Conception, theoretical study and realisation of an intensity-frequency optoelectronic converter with an operational amplifier and power mosfets
Conception, étude théorique et réalisation d'un convertisseur intensité-fréquence optoélectronique à amplificateur opérationnel et MOSFETs de puissance
Résumé
The present work originates in the experimental and theorical study of the external modulation of a laser beam by electrooptical materials, in the Senarmont arrangement ; the aim is to contribute to the development of the optical telecommunications. A phase modulated laser beam is transported at a certain distance where it is transformed into an amplitude modulation. It is thus necessary to conceive, to realise and to test an electronic device able to detect the transmitted information, but in a form immediately useful in digital systems. The device imagined transforms the amplitude modulation of the light beam into an electronic frequency (Converter of Intensity to Frequency :CIF), with the care not only to avoid any increase of noise but in the contrary to decrease it. By its basic conception, the device is able to be connected directly to a microprocessor, part of a more complex system. Our work presents the association of the photodetection to the optoelectronic integration, accompanied by three realisations ; The theoretical principles have been confirmed by the experimental results relative to linearity, dynamical range, noise characteristics and the improvsement of the SNR. The advantage of the PLL type as detector was emphasised. The possible applications of a CIF concern in general systems in which the noise is high in low frequencies, in systems in which the optical signal incident power is very weak, when the interest is focused on the integration of the optical pulses, or finally in the case of the production of active electronic devices
Le présent travail trouve son origine dans la mise en place théorique et expérimentale des études de modulation externe de la lumière d'un faisceau laser par des matériaux électrooptiques (montage Senarmont), visant à contribuer au développement des communications optiques. Un faisceau laser modulé en phase est transporté à une certaine distance au bout de laquelle cette modulation est transformée en modulation d'amplitude du faisceau lumineux. Il importait donc de concevoir, de réaliser et de tester un ensemble électronique permettant de saisir l'information ainsi transmise, mais sous une forme immédiatement exploitable dans des systèmes digitaux. Le moyen imaginé consiste à transformer la porteuse et la modulation d'intensité lumineuse en une fréquence électronique (convertisseur intensité fréquence : CIF), mais en ayant le souci non seulement de ne pas augmenter le bruit, mais au contraire de le diminuer. De par sa conception, notre système est immédiatement utilisable comme entrée d'un microprocesseur pouvant faire partie d'un ensemble plus complexe. En résume, on peut dire que dans le présent travail nous avons examiné le procédé de photodétection associée à l'intégration optoélectronique, accompagnée par la réalisation de trois systèmes qui la mettent en pratique. Les principes théoriques sont confirmés par les résultats obtenus concernant la linéarité, la région dynamique, les caractéristiques du bruit et l'amélioration du rapport SNR. Il faut ajouter qu'on peut réussir une amélioration plus importante du rapport SNR en développant le procédé de traitement de fréquence vers des systèmes du type PLL. L'avantage de la PLL comme détecteur de fréquence, réside dans le fait que le seuil de détection (démodulation) baisse d'environ 3 Db. Une autre possibilité pour la détection de fréquence, est la connexion du CIF à un micro-ordinateur ou micro-processeur assurant la commande des caractéristiques du système. Les applications possibles d'un CIF concernent en général les systèmes dans lesquels le bruit aux basses fréquences est élevé, ou dans lesquels la puissance incidente du signal optique est très petite, ou quand l'intérêt réside sur l'intégration des pulsations optiques, ou enfin dans le cas de production de composants électroniques actifs
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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