Étude de lasers à verrouillage de modes à semiconducteur pour les réseaux de télécommunications à très haut débit PDF Download
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Author: Kamel Merghem
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 151
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Book Description
Ce travail de thèse porte sur l'étude des performances des lasers à base de bâtonnets quantiques en régime de verrouillage de modes passif dans différentes configurations: laser à deux sections (une section de gaine et une section à absorbant saturable) et laser autopulsant constitué d'une seule section de gain. Nous nous intéresserons tout particulièrement au bruit de phase et à la gigue temporelle des impulsions, caractéristiques limitantes pour les applications faible gigue telles que la récupération d'horloge tout-optique ou la génération de porteuses optiques micro-ondes et millimétriques. Une technique de stabilisation optique permettant de réduire cette gigue temporelle est mise en oeuvre dans ces travaux. Nous présentons également la génération d'impulsions sub-picosecondes à des fréquences de répétition supérieures à 300 GHz à l'aide de lasers autopulsants.
Author: Kamel Merghem
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 151
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Book Description
Ce travail de thèse porte sur l'étude des performances des lasers à base de bâtonnets quantiques en régime de verrouillage de modes passif dans différentes configurations: laser à deux sections (une section de gaine et une section à absorbant saturable) et laser autopulsant constitué d'une seule section de gain. Nous nous intéresserons tout particulièrement au bruit de phase et à la gigue temporelle des impulsions, caractéristiques limitantes pour les applications faible gigue telles que la récupération d'horloge tout-optique ou la génération de porteuses optiques micro-ondes et millimétriques. Une technique de stabilisation optique permettant de réduire cette gigue temporelle est mise en oeuvre dans ces travaux. Nous présentons également la génération d'impulsions sub-picosecondes à des fréquences de répétition supérieures à 300 GHz à l'aide de lasers autopulsants.
Author: Frédéric Grillot
Publisher: Editions Universitaires Européennes
ISBN: 9786131521225
Category :
Languages : fr
Pages : 228
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Book Description
Alors que les télécommunications optiques se sont imposées dans les liaisons point à point de très haut débit, leur extension au réseau métropolitain, caractérisé par une grande densité de connexions, est aujourd'hui freinée par le prix élevé des composants. Un des principaux facteurs de coût dans la fabrication des modules optique est lié au besoin de coupler le laser à un isolateur afin de le protéger des réflexions externes. Le but de ce travail a consisté à développer des lasers monomodes DFB (Distributed Feed-Back) faiblement sensibles à la réalimentation optique afin de pouvoir réaliser des transmissions à très haut-débit sans isolateur. Afin de s'affranchir de l'opération de tri, de nouvelles structures DFB à pas variable et fondées sur l'utilisation d'un réseau de Bragg asymétrique ont ensuite été réalisées. Les résultats montrent des performances statiques et dynamiques homogènes sur plaque et au-delà de l'état de l'art. Outre la réduction du prix lié à l'absence d'isolateur et à la suppression de l'opération de tri, les performances obtenues sont particulièrement prometteuses pour le développement des réseaux de télécommunications tout optique.
Author: Catherine Lepers
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 103
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Book Description
Ce mémoire est la synthèse de mes activités de recherche sur la dynamique non linéaire des lasers et sur les composants à fibres et leur intégration dans des réseaux d'accès optiques haut débit. Dans un premier temps, mes travaux de recherches ont porté sur le couplage d'oscillateurs non linéaires et sur la formation de structures spatiales. Des expériences menées sur un système de deux lasers CO2 couplés par absorbant saturable, ont montré que la forte non linéarité de l'absorbant et le caractère parfois impulsionnel des deux lasers donnent naissance à une dynamique de couplage localisé dans le temps. Les études théoriques sur la formation de structures spatiales dans un laser à absorbant saturable ont montré que l'absorbant saturable contrôle la longueur d'onde critique des modes qui se déstabilisent au seuil et que le comportement du laser à absorbant saturable est parfaitement décrit par une équation de Swift-Hohenberg. Dans un deuxième temps, mes activités de recherche se sont intéressées au développement de nouveaux composants dans les fibres pour les réseaux d'accès optiques haut débit. Dans le cadre d'une collaboration IRCICA/Télécom Paris, des fibres à cristal photonique et des réseaux de Bragg superstructurés entrant dans la fabrication de nouveaux composants de télécommunication, ont été caractérisés par la méthode de réflectométrie à faible cohérence. Des expériences ont été menées afin d'évaluer les performances de divers codeurs/décodeurs CDMA temporels tout optiques à réseaux de Bragg fabriqués à l'IRCICA et intégrés en configuration système dans une liaison optique 1Gb/s à Télécom Paris.Actuellement, de nouveaux composants à réseaux de Bragg et une source super continuum à fibre à cristal photonique sont développés pour l'application OCDMA dans le cadre du projet ANR SUPERCODE. En parallèle, de nouvelles architectures de réseaux optiques susceptibles d'amorcer l'évolution des réseaux d'accès optiques statiques actuels vers de futurs réseaux transparents, dynamiques, multiservices et évolutifs sont étudiées.
Author: FABRICE.. MARCHESE
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 145
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CETTE ETUDE PORTE SUR LA REPONSE D'UN LASER FABRY-PEROT A SEMI-CONDUCTEUR A L'INJECTION DE PUISSANCE OPTIQUE. NOUS NOUS ATTACHONS A EN MONTRER LES POTENTIALITES ET A FAIRE RESSORTIR CERTAINES APPLICATIONS SUSCEPTIBLES D'ETRE UTILISEES DANS LES TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES. L'ETUDE COMMENCE PAR UN RAPPEL DES NOTIONS SUR LES SEMI-CONDUCTEURS NECESSAIRES A UNE MODELISATION DU COMPORTEMENT DE CE COMPOSANT. NOUS EN PRESENTONS ENSUITE UNE CARACTERISATION EXPERIMENTALE COMPAREE AVEC LA THEORIE. LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DU PHENOMENE DE VERROUILLAGE ABOUTISSANT A UNE CARACTERISTIQUE ENTREE/SORTIE A DEUX ETATS. LE LASER PEUT DONC ETRE UTILISE EN COMPARATEUR DONT UNE DES FONCTIONS POSSIBLES EST LA REGENERATION DE SIGNAUX LUMINEUX INCIDENTS. DE PLUS, NOUS PRESENTONS UN MODELE THEORIQUE PERMETTANT DE CALCULER LES PLAGES DE VERROUILLAGE. EN TROISIEME LIEU NOUS ETUDIONS L'INJECTION DE DEUX FAISCEAUX OPTIQUES DE LONGUEURS D'ONDE DISTINCTES, SITUEES DANS LE SPECTRE DE GAIN DU LASER. LE COMPORTEMENT RESULTANT PERMET DE REALISER DES TRANSPOSITIONS DE LONGUEURS D'ONDE DE SIGNAUX BINAIRES A HAUTS DEBITS. ENFIN NOUS NOUS INTERESSONS AUX PHENOMENES D'INSTABILITE DU VERROUILLAGE DANS LE BUT DE GENERER DES SIGNAUX HYPERFREQUENCE. LES FREQUENCES PRODUITES VARIENT ENTRE 4 ET 8 GHZ.
Author: Jérémie Renaudier
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 164
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Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'autopulsation à 40 GHz générée par verrouillage de modes passif dans les lasers DBR à semi-conducteurs, et de leur application à la récupération d'horloge tout-optique à 40 Gbit/s. Un modèle théorique a montré que le blocage de modes passif dans ces lasers est engendré par mélange à quatre ondes et génère une corrélation des bruits de phase des modes du laser. La signature expérimentale de l'autopulsation est alors la réduction de largeur spectrale du spectre lorentzien du photocourant. L'importance du mélange à quatre ondes a ensuite guidé les démarches de conception de ces composants, et les lasers DBR autopulsants réalisés ont permis l'étude expérimentale du blocage de modes passif, à travers la mesure d'une relation de phase fixe entre modes et la démonstration de la corrélation de leurs bruits de phase. Par la suite, la caractérisation de lasers à boîtes quantiques, développés au III-V Lab, a montré leur potentiel à générer des signaux autopulsants de haute pureté spectrale, avec des largeurs spectrales proches du kHz. Enfin, l'étude de la synchronisation externe du laser autopulsant a montré le rôle clé de la largeur spectrale et l’intérêt des lasers à boîtes quantiques pour les applications telles que la récupération d'horloge tout-optique ou la génération de porteuses optiques micro-ondes. Ces lasers ont d'ailleurs permis la réalisation d'une récupération d'horloge tout-optique à 40 Gbit/s présentant une fonction de transfert de gigue compatible avec le gabarit de la norme ITU-T G825.1. Ce résultat prometteur permet d'envisager l'utilisation de lasers DBR autopulsants dans une interface de régénération.
Author: Vincent Auroux
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Languages : fr
Pages : 113
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Le développement technologique dans le domaine des télécommunications, ainsi que des systèmes de détection, a accru ces dernières années la nécessité de signaux de référence présentant une très haute pureté spectrale. L'augmentation des débits, la saturation des bandes de fréquence ainsi que les performances imposées pour la détection radar ont ouvert la voie à la génération micro-onde par l'optique. Ces références de fréquence sont souvent issues d'oscillateurs optoélectroniques (OEO). Ces oscillateurs intègrent un élément de stockage de l'énergie au travers de résonateurs ou de longues lignes à retard fibrées afin d'augmenter leur facteur qualité et permettant ainsi d'atteindre des performances supérieures aux signaux multipliés à partir de sources basses fréquences ou directement à partir d'oscillateurs micro-ondes à résonateur diélectrique (DRO). Une topologie originale d'oscillateurs optoélectroniques a été proposée à la fin des années 1990 par une équipe américaine : il s'agit de remplacer le résonateur passif nécessitant un verrouillage du laser sur ce dernier par un résonateur actif, intégrant un amplificateur optique. Ce résonateur actif, un laser à blocage de modes, permet un couplage entre l'oscillation optique du laser et l'oscillation optoélectronique. On parle alors d'oscillateur optoélectronique couplé (COEO). Les performances du COEO sont étroitement liées à la pureté spectrale du signal issu du laser à blocage de modes. Ce travail de thèse traite de l'étude et de l'optimisation de ces systèmes. Une étude approfondie sur le bruit dans les amplificateurs optiques a tout d'abord été menée afin de déterminer quel type d'amplificateur choisir pour le COEO et sous quelles conditions l'amplification optique apporte un bruit de phase minimal. Ensuite, un COEO à 10 GHz a été réalisé, présentant un très faible bruit de phase atteignant - 132 dBc/Hz à 10 kHz de la porteuse. Un modèle a par ailleurs été implémenté, permettant de déterminer a posteriori l'efficacité du couplage et ainsi la bande de verrouillage entre l'oscillation optoélectronique et le laser à blocage de modes. Ce couplage interne dépend fortement de la dynamique du système. Cependant, les différents effets non linéaires qui ont lieu dans l'amplificateur à semiconducteur et les fibres ne permettent pas d'obtenir un modèle analytique. Un modèle itératif a alors été proposé afin d'obtenir les propriétés de l'enveloppe complexe lentement variable du peigne de fréquence généré en sortie du laser dont la photodétection conduit à la puissance RF générée par le COEO. Le COEO génère un peigne de fréquence suffisamment large pour produire des harmoniques RF supérieurs à la fréquence de répétition du laser à blocage de modes, si les modes longitudinaux espacés de plusieurs intervalles spectraux libres (ISL) sont en phase. Le modèle itératif développé permet, à partir des paramètres expérimentaux de déterminer le spectre optique ainsi que la distribution de phase à l'intérieur de celui-ci. Il est possible alors d'augmenter la puissance d'une harmonique en sortie de la photodiode par un ajout d'éléments dispersifs. Cette multiplication de fréquence permet la génération de signaux à haute pureté spectrale en bande millimétrique. Une démonstration expérimentale à 90 GHz a été proposée, basée sur un COEO fonctionnant à 30 GHz. Ces résultats sont prometteurs et une intégration du COEO dans un boîtier thermalisé ainsi qu'une gestion plus fine de la dispersion des fibres peut permettre des améliorations significatives sur le bruit de phase du système.
Author: Jean-Luc Vey
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 208
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Author: Jean-Guy Provost
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Author: Stéphane Ginestar
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Languages : fr
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Book Description
La génération de signaux microondes, millimétriques, voire THz par voie optique est actuellement une solution technique privilégiée pour la réalisation de systèmes de (télé)communications mobiles haut débit mais encore, les réseaux de distribution d'oscillateurs locaux et de signaux d'observation ou de radar intrasatellitaires, la distribution de signaux vidéo, la communication automobile, les systèmes de visualisation THz pour la sécurité, etc... Nous reportons ici la réalisation et la caractérisation d'une source optique ultra-compacte en matériau semiconducteur permettant de générer deux modes optiques séparés de la fréquence que l'on désire créer au niveau de la photodétection. Cette source prend la forme d'un laser DFB bi-longueur d'onde émettant dans la gamme de longueurs d'onde autour de 1,55μm. Le composant a été fabriqué chez Alcatel-Thales III-VLab à partir d'une technologie propriétaire de laser DFB et dans le cade du projet Européen IPHOBAC. Différents objectifs avaient été fixés pour ce composant: accordabilité de l'écartement intermodal jusque 300 GHz, largeur de raie de l'ordre du MHz et divergence dans le plan horizontal et vertical de 10°. Le premier objectif a été atteint par la réalisation de deux lasers DFB dont l'écart de pas de réseau est différent de 0,3nm et par la variation des courants d'injection de chaque section. Le second a été globalement atteint par l'utilisation d'une structure active à puits quantiques, une nouvelle version du composant utilisant des boites quantiques devrait remplir complètement cet objectif. Le dernier objectif a été partiellement atteint par la conception et l'adjonction d'un adaptateur de mode en sortie de composant, la divergence obtenue est de 10°x17° (HxV). Dans le plan vertical, les 10° de divergence n'ont pas pu être obtenus principalement à cause de la structure du composant et des limitations que l'on s'était imposées sur la longueur totale de celui-ci.
Author: Juan Petit-Ferrufino
Publisher:
ISBN:
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Languages : fr
Pages : 204
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Book Description
Cette étude se situe au niveau de la couche physique d'un système de transmission optique terrestre de type réseau métropolitain. Il s'agit d'y intégrer un composant, le laser modulateur intégrés (Electroabsorption Modulated Laser ou EML) du III-V Lab Alcatel-Thales, un laboratoire industriel de composants optoélectroniques. Et ceci pour en diminuer la complexité par pré-distorsion apportée par la modulation du laser. Les distances de transmission étant limités par des phénomènes physiques intrinsèques aux fibres optiques, le but est de développer un schéma de fonctionnement des EML pouvant dépasser les limites fixées par la dispersion chromatique des fibres et ses effets non-linéaires, principe qui a été démontré avec un laser et un modulateur discret mais jamais avec un composant intégré. La technique est basée sur une pré-compensation de la dispersion chromatique en appliquant une modulation sur le laser de l'EML qui génère la porteuse optique préchirpée qui est ensuite modulée par le modulateur à électro-absorption, raison du nom donné à l'EML : Dual Electroabsorption Modulated Laser ou D-EML. C'est l'axe majeur de recherche car il met en évidence le principe de la compensation de dispersion permettant d'incrémenter les distances de transmission de 80 km à 160 km pour la première fois avec un composant monolithique. Une application Radio-sur-Fibre pour les réseaux d'accès a été explorée, elle est basée sur une modulation duale analogique, permettant l'extinction d'une raie de modulation optique générant ainsi un signal à bande latérale unique Single Side Band. Ce format permet de transporter des signaux I-Q très haut-débit sur des distances de plus de 100 km.
