Router des signaux sans aucune réflexion

Une équipe de l'Institut d'électronique et des technologies du numérique, en collaboration avec l'université de Yale (Etats-Unis), a réalisé l'injection d'un signal dans un routeur en éliminant les nombreuses réflexions qui perturbent le fonctionnement d'un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) radio-fréquence ou nanophotonique. Le nouveau dispositif de routage (En informatique, le terme routage désigne le mécanisme par lequel les données d'un équipement...) a l'avantage de supprimer ces échos multiples sans recourir à des composants coûteux (isolateurs).


Lorsque l'on injecte un signal dans un routeur (Un routeur est un élément intermédiaire dans un réseau informatique assurant le...) - l'équipement chargé de distribuer les signaux dans un réseau radio-fréquence ou nanophotonique - une part importante du signal est réfléchie, créant des échos qui mettent en danger le bon fonctionnement du réseau. Aujourd'hui, ce problème est résolu en utilisant des composants onéreux, tels que des isolateurs. Une équipe de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) d'électronique et des technologies du numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information...) (IETR, CNRS/CentraleSupélec/INSA Rennes/Université de Rennes 1/Nantes Université) menée par Philipp del Hougne, en collaboration avec l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Yale (Etats-Unis), a montré qu'il était possible de router des signaux en éliminant toutes les réflexions, sans recourir à des isolateurs. Ces résultats sont publiés dans Science Advances.

Le nouveau dispositif de routage est constitué d'une cavité métallique contenant des structures de formes irrégulières. Quand on y injecte des signaux, les ondes commencent par rebondir de manière chaotique. Mais les chercheurs ont introduit dans cette enceinte une métasurface programmable: une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) comprenant 304 structures (des résonateurs) que l'on peut faire basculer individuellement entre deux états par une commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un...) électronique.

À l'aide de ce dispositif, et en s'appuyant sur une théorie rigoureuse des modes de diffusion sans réflexion, l'équipe a montré que l'on pouvait assurer le routage des signaux tout en supprimant totalement les réflexions par un mécanisme complexe d'interférences destructives dues aux multiples diffusion à l'intérieur de la cavité. Ce système, doté d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de degrés de liberté, peut être reprogrammé pour des fréquences d'opération ou des fonctionnalités de routage différentes.

Ces résultats probants permettent d'envisager de futurs routeurs éliminant toutes réflexions plus efficacement que les solutions actuelles, et à moindre coût. Un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) de prématuration financé par le CNRS, porté par Philipp del Hougne, a été lancé.

Références

Reflectionless programmable signal routers.
Jérôme Sol, Ali Alhulaymi, A. Douglas Stone, Philipp del Hougne.
Science Advances, Vol 9, Issue 4, 25 Jan 2023.
https://doi.org/10.1126/sciadv.adf0323

Article disponible sur les bases d'archives ouvertes HAL et Arxiv