Exploiter une plateforme de recherche en télécommunications optiques pour souligner la dualité temps/fréquence
Résumé
L’analyse de Fourier [1] tient une place majeure dans l’analyse et la compréhension de nombreux phénomènes de la physique et de l’ingénierie contemporaines. Pourtant les étudiants, qui ont souvent découvert cette notion à travers des travaux numériques ou en cours de mathématiques, ne cernent pas forcément toute la richesse qui peut être tirée de l’analyse conjointe dans les domaines temporels et spectraux, notamment dans le domaine de l’optique [2, 3]. De plus, si une grande attention est souvent accordée aux profils temporels ou spectraux en intensité, la notion de phase est souvent balayée beaucoup rapidement.
Nous avons mis en place dans le cadre de la seconde année du master Physique Lasers et Matériaux de l’Université de Bourgogne une expérience permettant d’insister sur ces notions et de montrer sur un exemple non trivial de modulation de phase périodique, les précautions à prendre dans l’interprétation des différents spectres accessibles expérimentalement. Cette séance de travaux pratiques, rendue possible grâce à l’utilisation de l’infrastructure de recherche (plateforme PICASSO), constitue également une introduction à l’utilisation de matériel standard des télécommunications optiques. Profitant des moyens d’analyse très fins offerts par les dispositifs de recherche, nous pouvons également souligner l’analogie entre les caractéristiques temporelles induites par la dispersion et l’évolution d’une onde sous l’effet de la diffraction. Une dernière phase de ce TP consiste à mettre en œuvre une manipulation en amplitude et phase du spectre du mini-peigne de fréquence induit par la modulation de phase.
Cette séance pratique a permis de clarifier avec nos étudiants certains points comme les propriétés spectrales d’impulsions qui ne sont pas en limite de Fourier ou bien encore la différence entre spectre RF et spectre optique. Pour simuler ce qui se déroule au niveau académique, les comptes-rendus ont fait l’objet d’un processus de reviewing/correction entre les binômes étudiants.