DOSSIER
technologie MPLC
de ces opérations avec des propagations libres entre chaque plan, il est possible de synthétiser toute transformation linéaire unitaire entre bases modales, de façon passive, compacte et sans éléments actifs.
Dans sa mise en œuvre typique, le MPLC est intégré sous forme de cavité multi-passe entre deux miroirs( ou plaques de verre), dont l’ un porte le motif de phase. Le faisceau rebondit successivement entre les deux surfaces, chaque réflexion ajoutant une opération de phase et un léger décalage spatial. L’ ensemble forme une structure compacte( quelques centimètres d’ encombrement) facile à intégrer dans une chaîne optique.
Le MPLC peut ainsi être implémenté de manière robuste et compacte, avec des performances optiques très intéressantes: efficacité de conversion modale > 90 %, pertes d’ insertion faibles(< 3 dB sur l’ ensemble de la base), diaphonie faible entre modes spatiaux, et scalabilité jusqu’ à un nombre élevé de modes spatiaux( 45).
RÉSILIENCE DES COMMUNICATIONS FSO GRÂCE À LA DIVERSITÉ SPATIALE L’ un des principaux défis des communications optiques à travers l’ atmosphère est la scintillation, c’ est-à-dire la fluctuation aléatoire de l’ intensité lumineuse reçue. Cette instabilité, provoquée par des variations d’ indice dans les couches turbulentes de l’ air, peut entraîner des chutes brutales de puissance, voire des interruptions temporaires du lien optique.
Ces effets sont particulièrement marqués dans les configurations sol-satellite( uplink) ou sol-sol proche du sol( urbain ou tactique), où la majeure partie du chemin optique traverse des zones de forte turbulence thermique. La turbulence agit comme un canal aléatoire et dynamique, modulant le faisceau en phase et en amplitude de manière imprévisible.
Pour améliorer la résilience du lien sans nécessairement recourir à des systèmes adaptatifs complexes, une solution consiste à explorer plusieurs chemins
Figure 2. Réduction de la scintillation atmosphérique obtenue par la combinaison incohérente de plusieurs modes Hermite-Gauss en liaison montante. La figure montre les distributions statistiques de l’ indice de scintillation( ratio de la variance des fluctuations de puissance sur puissance moyenne). spatiaux simultanément, traversant des canaux atmosphériques décorrélés. Cette approche peut être implémentée à l’ aide de modes spatiaux orthogonaux. La diversité spatiale modale est fondée sur le principe suivant: chaque mode traverse la turbulence différemment, de sorte que leurs fluctuations de puissance ne sont que partiellement corrélées.
En combinant plusieurs de ces modes( de manière incohérente ou faiblement cohérente), on obtient un lissage statistique des variations de puissance en sortie. Ce principe est analogue à la diversité temporelle ou fréquentielle utilisée en radio, mais transposé à la structure spatiale du faisceau optique.
Des travaux expérimentaux récents menés sur une liaison de test atmosphérique ont démontré l’ intérêt de cette approche: en combinant jusqu’ à 10 modes Hermite-Gauss, générés via MPLC, une réduction du spread de scintillation de plus de 7 dB a été observée dans des conditions de turbulence modérée à forte.
LIAISON DESCENDANTE ET RECOMBINAISON MODALE COHÉRENTE Si la diversité spatiale offre un moyen efficace d’ atténuer les effets de scintillation en liaison montante, les liaisons descendantes( du satellite ou d’ un terminal volant vers le sol) présentent un autre défi: celui de recomposer efficacement le signal reçu, souvent altéré par la turbulence, pour en permettre le traitement ou la détection en fibre monomode.
La réception d’ un signal spatialement dispersé, traversant une atmosphère turbulente, conduit en effet à un front d’ onde fortement déformé, difficilement injectable dans une fibre SMF. Pour pallier ce problème, il est possible également d’ exploiter les modes spatiaux en utilisant deux briques optiques complémentaires: un MPLC de décomposition modale et un circuit photonique intégré( PIC) de recombinaison cohérente.
Ce système est conçu pour reprojeter dynamiquement un faisceau incident sur une base complète de modes
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