Lanterne photonique bifonctionnelle à émission multimodale contrôlée pour liaison optique en espace libre – MultiMoC

Le projet MultiMoc vise à développer un composant d’extrémité de source laser, tout fibré, dont la particularité sera d’intégrer à la fois la fonctionnalité d’émission d’un rayonnement au profil multimodal contrôlé et celle d’analyseur du front d’onde émis. Il s’agit d’un composant de type multibrins aminci à la structure inédite, de type « Lanterne Photonique », constitué de multiples fibres monomodes « signal » et « d’analyse » en entrée et d’un guide multimodal en sortie.
Dans ce projet, ce composant est adapté aux télécommunications optiques en espace libre, en ce qu’il permettra de réduire l’impact des turbulences atmosphériques traversées par le signal de liaison. La Lanterne Photonique ajustera les relations de phase du signal émis avec des modulateurs intégrés à ses fibres signal pour piloter l’émission multimodale. Cette opération utilisera la fonction analyse de front d’onde intégrée à ce composant grâce à son réseau de fibres monomodes dites d’analyse. C’est un réseau de neurones qui modélisera cette fonctionnalité de la Lanterne Photonique. Ce modèle prédira à tout instant la structure du champ complexe émis, pour nourrir la boucle d’asservissement qui pilotera cette émission multimodale. Celle-ci sera profilée pour compenser les aberrations produites par les turbulences atmosphériques de la liaison optique et donc augmenter et stabiliser le niveau de signal collecté par le système de réception. Le composant tout fibré du projet MultiMoc se distingue des Lanternes Photoniques actuelles par sa structure inédite et par la double fonctionnalité qu’il assure. Dans le contexte des communications optiques en espace libre, ce composant présente plusieurs avantages : (1) c’est un composant tout fibré, (2) il est adapté à la forte puissance car le guide d’extrémité est multimodal et de large section, pouvant dépasser les 100µm de diamètre, (3) il délivre un rayonnement multimodal structuré, contrôlé en amplitude et phase, adapté à la compensation de perturbations atmosphériques qui induisent des structurations de champ similaires, (4) il est compact et simple à mettre en œuvre car ne nécessite pas de dispositif additionnel d’analyse de phase.
Ce type de composant aux fonctionnalités avancées est original pour l’application visée mais pourrait être également exploité, dans des variantes adaptées, par d’autres applications telles que les sources lasers de puissance (combinaison cohérente de rayonnements lasers pour un fonctionnement en émission) ou bien l’imagerie de phase endoscopique (fonctionnement en réception) par exemple.