J. Vasseur, M. Hanna, J. Dudley and J.-P. Goedgebuer

GTL-CNRS Telecom 2-3, rue Marconi

57070 Metz

25 Octobre 2004

Plan

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Motivation

Réseaux de télécommunications de demain

systèmes de communications à haut débit

systèmes peu coûteux

Objectifs

Applications

conversion photonique analogique-numérique

CDMA optique bidimensionnel temps-fréquence

créer une source facilement réalisable

générer des trains d’impulsions multi-longueurs d’onde autour de 1550 nm

Laser à fibre multi-couleur

Principe

Deux opérations de base à réaliser

géneration d’impulsionspar verrouillage

actif de modes

sélection de longueur d’onde par filtrage

accordableUtilisation d’un composant-clé

interféromètre de Mach-Zehnder déséquilibré (IMZD)

insertion dans un laser à fibre dopée erbium

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

IMZD: domaine temporel

Eout Ein

V(t) : forme sinusoïdale

Structure: différence de chemin optique variable

Pour une longueur d’onde donnée, modulation d’intensité temporelle

V

tVItI

)(cos1

2)( 0

intensité optique I(t)1/fm

temps

T

fréquence de modulation fm

Verrouillage actif et harmonique de modes

NfmN entier

distance entre deux modes longitudinaux successifs

V: tension demie-onde

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

Eout Ein

Structure: différence de chemin optique fixée non nulle

L1

L2

L=L1-L2

Filtrage de la fréquence optique

T

longueurd’onde optique

ISL Intervalle Spectral Libre

Maxima

= 1550nm

ISL = 60nm

L = 40mISL/2

LISL

20

k

Lk

max

(k entier)

Filtrage

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

IMZD: domaine spectral

Accordabilité via la tension appliquée

gain EDFA

Filtre

longueur d’onde optique

Evolution du maximum de la fonction de transfert du IMZD

tft m

2sin1)(0

0max0

0

4cV

Vcc

Vcc=amplitude crête-à-crête de modulation

00 c

L c0: vitesse de la lumière

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

IMZD: domaine temps-fréquence

Montage expérimental

IMZD

EDFA

C: coupleur de sortie

CP: contrôleur de polarisation

EDFA: amplificateur à fibre dopée erbium à gain plat

CP

C

sortie laser

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

Résultats expérimentauxP

uis

san

ce o

pti

qu

e (u

.a.)

Temps (ps) Longueur d’onde (nm)

1 2 3

Pu

issa

nce

op

tiq

ue

(dB

m)

Paramètres: fm = 3.8 GHz

= 1.9 10-15 s

Génération de 3 trains d’impulsions à 3 couleurs

MAIS pas de contrôle précis en temps et en fréquence des impulsions émises

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

Modifications du montage

IMZD

EDFA

CP

C

sortie laser

CAO

FMZ

MP

CP

Contrôle en temps des impulsions

Contrôle des longueurs d’onde émisesModulateur de phase (MP)

Filtre Mach-Zehnder (FMZ) + commutateur de fréquence acousto-optique (CAO)

IMZD

EDFA

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

RésultatsP

uis

san

ce o

pti

qu

e (u

.a.)

Temps (ps) Longueur d’onde (nm)

1 2 3

Pu

issa

nce

op

tiq

ue

(dB

m)

le MP est modulé à fPM, une harmonique de fm

fm = 1.34 GHz

fPM = 7*fm = 9.4 GHz

= 1.2 10-15 s

le FMZ est un filtre périodique de période FMZ = 5.8 nm

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

Spectrogrammel’insertion d’un MP impose une GRILLE TEMPORELLE

l’insertion d’un FMZ impose une GRILLE SPECTRALELo

ngue

ur d

’ond

e op

tique

(nm

)

Temps (ps)

1/fPM

FMZ

courbe théorique

points expérimentaux

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur

Conclusion et travail futur

Réalisation d’un laser à fibre dopée erbium à verrouillage actif de modes générant des trains d’impulsions multi-longueurs d’onde alternés

Contrôle des impulsions émises en imposant une grille temps-fréquence

Perspectives

stabiliser les impulsions

accroître le nombre de trains d’impulsions

accroître le nombre de longueurs d’onde

Motivation

Principe

Opération multi-longueur d’onde

Contrôle de l’émission laser

Travail futur

Laser à fibre multi-couleur