Brevet FR2642533A1 — publié le 19900803

PROCEDE DE GENERATION DE SIGNAUX HF STABLES ET AJUSTABLES EN FREQUENCE UTILISANT LA DIFFUSION BRILLOUIN STIMULEE OPTIQUE La présente invention concerne un procédé de génération de signaux Hyper-Fréquence (HF) stables et ajustables en fréquence, utilisant la diffusion Brillouin stimulée On sait produire des signaux HF par battement de deux faisceaux LASER de fréquences différentes, de puissance comparable, sur un détecteur rapide, souvent une photodiode. Cette utilisation de porteuses optiques permet la réalisation simple de retards ou de déphasages, indispensables à la production des signaux RADAR des antennes à balayage électronique, mais très difficile à obtenir en HF Les deux faisceaux LASER peuvent soit provenir de sources distinctes, soit d'une seule. Dans ce cas, on peut par exemple envoyer un faisceau dans une cellule de Bragg, dans laquelle se propage une onde acoustique de fréquence #a (typiquement 1 GHz) .Le signal HF est alors obtenu en faisant battre les faisceaux diffractés selon les ordres 0 (de fréquence uL identique à celle de la source LASER) et 1 (de fréquence VL wa ) La stabilité de la fréquence #HF de la source HF est alors essentiellement celle de l'onde acoustique (VHF = Vt - (')L I) = Va ), et un tel dispositif devient très délicat de mise en oeuvre aux très hautes fréquences(#HF > 10 GHZ) . Le procédé selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. II consiste en effet en l'utilisation d'un dispositif interférentiel dans lequel battent deux faisceaux optiques issus d'une même source (1), séparés en (2), et dont l'un s'est préalablement réfléchi dans un milieu non-linéaire (3) par rétro-diffusion Brillouin stimulée , avec un décalage en fréquence #B. .La production d'un signal HF est alors assurée par la détection en (4) de ces battements, et son amplification éventuelle On sait que les lois de conservation de l'énergie et de l'impulsion imposent dans un processus de rétrodiffusion Brillouin stimulée la fréquence de l'onde rétrodiffusée #R = #L - #B , où #B = (2ncs/(C+ncs)) #L où, #L est la fréquence de pompe (ici celle du LASER (1)F), sR celle de l'onde rétrodiffusée, c la célérité de la lumière, cs la vitesse du son dans le matériau et n son indice de réfraction . II vient donc dans le procédé selon l'invention: #HF = #L - #R = #B = (2ncs/(c+ncs)) #L. On voit que, d'une part, #HF est proportionnelà #L - et donc ajustable si vL l'est, ou modulé comme D'autre part,tous les autres paramètres en cause étant des propriétés intrinsèques du matériau choisi la définition de ')HF est aussi stable que celle de #L, la stabilité en fréquence des LASERs connus pouvant être remarquable ##HF /#HF = ##L/#L. Selon un mode particulier de réalisation, la source (1) peut être un LASER à Argon ionisé émettant à 514,5 nm ; la séparatrice (2) une lame semi-réfléchissante choisie pour équilibrer la puissance des deux faisceaux sur le détecteur; le milieu non-linéaire (3) peut être constitué d'une fibre optique unimodale (5) à coeur de silice d'un diamètre de quelques micromètres et d'un dispositif de couplage, par exemple un objectif de microscope (6); les faisceaux direct et rétrodiffusé peuvent être amenés sur le détecteur (4) (une photodiode) par des fibres optiques (7) . Le faisceau rétrodiffusé étant conjugué en phase de celui provenant de la source (1), on peut prévoir un dispositif d'isolation (8) de celle, constitué par exemple d'un polariseur et d'un rotateur de Faraday. Un déphaseur (9) peut être prévu sur l'une des voies. Il vient dans ce cas: #HF = 34 GHz (bande Ka). Si la source (1)émet dans la gamme des 1,5 m, l'émission HF se fait en bande X; la plupart des fréquences utilisées par les émetteurs RADAR sont accessibles par le procédé selon l'invention. La figure 1 schématise le principe du procédé de l'invention La figure 2 représente le mode particulier de réalisation décrit. Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté à la production de signaux HF déphasés ou retardés, à l'usage des RADAR à balayage électronique ; il est remarquable par son intégrabilité. REVENDICATIONS 1) Procédé de génération de signaux FIyperFréquence ( HF) par battement sur un détecteur (4) de deux faisceaux optiques issus d'une même source (1), caractérisé en ce que l'un des faisceaux a préalablement subi un décalage en fréquence par rétrodiffusion Brillouin stimulée dans un milieu non-linéaire (3). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source (1) est un LASER 3) Procédé selon l'une des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que l'accord en fréquence des signaux HF est rendu possible par l'emploi d'une source (1) accordable en fréquence 4) Procédé selon l'une des revendication I à 3 , caractérisé en ce que la stabilisation en fréquence des signaux HF est rendue possible par l'emploi d'une source (1) stabilisée en fréquence. 5) Procédé selon l'une des revendications là 4, caractérisé en ce que la modulation en fréquence ou en phase des signaux HF est rendue possible par l'emploi d'une source (1) modulée en fréquence ou en phase. 6) Procédé selon l'une des revendications 1à 5 caractérisé en ce que la modulation en amplitude des signaux HF est rendue possible par la modulation en amplitude de la source (1) ou due l'un des faisceaux optiques 7) Procédé selon l'une des revendications là 6 , caractérisé en ce que la source (1) est une diode LASER 8) Procédé selon l'une des revendications 1à 7, caractérisé en ce que le milieu non-linéaire (3) est constitué d'une fibre optique. 9) Procédé selon l'une des revendications 1à 8, caractérisé en ce que le milieu non-linéaire (3) est constitué d'une fibre optique unimodale.