oscillateur extrêmement stable à référence photonique

Kemal Şafak, Erwin Cano Vargas, Anan Dai, Marvin Edelmann, Florian Emaury, Karolis Balskus, Benjamin Rudin, Philip Battle, Tony D. Roberts, Bradley Slezak, Todd Hawthorne et Franz X. Kärtner

Abstrait

Grâce à leur faible bruit de phase aux hautes fréquences porteuses, les oscillateurs micro-ondes photoniques voient leurs applications s'étendre sans cesse, notamment au traitement numérique du signal, aux télécommunications, à la radioastronomie et aux systèmes radar et lidar. Actuellement, les oscillateurs photoniques les plus silencieux reposent sur des peignes de fréquences optiques classiques à boucles de stabilisation multiples, intégrant des composants µm sous vide de grande taille et des configurations optoélectroniques complexes. De ce fait, les systèmes qui en résultent sont non seulement difficiles à exploiter, mais aussi coûteux à entretenir. Nous présentons ici une solution nettement plus simple : l'oscillateur extrêmement stable à référence photonique (PRESTO). PRESTO ne nécessite que trois composants clés : un laser femtoseconde, un élément à retard à fibre optique et unctode synchronisation d'impulsions. Le signal micro-ondes généré à 10 GHz présente des niveaux de bruit de phase de −125, −145 et <−160 dBc/Hz à 1, 10 et >100 kHz, respectivement, avec une gigue temporelle intégrée de seulement 2 fs RMS sur la bande [100 Hz–1 MHz]. Cette approche constitue une solution fiable pour simplifier et miniaturiser les oscillateurs photoniques tout en garantissant des performances élevées.