Etude des non-linearites de gain d'un amplificateur optique a semi-conducteur PDF Download
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Author: Laurent Lablonde
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Author: Laurent Lablonde
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Author: Laurent Lablonde
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Pages : 170
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LES NON-LINEARITES DE GAIN D'UN AMPLIFICATEUR OPTIQUE A SEMI-CONDUCTEURS INTERVIENNENT NEGATIVEMENT OU POSITIVEMENT DANS LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES. NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE L'ETUDE DE CES NON-LINEARITES ET DES CONFIGURATIONS PERMETTANT DE LES REDUIRE OU DE LES EXPLOITER SELON L'ORIENTATION SOUHAITEE. UN SIGNAL D'INTENSITE SATURANTE PEUT ETRE PARTICULIEREMENT DISTORDU A L'AMPLIFICATION LORSQUE SA VARIATION D'INTENSITE EST AU MOINS DU MEME ORDRE DE GRANDEUR QUE LE TEMPS DE VIE DES PORTEURS DE LA ZONE ACTIVE. LA REDUCTION DU CONTRASTE ET LA DERIVE FREQUENTIELLE EN SONT LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES ET AUGMENTENT DE CE FAIT LE TAUX D'ERREURS D'UNE TRANSMISSION NUMERIQUE. LA NOUVELLE TECHNIQUE DE TRANSMISSION D'UN MULTIPLEX DE LONGUEURS D'ONDE EST ELLE AUSSI HANDICAPEE EN RAISON DE LA SATURATION DU GAIN SUR TOUTE LA BANDE PASSANTE. ON PEUT AUGMENTER L'INTENSITE DE SATURATION DU MODULE AMPLIFICATEUR EN REALISANT UNE CONTRE-REACTION OPTIQUE SELECTIVE EN LONGUEUR D'ONDE. LE GAIN EST ALORS STABILISE SUR UNE PLUS LARGE GAMME DE VALEUR D'INTENSITE DU SIGNAL. NOUS AVONS ETUDIE LA STABILISATION DU GAIN OBTENUE PAR UN TEL SYSTEME DANS LE CAS D'UNE INFORMATION NUMERIQUE AVEC UNE CAVITE CONSTITUEE DE RESEAUX PHOTOINSCRITS DANS LES FIBRES D'ACCES. D'AUTRE PART, CES NON-LINEARITES DE GAIN PEUVENT ETRE UTILISEES POUR REALISER DES FONCTIONS OPTIQUES COMME LA CONVERSION DE LONGUEUR D'ONDE PAR SATURATION CROISEE DE GAIN. NOUS PRESENTONS DANS CE TRAVAIL LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET UNE ANALYSE THEORIQUE D'UN NOUVEAU DISPOSITIF QUE NOUS AVONS MIS AU POINT, PERMETTANT DE REGENERER LE CONTRASTE D'UN SIGNAL NUMERIQUE CONVERTI. IL REMET EN VALEUR LES CONVERTISSEURS A SATURATION CROISEE DE GAIN, PLUS SIMPLES ET ROBUSTES QUE LES CONVERTISSEURS INTERFEROMETRIQUES EN COURS D'ETUDE, QUI PEUVENT PAR AILLEURS AUSSI ETRE INTEGRES DANS LE DISPOSITIF PROPOSE
Author: Arash Djalali Vali
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Languages : fr
Pages : 123
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DANS LA CONCEPTION DES FUTURS RESEAUX OPTIQUES DE TELECOMMUNICATIONS, LES NON-LINEARITES DANS LES AMPLIFICATEURS OPTIQUES A SEMI-CONDUCTEURS (AOS) INTERVIENNENT DE MANIERE PARFOIS BENEFIQUE ET SOUVENT NEFASTE. CE TRAVAIL PORTE PRINCIPALEMENT SUR L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DES NON-LINEARITES D'ORIGINE INTER-BANDE DANS LES AOS. IL A ETE INITIALEMENT MOTIVE PAR LA VOLONTE DE CONTROLER OU D'EXPLOITER CES EFFETS. LORS DE L'AMPLIFICATION, UN SIGNAL D'INTENSITE SATURANTE EST FORTEMENT DEGRADE, NOTAMMENT LORSQUE SES VARIATIONS D'INTENSITE INTERVIENNENT A LA MEME ECHELLE DE TEMPS QUE LA DUREE DE VIE DES PORTEURS. LA REDUCTION DE CONTRASTE ET LA DEVIATION EN FREQUENCE (CHIRP) SONT LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE CETTE DEGRADATION QUI SE TRADUIT PAR UNE AUGMENTATION DU TAUX D'ERREURS D'UNE TRANSMISSION NUMERIQUE. CES DEGRADATIONS APPORTEES PAR LES EFFETS NON-LINEAIRES INTER-BANDE ONT PU ETRE QUANTIFIEES PAR DES MESURES EXPERIMENTALES ET DES EVALUATIONS NUMERIQUES. L'INTERET DE CETTE ETUDE EST PAR EXEMPLE DE DETERMINER LES CONDITIONS D'AMPLIFICATION D'IMPULSIONS AVEC UN GAIN QUASI-CONSTANT ET, POURTANT, UN CHIRP QUASI-NUL. CES NON-LINEARITES PEUVENT ETRE PAR AILLEURS UTILISEES POUR REALISER DES FONCTIONS OPTIQUES TELLES QUE LA CONVERSION EN LONGUEUR D'ONDE PAR MODULATION CROISEE DE GAIN OU DE PHASE. LES DEUX CONFIGURATIONS POSSIBLES DE CONVERSION (SIGNAL ET POMPE CO- ET CONTRA-PROPAGATIVE) ONT ETE ETUDIEES, NOTAMMENT DANS LE DOMAINE SPECTRAL. CETTE ETUDE S'APPUIE SUR LE DEVELOPPEMENT DE DEUX MODELES D'AMPLIFICATEURS AOS. LE PREMIER PERMET UNE ANALYSE INTERNE, ET DONC PLUS DIRECTE DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT. PUIS, SUR CETTE BASE, UN CERTAIN NOMBRE DE SIMPLIFICATIONS ONT ETE APPORTEES, DE MANIERE A PRESENTER UN TEMPS DE CALCUL PLUS RAPIDE ET DE PERMETTRE UNE ETUDE DU COMPORTEMENT EFFECTIF DE L'AOS. SA MANIABILITE PERMET D'EFFECTUER DES SIMULATIONS DE TYPE SYSTEME, ET DANS DES CONDITIONS PROCHES DE L'EXPERIENCE.
Author: Mohammad Amaya
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Languages : fr
Pages : 194
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L'amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA) est un composant attractif pour les futurs réseaux de télécommunications tout-optiques multicolores métropolitains. Ce travail présente une étude théorique et expérimentale des performances statiques et dynamiques d'un SOA, lors de l'injection optique à la transparence du gain dans sa zone active dans l'objectif d'établir les effets intéressants de cette technique. Nos travaux ont montrée que la pompe optique apporte une amélioration importante en terme de la puissance de saturation de sortie, de la durée de vie des porteurs et du temps de récupération du gain du soa, sur une grande plage de longueurs d'onde et de puissances du signal d'entrée, sans sacrifier le niveau du gain non saturé ni dégrader le facteur de bruit (NF). Nos résultats théoriques et expérimentaux ont montré que l'injection de la pompe optique en sens contra-propagatif par rapport au signal incident est plus efficace que l'injection en sens co-propagatif. Nous avons employé la pompe optique dans un système de transmission multicanaux (WDM) à base de SOA afin de réduire la diaphonie entre les signaux optiques transmis, due aux effets de la modulation croisée du gain (XGM), et d'améliorer ainsi le taux d'erreurs binaires (TEB). Enfin, l'étude présentée a également permis de développer un outil de simulation qui donne des résultats en accord avec ceux obtenus par mesures.
Author: Ali Hamie
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Languages : fr
Pages : 160
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Ce travail a été consacré à l'étude théorique et expérimentale de l'association de deux amplificateurs optiques à semi-conducteur (SOA) associés en cascade en topologie contra-propagative. Il a été mené avec pour objectif d'exploiter le phénomène de la modulation croisée du gain (XGM) pour réaliser de nouvelles fonctions tout-optiques pour les systèmes de communications optiques. Dans un premier temps, les caractéristiques statiques théoriques et expérimentales de la configuration proposée ont montré la possiblité de renforcer significativement la non-linéraité des gains des deux SOA utilisés et d'obtenir une variation positive ou négative pour les gains en fonction de la puissance d'entrée. Ainsi, on peut bénéficier d'un taux d'extinction important pour une petite variation de la puissante incidente. Cette propriété aux sorties des SOA peut être exploité pour assurer la régénération. De plus, cette étude a permis de cerner les paramètres de la configuration permettant d'optimiser ce taux d'extinction, en particulier les longueurs et les gains petit-signal respectifs des deux SOA. Dans un second temps, la caractérisation dynamique de la configuration a montré l'influence importante de la saturation du gain sur les réponses fréquentielles et temporelles aux sorties des deux SOA. L'évaluation du débit accessible avec une telle structure a révélé sa dépendance vis à vis de la distance d'interconnexion qui peut être réduite en intégrant la structure. Enfin, nous vons réalisé plusieurs fonctions tout-optiques avec la configuration étudiée telle que l'interrupteur tout-optique, la fonction logique NON-OU, la fonction de conversion en longueur d'onde directe et/ou inverse ainsi que la fonction logique OU.
Author: Reynald Boula-Picard
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Languages : fr
Pages : 215
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L'évolution des composants optoélectroniques et en particulier leur montée en fréquence permet d'envisager aujourd'hui l'utilisation de liaisons optiques pour des applications analogiques. La complexité des systèmes envisagés a une incidence non négligeable sur le bilan de la liaison et notamment les pertes d'insertion. L'utilisation d'amplificateurs optiques à semiconducteur peut améliorer le gain de liaison. Nous présentons l'étude théorique et expérimentale de l'utilisation de ce type d'amplificateur dans une liaison opto-hyperfréquence.Les caractéristiques statiques et dynamiques d'une liaison simple sont présentées. L'analyse de la liaison optique amplifiée mettra en évidence l'influence du phénomène de compression de gain optique de l'amplificateur sur les performances système de la liaison. Cette propriété sera mise à profit pour réaliser une fonction de traitement optique du signal : le mélange tout-optique de signaux hyperfréquences.
Author: Sarah Huygue
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Languages : fr
Pages : 236
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Ces travaux de thèse décrivent le développement et la mise en œuvre d'un protocole expérimental pour estimer la fiabilité d'une technologie "bulk" d'amplificateur optique à semiconducteur (AOS) 1,55æm de couche active InGaAsP épitaxiée sur substrat InP. Il est basé sur l'analyse des paramètres électriques et optiques (puissance optique, pseudo-courant de seuil, gain, figure de bruit, puissance de saturation, ) suivis lors de différents tests de vieillissement sous différents facteurs d'accélération (courant-température). Ces études expérimentales, confortées par des simulations physiques 2D par éléments finis en introduisant un grand nombre de paramètres physiques extraits de caractérisations expérimentales, ont permis de mettre en évidence trois signatures de défaillance distinctes. Une première prédiction de distribution des durées de vie d'un AOS est également proposée à partir d'une approche statistique basée sur la méthode Monte-Carlo appliquée dans le cadre d'une faible population de composants et d'une faible dérive des paramètres.
Author: PIERRE.. DOUSSIERE
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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST LA DETERMINATION DU PARAMETRE D'EMISSION SPONTANEE DANS UN AMPLIFICATEUR A ONDE QUASI-PROGRESSIVE A SEMICONDUCTEUR INGAASP DONT LE MAXIMUM DE GAIN EST CENTRE A 1,5 M. UNE METHODE EST PROPOSEE BASEE SUR LA MESURE DU BRUIT DE BATTEMENT ENTRE UN SIGNAL COHERENT AMPLIFIE ET L'EMISSION SPONTANEE DANS LE BARITE DU SIGNAL
Author: VIRGINIE.. ALLOUCHE
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Languages : fr
Pages : 181
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CETTE THESE S'INSCRIT DANS LE CADRE DES TRANSMISSIONS LONGUES DISTANCES A FIBRE ET AMPLIFICATEURS OPTIQUES. APRES UNE PRESENTATION GENERALE DE L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE A FIBRE DOPEE ERBIUM (AO) DANS LA PREMIERE PARTIE, L'EXPOSE EST CONSACRE A L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'AMPLIFICATEUR (DEUXIEME PARTIE). DEUX MODELISATIONS (ANALYTIQUE ET NUMERIQUE) DE L'AO SONT PRESENTEES ET VALIDEES PAR COMPARAISON A DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. LA MODELISATION NUMERIQUE EST MISE A PROFIT POUR OPTIMISER LES PARAMETRES D'UN AO EXPERIMENTAL FORT GAIN ( 25 DB A PETIT SIGNAL). DEUX BANCS DE MESURE DU COEFFICIENT D'EXCES DE BRUIT D'UN AO ONT ETE MIS AU POINT: UN BANC OPTIQUE ET UN BANC ELECTRIQUE. LA METHODE ELECTRIQUE A CONDUIT A LA DETERMINATION DES DIFFERENTES CONTRIBUTIONS DE BRUIT (BATTEMENTS SIGNAL-SPONTANEE ET SPONTANEE-SPONTANEE) AU BRUIT TOTAL. UNE ESTIMATION QUANTITATIVE DE LA DISPERSION MODALE DE POLARISATION D'UN AMPLIFICATEUR EST FAITE A L'AIDE D'UN MONTAGE EXPERIMENTAL RAPIDE A REALISER. L'EVOLUTION DE LA ZONE D'AUTO-FILTRAGE EN FONCTION DE L'ATTENUATION ENTRE DEUX AO CONSECUTIFS EST EGALEMENT ETUDIEE DE MANIERE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE. UN LOGICIEL DE SIMULATION D'UN SYSTEME DE TRANSMISSION OPTIQUE COMPLET EST PRESENTE DANS LA TROISIEME PARTIE. IL INCLUE LA MODELISATION NUMERIQUE DE L'AO PRECEDEMMENT CITEE ET UNE MODELISATION DE LA PROPAGATION DANS LES FIBRES OPTIQUES MONOMODALES EN PRESENCE DE DISPERSION CHROMATIQUE, DE NON LINEARITE (EFFET KERR) ET D'ABSORPTION. CE LOGICIEL COMPREND NOTAMMENT UN MODULE D'ANALYSE DE RESULTATS TRES COMPLET: TRACES DES FORMES TEMPORELLES ET SPECTRALES DES IMPULSIONS, DIAGRAMME DE L'IL, EVALUATION DU FACTEUR DE QUALITE Q LE LOGICIEL EST UTILISE POUR APPROFONDIR UNE ETUDE EXPERIMENTALE LIEE A L'EVOLUTION DU BRUIT ELECTRIQUE EN FONCTION DE LA DISTANCE. LA DERNIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE DE L'EFFET RAYLEIGH. ON S'EST ATTACHE, TOUT D'ABORD, A CARACTERISER QUALITATIVEMENT ET QUANTITATIVEMENT LES EFFETS RAYLEIGH SIMPLE ET DOUBLE DANS LA FIBRE OPTIQUE SILICE (PASSIVE). CETTE ETUDE EST ENSUITE POURSUIVIE AU NIVEAU DE LA FIBRE DOPEE ERBIUM SEULE ET SOUS LA FORME D'UN MODULE D'AO. L'EFFET RAYLEIGH EST CARACTERISE POUR DIFFERENTES CONCENTRATIONS EN DOPANT ERBIUM. LES EVOLUTIONS DES EFFETS RAYLEIGH SIMPLE ET DOUBLE SONT DETERMINEES EN FONCTION DU GAIN ET COMPAREES AUX RESULTATS OBTENUS PAR MODELISATION. DES OBSERVATIONS DE L'EFFET RAYLEIGH SUR DES LIAISONS DE PLUSIEURS MILLIERS DE KILOMETRES SONT ILLUSTREES PAR DES MESURES EXPERIMENTALES ET UN CALCUL THEORIQUE. LE LOGICIEL DE SIMULATION EST FINALEMENT MIS A PROFIT POUR ESTIMER L'INFLUENCE DE L'EFFET RAYLEIGH SUR LES PERFORMANCES DE LIAISONS LONGUES
Author: Mikael Guégan
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Languages : fr
Pages : 283
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Ce travail est consacré à l'étude théorique et expérimentale des Amplificateurs Optiques à Semi-Conducteur multiélectrodes et tout particulièrement à leurs propriétés en émission et en réception. Il en ressort que ces composants, utilisés en tant qu'émetteurs/récepteurs, présentent des perspectives prometteuses puisque la longueur et le courant de polarisation de leurs électrodes peuvent être optimisés en fonction des spécifications requises. Cette étude montre également que seule une configuration multiélectrode autorise, grâce au suivi quasi-longitudinal de l'évolution de la densité de porteurs, la visualisation des phénomènes non-linéaires très localisés se déroulant dans la cavité. Leur analyse montre leur dépendance vis-à-vis de la modulation croisée du gain et de l'Émission Spontanée Amplifiée (ÉSA). Les informations recueillies par la photodétection sont précieuses pour renforcer la connaissance du composant. À l'issue de cette étude, sont proposées trois applications de type système exploitant les potentialités en photodétection des AOSC multiélectrodes. Leur intérêt réside en ce qu'elles peuvent s'effectuer en ligne, sans coupure ni prélèvement du signal de sortie, tout en bénéficiant de l'aspect multifonctionnel du composant. La première partie de ce mémoire présente l'AOSC ainsi que sa modélisation sous la forme d'un circuit électrique équivalent. La seconde partie est consacrée à l'étude du comportement en photodétection et en modulation des AOSC multiélectrodes. Dans la dernière partie sont décrites les trois applications proposées, réalisant la photodétection sélective en longueur d'onde, la photodétection simultanée en communication bidirectionnelle et la supervision de la sortie optique par la photodétection.
