Ligne à retard à fibre optique basée sur un commutateur optique

Principe de la ligne à retard à fibre optique

Dans le traitement optique du signal, la fibre optique permet de réaliser des fonctions de retard, d'élargissement et d'interférence. L'utilisation judicieuse de ces fonctions permet le traitement de l'information dans le domaine tout optique. Parmi celles-ci, la fonction de retard de la fibre optique peut être exploitée dans une ligne à retard optique. Prenons l'exemple d'une fibre optique monomode classique : lors de la transmission d'un signal optique à une longueur d'onde de 1550 nm sur 200 mètres, on obtient un retard de 1 µs, avec une perte d'insertion de seulement 0,04 dB. À titre de comparaison, la perte d'insertion d'une ligne à retard micro-ondes traditionnelle est de plusieurs dizaines de dB. La ligne à retard optique réduit donc cette perte d'insertion de près de deux ordres de grandeur, ce qui améliore considérablement sa compétitivité.ligne à retard optiqueLes lignes à retard à fibre optique (FDL) présentent l'avantage d'être compactes, légères, dotées d'un produit temps-bande passante élevé et d'une forte résistance aux interférences électromagnétiques. Elles constituent ainsi une alternative sérieuse aux lignes à retard micro-ondes et peuvent les remplacer complètement dans de nombreux domaines. Comparées aux lignes à retard micro-ondes traditionnelles, les FDL offrent un produit temps-bande passante élevé, garantissant une excellente résolution de mesure de fréquence, une sensibilité élevée et une grande capacité d'interception du signal. Elles répondent ainsi aux exigences des systèmes radar haute résolution. De plus, leur fréquence de fonctionnement est très élevée, dépassant largement les 100 GHz, contre plusieurs ordres de grandeur pour les lignes à retard à ondes acoustiques de surface (SAW) et les lignes à retard CCD (CCD). Avec l'évolution future des systèmes de communication, notamment les radars, vers les hautes fréquences, les FDL représentent un atout majeur. Enfin, leur perte de retard unitaire est indépendante de la fréquence. Ces avantages uniques démontrent sans aucun doute leur potentiel dans le traitement du signal.

Application de la ligne à retard à fibre optique

La fonction principale d'une ligne à retard à fibre optique est de retarder le signal, ce qui permet le stockage tout optique et l'égalisation du décalage. Elle trouve de nombreuses applications dans les radars à réseau phasé, les systèmes de communication par fibre optique, les systèmes informatiques optiques et les contre-mesures électroniques. Dans un radar à réseau phasé, l'antenne réseau est l'élément central. Sa fonction principale est de modifier le diagramme de rayonnement du faisceau synthétisé, permettant ainsi de changer la forme du faisceau et d'effectuer un balayage rapide. Cette fonction est obtenue en contrôlant l'amplitude et la phase du signal au niveau de l'antenne ; la ligne à retard est donc indispensable. Comparée à une ligne à retard micro-ondes, la ligne à retard à fibre optique (LRF) offre une bande passante plus large et ne présente pas de problème d'inclinaison du faisceau. Dans une antenne réseau phasée à commande optique, la LRF permet une allocation et un contrôle précis de la phase du signal micro-ondes et élimine le bruit associé au signal d'écho. Elle constitue ainsi le choix idéal pour les antennes réseau phasées. Dans les simulateurs de cibles radar, la LRF est utilisée pour simuler des signaux à différentes distances. Face aux exigences des systèmes radar modernes pour la simulation de cibles, telles que la haute fréquence, la rapidité de commutation et la longue portée de simulation, les lignes à retard traditionnelles sont loin de répondre à ces exigences. De ce fait, la ligne à retard à fibre optique est devenue la seule solution applicable. Par ailleurs, dans les systèmes de communication par fibre optique, elle permet également le codage et la mise en cache des signaux. En résumé, la ligne à retard à fibre optique présente des applications importantes et un statut irremplaçable dans de nombreux domaines. L'étude des lignes à retard à fibre optique hautes performances revêt donc une grande importance scientifique pour leurs applications.technologie des photons micro-ondes.

Conception d'une ligne à retard à fibre optique

La ligne à retard à fibre optique, basée sur un commutateur optique, sélectionne différents trajets optiques pour obtenir différents retards temporels. Le principe de base de ce type de montage est de moduler le retard en modifiant le trajet optique. Il s'agit d'une ligne à retard à fibre optique discrète typique, dont la structure est illustrée sur la figure.

 

Après la transmission du signal optique modulé à travers la fibre optique, le chemin optique générant le délai souhaité est sélectionné par le réseau de commutateurs optiques. Le délai requis est obtenu en activant le commutateur optique correspondant et en désactivant les autres. L'avantage de ce type de ligne à retard par fibre optique réside dans sa capacité à générer un délai important, sa simplicité de mise en œuvre et la diversité de ses caractéristiques, qui varient selon les commutateurs optiques sélectionnés.