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Utilisation de boucles à décalage de fréquence électro-optique pour la réalisation d’un lidar cohérent à compression d’impulsion

publié le

Date : à partir du 1er octobre 2021 - Financement acquis (ANR)

Contexte du projet :

Ce travail de thèse s’insère dans le cadre du projet ANR COCOA (Lidar cohérent à compression d’impulsion analogique tout-optique). Ce projet réunit deux partenaires académiques : le LIPhy (Laboratoire Interdisciplinaire de Physique) à Saint Martin d’Hères, et l’Institut FOTON (Fonctions Optiques pour les Technologies de l’information) à Rennes. Un industriel important du secteur de la photonique, Lumibird a par ailleurs apporté son soutien au projet.

Description du sujet :

L’objectif du projet COCOA est de développer de nouvelles architectures de lidar cohérent à compression d’impulsion tout-optique. De telles architectures peuvent être qualifiées d’optimales. Elles combinent en effet de nombreux avantages, à la fois en termes de performances (longue portée grâce à l’utilisation de signaux quasi-continus, résolution sub-centimétrique régie par la largeur spectrale des signaux, possibilité de mesures de phase ou de vitesses, rapport signal sur bruit élevé grâce à la compression d’impulsion), de simplicité (fonctionnement à 1550 nm, pas d’électronique rapide, pas de source laser large-bande), et de flexibilité. Une des architectures envisagées, qui sera développée au LIPhy, est une double boucle à décalage de fréquence utilisant des décaleurs de fréquence électro-optiques (ou single sideband Mach Zehnder modulators). L’application à la télémétrie de ce système doit permettre d’obtenir des résolutions spatiales très facilement ajustables, depuis le cm jusqu’à la centaine de µm.
Ce travail de thèse pourra également permettre de mettre en évidence de nouvelles applications des boucles à décalage de fréquence pour la métrologie, ou le traitement de l’information.

Mots clés :

Télémétrie, Lidar cohérent, Peignes de fréquences, Interférométrie multi-hétérodyne (dual-comb), Compression d’impulsion, Filtrage adapté, Transformée de Hilbert.

Travail de thèse et compétences requises :

Le travail de thèse est avant tout expérimental. Il s’agit de réaliser et de caractériser une double boucle fibrée à décalage de fréquence électro-optique, puis de l’optimiser afin de réaliser une démonstration de télémétrie Lidar. La thèse comprend également un volet plus théorique (modélisation et simulations numériques) visant à comprendre les limites fondamentales du système (résolution, SNR, dynamic range…). Enfin, une interface sera développée sur une plate-forme Labview pour piloter, traiter et mettre en forme les mesures de télémétrie. Nous recherchons donc un candidat (H/F) possédant de solides compétences en optique. Des compétences en traitement du signal, en électronique, en informatique et en télécommunications seront également appréciées.

Contact :

Hugues Guillet de Chatellus, LIPhy (hugues.guilletdechatellus@univ-grenoble-alpes.fr) - 0476514341