L’encombrement croissant du spectre électromagnétique oblige à concevoir des systèmes de mesure toujours plus performants. Les dispositifs numériques étant, malgré leurs progrès constants, généralement limités, il est intéressant de recourir à des architectures de pré-traitement analogique permettant de soulager les convertisseurs analogique-numérique. Parmi les stratégies envisagées, l’une des plus prometteuses est l’optique hyperfréquence, qui consiste à transposer le signal radio-fréquence à analyser sur une porteuse optique afin de bénéficier de meilleures bandes passantes, pertes liées à la propagation, et dynamique de traitement offertes par l’optique.
Dans ce contexte, des chercheurs de l’Institut Langevin et de Thales Research&Technology (TRT) développent ensemble depuis de nombreuses années un analyseur spectral large bande complètement analogique, compatible avec l’analyse en temps réel des signaux radar [1]. Le principe de cet analyseur repose sur le mécanisme de creusement de trou spectral (« spectral hole burning », ou SHB) qui se produit dans des cristaux dopés avec des ions de terre rare refroidis à basse température. En utilisant le SHB on peut modifier les propriétés optiques du cristal et y créer un ensemble de réseaux de diffraction capables de dévier la lumière dans des directions dépendant de la fréquence.
En modifiant légèrement le principe de cet analyseur, les chercheurs de l’Institut Langevin et de TRT ont réalisé un filtre RF photonique dont les propriétés de réjection et d’accordabilité sont compatibles avec les applications les plus exigeantes [2].
Figure : Un faisceau laser monochromatique est modulé avec le signal RF incident et envoyé sur le cristal dopé. Ce cristal est programmé par SHB de façon à dévier angulairement certaines fréquences optiques et transmettre les autres. Le faisceau dévié est collecté sur une photodiode et reconverti dans le domaine RF.
Références :
[1] P. Berger, Y. Attal, M. Schwarz, S. Molin, A. Louchet-Chauvet, T. Chanelière, J.-L. Le Gouët, D. Dolfi, L. Morvan,
RF spectrum analyzer for pulsed signals : ultra-wide instantaneous bandwidth, high sensitivity, and high time-resolution
J. Lightwave Technol. 34, 4658-4663 (2016)
[2] L. Ulrich, S. Welinski, A. Louchet-Chauvet, J. De Rosny, D. Dolfi, C. Vaneph, P. Berger, L. Morvan,
High rejection and frequency agile optical filtering of RF signals using a rare earth ion-doped crystal
J. Lightwave Technol. 40, 6901 (2022)
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