Bibliographie - Université Paul Sabatier

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En vue de l'obtention du
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Délivré par Université Paul Sabatier – Toulouse III
Discipline ou spécialité : Microondes, Électromagnétisme et Optoélectronique
RAPPORTEURS
Béatrice CABON, Professeur, INP Grenoble
Enrico RUBIOLA, Professeur, Institut FEMTO-ST Besançon
Examinateurs
Jacques GRAFFEUIL, Professeur, UPS Toulouse
Angélique RISSONS, Maître de Conférences, ISAE Toulouse
Pierre NICOLE, Ingénieur de Recherche, Thales Airborne Systems Elancourt
Benoît BENAZET, Ingénieur de Recherche, Thales Alenia Space Toulouse
Gilles CIBIEL, Ingénieur de Recherche, CNES Toulouse
Ecole doctorale : GEET
Unité de recherche : LAAS-CNRS, groupe MOST
Directeur de Thèse : Olivier LLOPIS
Présentée et soutenue par Houda BRAHIMI
Le 13 octobre 2010
Titre :
Etude en bruit de systèmes optiques hyperfréquences
Modélisation, caractérisation et application à la métrologie en bruit de
phase et à la génération de fréquence

Mes remerciements les plus sincères à tous ceux qui ont cru en
moi, m’ont soutenu et aidé.
A mes parents
A mima paix à son âme

i
TABLE DES MATIERES
Introduction générale .......................................................................................... 1
Chapitre 1 ............................................................................................................. 5
Composantes d’une liaison optique fibrée faible bruit .................................... 5
1.1 Introduction .................................................................................................. 6
1.2 L‟émetteur : la diode laser à semi-conducteur ............................................. 7
1.2.1 Fonctionnement d‟un laser à semi-conducteur ......................................................... 7
1.2.2 Principe de l‟oscillateur laser .................................................................................. 8
1.2.3 Les différents types de Laser à semi-conducteur ................................................... 10
1.2.4 Equations d‟évolution : Cas général ....................................................................... 12
1.3 Le modulateur ............................................................................................ 16
1.3.1 Généralités sur la modulation : modulation directe et modulation externe ............ 16
1.3.2 Le modulateur électro-absorbant(MEA) ................................................................ 17
1.3.3 Le modulateur de Mach-Zehnder (MMZ) .............................................................. 17
1.4 Le récepteur du signal optique : le photodétecteur .................................... 20
1.4.1 Les concepts de base .............................................................................................. 20
1.4.2 Principe de la photodétection ................................................................................. 21
1.4.3 Les photodiodes PIN .............................................................................................. 22
1.5 Les éléments de connexion : la fibre optique ............................................. 23
1.6 La bande spectrale de la liaison ................................................................. 26
1.7 Le bruit de la chaine ................................................................................... 27
1.7.1 Les perturbations extérieures ................................................................................. 27
1.7.2 Le bruit propre des éléments de la chaîne optique ................................................. 28
1.7.2.1 Le bruit du laser ............................................................................................. 28
1.7.2.2 Le bruit du photodétecteur ............................................................................ 30
1.7.2.3 Le rapport signal sur bruit ............................................................................ 32
1.7.3 Introduction au bruit de phase de la liaison ............................................................ 33
1.8 Conclusion .................................................................................................. 38
Bibliographie .................................................................................................... 39