Traitement ultrarapide de signaux optiques par effets non-linéaires quadratiques : échantillonnage optique et commutation spatiale par effet soliton

Ultrafast processing of optical signals using quadratic non-linear effects : optical sampling and all-optical switching via spatial soliton propagation

• Auteur / Autrice : Christos Simos
• Direction : Jacques Marcou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Systèmes électroniques et photoniques
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dispositifs optoélectroniques

Solitons

Mots clés libres

Echantillonnage optique

Traitement tout-optique

Commutation optique

Comparateur optique

Adressage optique

Résumé

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'étude expérimentale des effets quadratiques et la mise à profit pour la réalisation des fonctions tout-optiques ultra-rapides, telles que l'échantillonnage optique à très haute résolution temporelle, la commutation spatiale, le routage et le démultiplexage en longeur d'onde. La première partie de travaux porte sur la réalisation d'un échantillonneur tout-optique basé sur un processus de somme des fréquences type II. L'objectif visé est l'application à la réflectométrie optique à haute résolution spatiale pour des réseaux multimodes courte distance. Les résultats obtenus laissent espérer une résolution spatiale de 1,2 cm dans une future réelle mesure de réflectométrie. La deuxième partie est consacrée sur l'étude de la propagation autoguidée par doublage de fréquence de type II dans un cristal de KTP. Nous rapportons la toute première mesure du contenu énergétique des solitons spatiaux quadratiques, les premières expériences sur leur génération part des ondes incidentes non-colinéaires et la première observation expérimentale de régimes de fusion, de répulsion ou d'enroulement en spirale de deux solitons quadratiques bicolores en fonction de leur phase relative et de l'écart initial entre les trajectoires des faisceaux. Ces études nous ont permis de proposer et caractériser un moyen pour une remise en forme spatiale des faisceaux, un filtre en intensité pour la remise en forme temporelle d'impulsions déformées, un comparateur optique et un système d'adressage tout-optique de un vers douze canaux. Tous ces dispositifs sont capables de fonctionner à très hauts débits (100Gbits/sec). La réalisation et caractérisation d'un laser impulsionnel à modes bloqués émettant simultanément sur plusieurs longueurs d'onde fait l'objet du dernier chapitre de cette thèse. Ceci est la première étape vers la démonstration de la faisabilité d'un dispositif capable d'effectuer un adressage sensible à la longueur d'onde.

The goal of this work is the study of the possibilities offered by the quadratic nonlinear effects for the realisation of ultrafast functions for all-optical processing of signals such as optical sampling, all optical switching and routing, wavelength demultiplexing, etc.