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Projet CNES - Action de R&T LN-0001-004

SHYRO : Sources HYperfréquences à très haute pureté spectrale à base de mini-Résonateurs Optique

2005 – 2014

SHYRO : Sources HYperfréquences à très haute pureté spectrale à base de mini-Résonateurs Optique

Étude et réalisation de résonateurs actifs à haut facteur de qualité

Contexte

Depuis une dizaine d’années, les performances de l’Oscillateur Ultra Stable (OUS) à quartz semblent tendre vers la valeur limite de 1.10-13 (en variance d’Allan à quelques secondes). Même si l’on arrive à réaliser des sources à très haute pureté spectrale à base d’OUS à quartz (-65 dBrad²/Hz à 1 Hz de la porteuse 10 GHz), il semble que l’on ait atteint ses limites MCV. Même si la fin du quartz n’est pas encore annoncée (des études sont menées pour essayer de comprendre et réduire le bruit du résonateur et la sensibilité aux radiations), il semble important dés à présent de proposer une ou plusieurs autres voies de ruptures technologiques pour son éventuel remplacement à long terme. Une solution consisterait à réaliser un oscillateur ultra stable miniature aux fréquences microondes. Le candidat potentiel pour ce type de solution est le mini-résonateur optique.

Objectifs

L’activité "Résonateurs actifs à haut facteur de qualité" sous la responsabilité de Foton est séparée en quatre sous-tâches :
- Résonateurs, couplages et tests des facteurs de qualité.
- Fabrication et tests de micro-résonateurs sphériques.
- Amplification sélective.
- Double émissions simultanées monomodes d’un laser micro-sphérique

La première sous-tâche, en tant que tâche transversale, a pour but de développer les modèles théoriques et les outils de simulation nécessaires à la conception des résonateurs (structures avec coatings passifs ou actifs), voire le problème des coupleurs d’insertion/extraction. Ces outils seront alors utilisés pour guider les travaux expérimentaux des 3 autres sous-tâches.

Phases du projet
- 2005-2006 : Phase d’évaluation (Convention CNES n°O5/CNES/2255/00-DCT 094)
- 2006-2010 : Phase de développement (action de R&T R-S06/LN-0001-004 - Convention CNES n° 60281/00)
- 2009-2010 : OEO : résonateurs et matériaux (action complémentaire de R&T R-S09/LN-0001-004/DA - Convention CNES n° 103653/00)
- 2011-2014 : Phase de démonstration de la performance (action de R&T : R-S10/LN-0001-004 / DA : 10076201)

Résultats majeurs


Dans le cadre de la thèse de Stéphane TREBAOL, nous avons développé une méthode hybride spectrale/temporelle de mesure de grands facteurs de qualité et de gains et avons étudié théoriquement et expérimentalement la dispersion induite par couplage de résonateurs actifs.

Résultats majeurs


Sélection de publications réalisées dans le cadre de l’action R-S06/LN-0001-004 :
- JOSA-B 25(12) 2073-2080 (2008) [hal-00366236]
- Phys. Rev. A 78 013818 (2008) [hal-00352362]
- Phys. Rev. A 79 013832 (2009) [hal-00474697]
- C.R. Physique 10 964-979 (2009) [hal-00474733]
- IEEE Photon. Technol. Lett. 22 559-561 (2010) [hal-00474684]

Sélection de publications réalisées dans le cadre de l’action R&T R-S09/LN1-004 :
- Mediterr. J. Electron. Comm. 6(1) 8-17 (2010) [hal-00474736]
- Laser & Photonics Reviews 4 457-482 (2010) [hal-00489454]

Sélection de publications réalisées dans le cadre de l’action R-S10/LN-0001-004 :
Articles de revues :
- Riv. Nuo. Cimento 34(7) 435-488 (2011) [hal-00637767]

Conférences internationales :
- IEEE MIPRO 2011 [hal-00637986]
- ICTON 2011 [hal-00637861]
- SPIE Photonics West 2012, Proc. SPIE 8236 82361W [hal-00637861]
- MINAP 2012 [hal-00828588]

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

CNES (Dr. Gilles Cibiel)CNRS UPR 8001 LAAS (Dr. Olivier Llopis)CNRS UMR 6174 Femto-ST (Dr. Yanne Chembo)CNR-IFN CSMFO Lab (Dr. Maurizio Ferrari)

Coordinateur

CNES (Dr. Gilles Cibiel)
(responsable Foton : Patrice FERON)

Financements

CNES

Voir en ligne : Icone lien website du projet