Afin de vérifier le bon comportement du système à des décalages élevés, la longueur d’onde du laser accordable est mesurée à l’aide d’un lambdamètre puis comparée à la longueur d’onde attendue pour le décalage en fréquence utilisé. Cette mesure est répétée à plusieurs reprises en changeant le décalage utilisé.
Le but premier de cette mesure est de vérifier que le système génère bien une fréquence optique respectant l’équation 3.1. Comme le lambdamètre utilisé n’est pas référencé sur la base de temps utilisée par le système (le temps UTC sous environ 1 Hz), la mesure est valide lorsque la calibration du lambdamètre est juste. Les fabricants de lambdamètre donnent souvent l’incertitude associée à une mesure de longueur d’onde. Il est possible que cette incertitude soit plus importante que l’erreur de calibration par rapport à la base de temps utilisée. Le second but de la mesure est de vérifier la robustesse du déroulage de fréquence lorsque la fréquence du battement entre le laser accordable et le peigne de fréquence passe à la fréquence nulle ou à la fréquence de Nyquist. Si des sauts de fréquence impromptus se produisent, la longueur d’onde mesurée au lambdamètre risque de dévier de celle attendue. Tel qu’expliqué précédemment, une faiblesse du système est que lorsqu’un saut se produit, rien ne permet de corriger la situation, excluant bien sûr la recalibration du système.
Sortie du synthétiseur EDFA PM Lambdamètre Figure 5.7 – Montage pour la mesure au lambdamètre. EDFA : Amplifica-
teur à fibre à l’Erbium ; PM : Puissancemètre.
En pratique, la mesure est réalisée à l’aide d’un lambdamètre Burleigh WA-1500. Les para- mètres de ce dernier sont réglés de façon à ce que la longueur d’onde affichée soit celle dans le vide et que l’appareil fasse une moyenne des 10 derniers échantillons. Afin que le niveau de puissance à l’entrée du Burleigh respecte les spécifications (puissance nominale de 2 mW), la sortie du synthétiseur est amplifiée à l’aide d’un EDFA (COPL) et sa puissance est mesurée à l’aide d’un puissancemètre Eigenlight. Un schéma du montage est présenté à la figure5.7. L’utilisation d’un laser à 1530 nm présente un avantage. Comme cette longueur d’onde est située à un des extrêmes du spectre des peignes Menlo, un décalage absolu plus important peut être spécifié par rapport au laser de référence. Ainsi, des mesures de 1530 nm (195.9 THz) à 1585 nm (189.1 THz) sont réalisées.
La mesure est réalisée selon le protocole suivant. D’abord, le laser accordable est verrouillé à un décalage nul par rapport au laser de référence. Le succès du verrouillage peut être vérifié en mesurant le battement direct entre le laser accordable et le laser de référence. Une première mesure au lambdamètre est ensuite effectuée. Cette mesure permet de déterminer la longueur d’onde du laser de référence (1530.3719 nm, ou 195.89516 THz) et sert de point de référence pour les mesures subséquentes. Par la suite, le laser accordable est verrouillé à un décalage de -100 GHz par rapport à la référence. Une nouvelle mesure au lambdamètre est effectuée. Le décalage est ensuite ajusté à -200 GHz, et ainsi de suite, jusqu’à un décalage maximal de -6800 GHz. À chaque décalage, le succès du verrouillage est vérifié en lisant les registres d’état du FPGA avant de prendre la mesure au lambdamètre. À la toute fin, le décalage est ramené à zéro et une dernière mesure est prise. Cette étape permet de vérifier si le laser accordable retourne exactement à la même fréquence que le laser de référence. Cela permet aussi de vérifier si la mesure initiale faite par le Burleigh est reproductible.
Les résultats de la mesure sont présentés à la figure 5.8. Comme le système fonctionne en fréquence, les décalages sont convertis en longueurs d’onde en supposant que la première mesure faite par le lambdamètre est exacte. Cela ramène l’erreur en longueur d’onde à zéro pour le premier point.
La différence entre la longueur attendue et celle donnée par le Burleigh est toujours inférieure à ±0.2 pm (±26 MHz). La précision absolue du Burleigh, telle que donnée par le fabricant pour les conditions d’opération choisies, est de ±0.2 ppm, ou environ ±0.3 pm (±38 MHz) autour de 1530 nm. Par conséquent, il est difficile de déterminer si l’erreur observée est due au système ou au lambdamètre. Il est cependant possible de conclure que la calibration du
1530 1541 1552 1563 1574 1585 Longueur d’onde [nm] −0.2 −0.1 0 0.1 0.2 E rr eu r en lo n g u eu r d ’o n d e [p m ] 195.94 194.54 193.17 191.81 190.47 189.14 Fr´equence [THz] −26 −13 0 13 26 E rr eu r en fr ´eq u en ce [M H z]
Figure 5.8 – Différence entre la longueur d’onde (fréquence) attendue et
la longueur d’onde (fréquence) donnée par le lambdamètre en fonction de la longueur d’onde (fréquence).
lambdamètre est en accord avec le standard de fréquence GPS jusqu’à la précision donnée par le fabricant du lambdamètre. De plus, l’erreur n’augmente pas significativement en s’éloignant du laser de référence, malgré le gain effectif grandissant appliqué à la fréquence du standard GPS.
Il est également possible de conclure qu’aucun saut de fréquence indésirable ne s’est produit durant la mesure. En effet, un saut de fréquence ajoute une erreur d’au moins 100 MHz au décalage spécifié. Cela correspond à environ 0.8 pm autour de 1530 nm. Une telle erreur serait visible à la figure5.8. Une confirmation additionnelle de l’absence de saut est qu’un battement entre le laser accordable et le laser de référence est obtenu en ramenant le décalage à zéro.