Lasers, Oscillateurs & Amplificateurs

Lasers, Oscillateurs & AmplificateursCode de l'UE : HMEE318

Présentation

1. Amplificateurs
1.1 Amplificateurs hyperfréquences
* Conception à base de transistors
* Schéma et paramètres de base des amplificateurs
* Polarisation d'un transistor en RF
* La stabilité des transistors
* Adaptation et stabilité
* Adaptation et stabilité
* Gains
* Exemples de conception d'amplificateurs
* Amplificateur large bande
* Amplificateur de puissance
1.2 Amplificateurs optiques
* Principes physiques
** Modèle de Lorentz
** Émission spontanée
** Émission stimulée
* Amplification à base de terres rares
** Sections efficaces
** Équation des populations (3 et 4 niveaux)
** Homogénéïté du gain
* Amplification à base de semi-conducteurs
1.3 Propriétés des amplificateurs optiques et électroniques
* Saturation du gain ou point de compression
* Bruit
** Facteur de bruit
** Bruits de battement

2. Lasers et oscillateurs hyperfréquences
2.1 Oscillateurs hyperfréquences
* Caractéristiques
* Oscillateurs 'Basse-fréquence'
** Conditions d'oscillation
** Stabilisation
** Circuits à base de L et C
** Oscillateurs à quartz
* Oscillateurs micro-ondes
** Conditions d'utilisation
** Oscillateurs à diode
** Oscillateurs à transistor
** Oscillateurs à diélectriques résonants
* Oscillateurs à fréquence variable
* Amplificateurs et oscillateurs très fortes puissances
2.2 Lasers
* Cavité longitudinale
* Modes transverses
* Effet laser
** Modèle de Lamb
** Équations d'évolutions
** Dynamique des lasers
** Fonction d'Airy généralisée
* Cohérence
** Cohérence spatiale
** Cohérence temporelle (Schawlow & Townes, Facteur de Henry)
* Lasers impulsionnels
** Lasers déclenchés (actifs, passifs)
** Lasers à modes synchronisés
* Exemples de lasers
2.3 Bruits dans les oscillateurs optiques et hyperfréquences
* Bruit d'amplitude
* Bruit de fréquence & phase

Objectifs

Les objectifs de ce module sont de comprendre le fonctionnement des amplificateurs et des oscillateurs optiques et micro-ondes, et de connaître leurs caractéristiques principales afin de pouvoir les choisir ou les utiliser à bon escient dans des systèmes plus complexes. Les amplificateurs et oscillateurs hyperfréquences seront traités en parallèle des amplificateurs optiques et lasers afin de mettre en avant les analogies évidentes entre ces deux domaines de fréquences.
Les compétences visées sont donc la connaissance du fonctionnement et des caractéristiques principales de ces composants actifs optiques et hyperfréquences essentiels dans la réalisation de systèmes télécoms, de capteurs, de radars, etc.
A l'issue du module, l'étudiant saura choisir un amplificateur ou oscillateur optique ou hyperfréquences en vue d'une application donnée en vue de son insertion dans un système, que ce soit pour les paramètres les plus simples (la puissance ou le gain par exemple) que des paramètres plus avancés (bruit, largeur spectrale, etc). Il connaitra suffisamment d'éléments de conception pour développer des oscillateurs hyper ou optiques basiques.

Pré-requis recommandés

Connaissance de la propagation libre et guidée en optique et hyperfréquences.

Volume horaire

  • CM : 45
  • TD : 6
  • TP : 0

Syllabus

* A. Yariv, Introduction to optical electronics, Holt, Rinehart and Winston (1976)
* E. Rosencher et B. Vinter, Optoélectronique, Dunod, Paris (2002)
* J.-P. Perez, Optique, Dunod (2004)
* Hecht, Optics, Addison-Wesley Publishing Company (1987)
* P.C. Becker "Erbium-Doped Fiber Amplifiers - Fundamentals and Technology"
* D. Derickson "Fiber Optic Test and Measurements"
* J. W. Goodman, Introduction to Fourier optics, Roberts & Company Publishers (2004)
* R. Gilmore and L. Besser, Pratical RF for circuit design for modern wireless systems, volume II : active circuits and systems, Hartech House
* D. M. Pozar, Microwave engineering, John Wiley and Sons

Diplômes intégrant cette UE

En bref

Crédits ECTS 5

Période de l'année
S3

Langue d'enseignement
fr

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Contact(s) administratif(s)

Stephane BLIN (stephane.blin @ umontpellier.fr)