OPTOMéCANIQUE DOSSIER de l ’ excitation électrique , une large zone d ’« injection locking » est atteignable .
A partir de là , il est donc possible de construire une boucle de rétroaction électro-opto-mécanique afin de réinjecter dans la cavité optomécanique le signal d ' oscillation retardé , comme nous l ’ avons réalisé dans [ 4 ] ( Figure 2a ). Dans [ 4 ], la boucle est constituée de 210 mètres de fibre optique , ce qui fournit le délai nécessaire à une stabilisation optimale . L ' intensité de la rétroaction est contrôlée par l ' amplitude du signal RF envoyé directement aux électrodes à proximité de l ’ oscillateur optomécanique . Le bruit de phase minimal mesuré avec la boucle de rétroaction atteint une valeur typique de l ’ ordre de -111 dBc / Hz à 100 kHz de la porteuse ( Figure 3 ), soit une largeur de raie de 0,7 Hz . Il s ’ agit d ’ une réduction drastique du bruit de phase par rapport à une architecture en boucle ouverte où un bruit de phase de -82 dBc / Hz ( largeur de raie de 895 Hz ) est mesuré au même décalage par rapport à la porteuse . L ’ utilisation d ’ une longueur de fibre de près de 210 m induit inévitablement des pics parasites à partir d ' un décalage de 917 kHz , correspondant à l ’ intervalle spectral libre de la boucle . Cette dernière agit comme une cavité à Q élevé à cette fréquence de résonance spécifique . Une longueur de fibre plus courte réduirait les améliorations apportées par la stabilisation . A l ’ inverse , une fibre plus longue introduirait des pics parasites à une fréquence plus basse , augmentant ainsi le bruit proche porteuse . Par conséquent , le choix de la longueur de la fibre est un compromis entre ces deux considérations .
Il est important de noter que ces développements éliminent la nécessité d ' un modulateur électro-optique externe encombrant sur le chemin optique pour l ' actionnement de la cavité , ce qui évite la conversion électrique-optique . Nous avons ainsi démontré une diminution de près de 30 dB sans perte optique supplémentaire . Il s ' agit d ' une étape importante vers des oscillateurs optomécaniques entièrement intégrés et un système plus compact .
LES DÉFIS À VENIR ET VISION Néanmoins , pour atteindre les performances des OEO avec des oscillateurs optomécaniques , il est nécessaire d ’ améliorer l ' efficacité de la transduction électromécanique ainsi que de réduire l ’ impact et les perturbations de l ’ environnement sur l ’ oscillateur lui-même . Afin d ’ obtenir un oscillateur optomécanique à très faible bruit de phase , ces exigences doivent également s ’ accompagner de l ’ intégration de la boucle de rétroaction sur puce . Des développements sont en cours pour la mise en place de délai optique et / ou acoustique suffisants pour une grande pureté spectrale . Alors , la stabilisation pourrait être obtenue en mettant en œuvre des boucles optoélectroniques compatibles avec l ' intégration sur puce , exploitant un contrôle optique ou externe du mouvement mécanique . Cette intégration complète sur une unique puce reste actuellement un défi .
Au-delà de l ' oscillateur optomécanique stable , l ' architecture développée , l ' intégration hybride de la plate-forme optomécanique sur le circuit optique SOI avec un contrôle résonnant électrique efficace , doit permettre d ’ ouvrir la voie à des fonctionnalités optiques plus avancées et cascadées pour le traitement du signal ( y compris des détecteurs optiques , des éléments de multiplexage ... sur la même puce ), l ' informatique à réservoir photonique voire même le développement de machines d ' Ising cohérentes .
RÉFÉRENCES
[ 1 ] M . Aspelmeyer , T . J . Kippenberg , and F . Marquardt , Rev . Mod . Phys . 86 , 1391 ( 2014 ) [ 2 ] Michael Metcalfe , Appl . Phys . Rev . 1 , 031105 ( 2014 ) [ 3 ] T . Hao , Y . Liu , J . Tang et al ., Adv . Photonics 2 , 1 ( 2020 ). [ 4 ] R . Horváth , G . Modica , I . Ghorbel et al ., ACS Photonics 10 , 2540 – 2548 ( 2023 )
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