La société britannique Phlux Technology, fabricant de capteurs infrarouges à photodiodes à avalanche (APD), Airbus Defence and Space et l'université de Sheffield se sont lancés dans un projet visant à construire des terminaux satellite pour communications optiques en espace libre (FSOC, Free Space Optical Communications) plus efficaces que ce qui existe aujourd’hui. L’objectif à moyen terme de ce projet financé par l’Agence spatiale européenne (ESA) à hauteur de 500 000 euros est de parvenir à des communications fiables à 2,5 Gbit/s avec des satellites en orbite terrestre basse (LEO) à une longueur d’onde de 1 550 nm. Ces satellites orbitent autour de la Terre à des altitudes allant jusqu'à 2 000 km.

La première phase du projet s’étend jusqu’à la fin septembre 2025, l'objectif à plus long terme étant de produire des liaisons fonctionnant à 10 Gbit/s.

Les photodiodes à avalanche (APD) Noiseless InGaAs de Phlux sont au cœur du projet. Utilisées comme capteurs infrarouges dans les récepteurs FSOC, elles devraient offrir une sensibilité de 6 dBm plus élevée que celles des APD InGaAs traditionnels fonctionnant à 1 550 nm. En conséquence, elles seraient en mesure de détecter des niveaux de signal beaucoup plus faibles, permettant ainsi de développer des liaisons plus rapides et à bande passante plus élevée avec une faible latence. Cela signifie également que des performances adéquates peuvent être maintenues pendant des périodes plus longues, car l'intégrité de la liaison est maintenue sur un angle plus large lorsque le satellite passe au-dessus d’une position donnée sur Terre.

Selon Phlux, l’un des principaux défis techniques liés à la réalisation du FSOC du projet est que les signaux infrarouges utilisés pour transmettre les données sont diffractés lorsqu’ils traversent la troposphère, la couche atmosphérique la plus proche de la Terre. Les variations de la température de l’air, de l’humidité et des turbulences de l’atmosphère provoquent en effet des fluctuations dans l’intensité et l’angle d’incidence du signal infrarouge. Ce problème peut être résolu en développant un APD à grande surface et à haute sensibilité pour produire un récepteur plus large.

A noter que le module de détection résistant aux rayonnements en cours de développement dans le cadre du projet financé par l’ESA a d'autres applications potentielles, notamment la surveillance des débris spatiaux, la détection des gaz à effet de serre et la navigation spatiale.

« Ce projet est une reconnaissance de la valeur de notre technologie APD brevetée développée à l'université de Sheffield, note Ben White, le CEO de Phlux Technology. Avec une amélioration de la sensibilité de plus d’un ordre de grandeur par rapport aux circuits traditionnels, nous proposons le composant permettant de rendre possibles d’autres avancées technologiques. Les liaisons FSOC plus performantes en sont un parfait exemple. »

« La disponibilité de produits APD à 1 550 nm pour les communications optiques avec des sensibilités proches de celles des amplificateurs optiques à faible bruit pour fibres pourrait changer la donne pour le développement de terminaux laser peu onéreux et de stations optiques au sol, ajoute Ludovic Blarre, responsable de la feuille de route des communications optiques d'Airbus Space Systems. Ce sera un coup de pouce pour le développement rapide de la communication optique dans les satellites pour les applications de liaisons directes avec la Terre et les liaisons inter-satellites avec des débits de données inférieurs à 10 Gbit/s. »

Alors que la demande en bande passante dépasse les capacités des systèmes radiofréquences, le marché des FSOC devrait atteindre 4,8 milliards de dollars d'ici à 2031 pour une croissance moyenne de 31,3% par an, selon l'analyste Allied Market Research.

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