiter cet état de fait pour des applications capteurs ou pour régler la fréquence d'oscillation. En particulier en insérant un élément laissant passer la longueur d'onde de travail (pour nous 1550 nm) dans le trajet optique on modifie le chemin optique, donc le temps de propagation et donc la fréquence d'oscillation. Cela conduit à des mesures d'indice de réfraction en temps réel, soit pour des liquides soit pour des cristaux.

Microrésonateur optique

La fibre optique longue pose un problème d'encombrement ou de stabilité de la fréquence d'oscillation vis-à-vis des variations de température. Grâce aux composants photoniques il est possible de changer la structure de l'oscillateur en remplaçant la fibre optique par un filtre optique, un microrésonateur. Nous avons déjà étudié des microsphères de silice ou des résonateurs en anneaux à base de silicium. Compte tenu des technologies mises en œuvre au LPQM nous nous orientons vers les résonateurs en anneaux en matériaux polymères. Avec cette nouvelle structure de l'OEO il est aussi possible de développer des capteurs chimiques, biochimiques ou biologiques.

Collaborations

ENS Cachan :

  • PPSM - Institut d'Alembert (capteurs chimiques)

En France :

  • Université Paris Sud Orsay (Eric Cassan, Minaphot, IEF)




Membres impliqués


Bernard Journet (MdC)
Do Thi Phuong (Doctorante)

Vers la page de l'équipe