1- Introduction

1.1 Résumé

Les planchers de bruit des instruments sont considérablement améliorés par l'utilisation d'éléments optiques pour constituer des bancs optoélectroniques. L'intérêt de l'optique est la possibilité de moduler en intensité une porteuse optique avec un signal hyperfréquence, qui ne sera pas limité en montant en fréquence, un tel système fonctionnant sur le même principe à 10 GHz comme à 75 GHz, ou même à 110 GHz par exemple.

Les éléments limitant de ce type de banc se situent au niveau de la photodiode, du contrôle en température des lignes à retard optique, ou encore du bruit d'intensité relatif du laser utilisé (RIN), les modulateurs Mach Zehnder, les amplificateurs hyperfréquences ou les divers éléments de filtrages n'étant plus critiques. De plus le plancher des instruments peut être encore amélioré d'un facteur 1/racine N par inter-corrélation en effectuant N moyennages sur un grand nombre d'échantillons, un compromis étant à déterminer en fonction du temps d'acquisition et des dérives du système. L'utilisation de l'optique présente des potentialités importantes et permet de raccrocher les travaux menés dans le domaine hyperfréquence avec ceux des opticiens. Ces travaux sont essentiels en raison du développement des étalons de fréquences optiques pour le domaine temps-fréquence.

Nous développerons les applications et l'utilité de l'amélioration de ces mesures pour le développement des étalons de fréquence optiques pour le domaine temps-fréquence.

1.2 L'utilisation de l'optique

Les raisons principales d'utiliser une fibre optique avec un laser, un modulateur d'intensité et un photodétecteur, sont la possibilité de disposer d'une ligne à retard longue grâce aux faibles pertes (typiquement de 0.2 dB/km), à la largeur de bande de la fibre optique, au très faible plancher de bruit, et à la faible sensibilité thermique du retard. Cette sensibilité est de l'ordre de 6,85.10^-6/K, soit meilleur d'un facteur 10 qu'une cavité saphir diélectrique. Ces caractéristiques permettent de mettre en oeuvre des oscillateurs et des instruments de mesures à haute sensibilité pour la mesure du bruit de phase. Dans les deux cas, le choix de la bande de fréquence micro-onde n'a pas d'impact sur le bruit de phase, ce qui permet de travailler aux très hautes fréquences. De plus, l'utilisation de techniques de cross-corrélation permet de réduire encore les planchers de bruit, comme nous le verrons dans cet article.