Génération et télécontrôle de signaux radiofréquences par synchronisations optiques multiples de lasers à semi-conducteurs

par Gabriel Campuzano

Thèse de doctorat en Électronique et communications

Sous la direction de Philippe Gallion.

Soutenue en 2003

à Paris, ENST .


  • Résumé

    La génération de signaux RF, basée sur la transmission et le battement de signaux optiques de fréquences différentes et de phases fortement corrélées, est une des techniques attractives pour la provision des réseaux radio sur fibre. La synchronisation optique de deux lasers esclaves sur différentes bandes latérales de modulation d’un même laser maître accomplit la corrélation de phase. L'approche théorique, d’un côté, consiste à analyser les performances d’une telle liaison optique où le bruit de phase de la porteuse RF générée est calculé. Il est déterminé que les transmissions sans erreur, à une porteuse de 60 GHz modulée en QPSK 155 Mbps sur des distances ~15 km, sont faisables, pourvu que la dispersion chromatique de la fibre soit compensée par un retard différentiel entre les deux lasers esclaves. D’un autre côté, une méthode basée sur la théorie des ondes couplées pour décrire les variations optiquement induites de la fréquence et du gain des lasers à réaction distribuée permet d’établir la dépendance de la bande d’accrochage sur les caractéristiques du réseau de Bragg de la cavité. Dans l’approche expérimentale, la réflectométrie optique à faible cohérence est utilisée pour mesurer ces variations de fréquence et gain débouchant sur l’estimation du facteur d’élargissement d’Henry. Une procédure expérimentale est développée pour optimiser les caractéristiques spectrales des signaux RF en termes des densités spectrales de puissance des lasers et des conditions d’injection. Des porteuses RF montant jusqu’aux 20 GHz ont été générées gardant un bruit de phase inférieure au hertz, un signal sur bruit de 45dB et un taux de rejection de fréquences résiduelles >23dB.

  • Titre traduit

    Remote generation and control of radiofrequency signals using multiple optical synchronizations of semiconductor lasers


  • Résumé

    RF signal generation, based on the transmission and heterodyning of optical signals with different frequency and strongly correlated phases, is an attractive technique for provisioning radio over fiber networks. Optical synchronization of two slave lasers on the modulation sidebands of a directly modulated master laser achieves a strong phase correlation. The theoretical approach, on the on hand, consists in analyzing the optical link performance where the phase noise of the RF generated carrier is calculated. It was determined that errorless transmissions using a 60 GHz carrier modulated by a QPSK 155 Mbps data stream over distances around 15 km are possible as long as the fiber dispersion is compensated by a differential delay between slave lasers. On the other hand, a method based on the coupled-wave theory for describing the optically induced frequency and gain variations of distributed feedback lasers allowed to establish the locking bandwidth dependence on the Bragg grating characteristics of the cavity. In the experimental approach, optical low-coherence reflectometry is used for measuring these frequency and gain variations giving as a result an estimation of the Henry linewidth enhancement factor. An experimental procedure is developed for optimizing the RF carrier spectral characteristics in terms of the power spectral densities of the lasers and of the injection conditions. RF carriers up to 20 GHz were generated with a sub-hertz phase noise, a signal to noise ratio >45dB, and residual frequency rejection rate >23dB.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (127 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 94 réf. bibliogr. Résumé en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 5.333 CAMP
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