Modelization and optimization of an coupled opto-electronic oscillator for micro-wave synthesis
Modélisation et optimisation d'un oscillateur optoélectronique couplé pour la synthèse de fréquence micro-onde
Résumé
The increase in frequency observed since the 2000s in the field of telecommunications justifies the development
of high frequency (HF) or even ultra-high frequency (UHF) oscillators. The quality of the oscillators in
these frequency ranges remains however limited by the material losses in these wavelength ranges. In this context,
opto-electronic oscillators are presented as an alternative allowing high quality factor and low phase noise by
combining optics and radio-frequency. Among these oscillators, the COEO (Coupled Opto-Electronic Oscillator)
is particlarly interesting due to its compactness allowed by its internal active mode-locked laser. The phase noise
optimization of this device then requires a detailled understanding of the mechanisms leading the oscillator to its
steady-state.
This thesis work focuses on the study of synchronization regimes, the evolution of optical pulses according
to the experimental parameters of the device and their relationship to the stability and phase noise performance of
the COEO. The development of numerical tools was carried out for this purpose and compared to the experimental
behavior of the device. As an extension of this study, alternative configurations to the classic COEO are proposed
in order to combine compactness and phase noise performance of the oscillator.
La montée en fréquence observée depuis les années 2000 dans le domaine des télécommunications justifie
le développement d’oscillateurs hautes fréquences (HF) voir ultra-hautes fréquences (UHF). La qualité des oscillateurs
dans ces gammes de fréquence reste cependant limitée par les pertes matériaux à ces longueurs d’onde.
Dans ce contexte, les oscillateurs opto-électroniques se présentent comme une alternative permettant la réalisation
d’oscillateurs à fort facteur de qualité et à faible bruit de phase en alliant optique et radio-fréquence. Parmis ces
oscillateurs le COEO (Coupled Opto-Elecronic Oscillator) se présente comme un dispositif intéressant de par la
compacité permise par le laser à verrouillage de mode actif qu’il intègre. L’optimisation en bruit de phase de ce
dispositif nécessite alors une compréhension accrue des mécanismes menant l’oscillateur à son état stationnaire.
Ces travaux de thèse portent sur l’étude des régimes de synchronisation, de l’évolution des impulsions optiques
suivant les paramètres expérimentaux du dispositif et leur impact sur la stabilité et les performances en
bruit de phase du COEO. Le développement d’outils numériques a été réalisé dans cet objectif, dont les résultats
sont comparés au comportement expérimental du dispositif. Dans le prolongement de cette étude, des configurations
alternatives
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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