Etude des effets de biréfringence induite dans les amplificateurs optiques à semi-conducteurs : applications dans les systèmes de communications optiques

par Joseph Désiré Topomondzo

Thèse de doctorat en Électronique et communications

Sous la direction de Didier Érasme.

Soutenue en 2004

à Paris, ENST .


  • Résumé

    Dans le cadre des futurs réseaux de télécommunication optiques, les phénomènes non-linéaires dans les amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AOS) tels que la modulation croisée de polarisation (XPolM) et la modulation de phase croisée sont exploités pour réaliser des fonctions de traitement tout-optique nouvelles. Ces fonctions sont dédiées au routage, à la commutation de paquets et à la reconnaissance des en-têtes dans les réseaux de transmission optiques. L'objectif de ce travail était double: d'une part la compréhension de la biréfringence induite dans l'AOS et en particulier le phénomène de couplage dans la XPolM grâce à une approche expérimentale, et d'autre part la mise en œuvre de cet effet pour réaliser des portes logiques tout-optiques. Un modèle théorique bidimensionnel de l'AOS est présenté. Il prend en compte les composantes TE et TM de l'onde optique, les gains optiques, les phases TE et TM et le couplage d'énergie entre les deux modes propres de l'AOS. Un banc de mesure en espace libre a été soigneusement mis en place afin de contrôler finement les polarisations des signaux optiques et d'extraire des paramètres de la XPolM dans la bande utile [1550-1565] nm. Une étude expérimentale et théorique est proposée afin d'étudier l'impact de la dépendance en polarisation du gain de l'AOS sur l'efficacité de la XPolM. Cette étude est basée sur la théorie des modes couplés et les paramètres de Stokes déterminés expérimentalement. Une validation du modèle est proposée. La XPolM est exploitée pour réaliser des fonctions optiques telles que des portes logiques tout-optiques (AND, NOR, NOTXOR) à 2. 5 Gbit/s au format NRZ. Le système UNI est exploité à 10 Gbit/s.

  • Titre traduit

    Study of the induced birefringence effects in semiconductor optical amplifiers : applications in the optical communication systems


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In the framework of the future optical networks, nonlinear effects in the semiconductor optical amplifier (SOA) like cross polarization modulation (XPolM) and cross phase modulation are used to design new functions for all-optical processing. These functions are dedicated to routing, all-optical packet switching and header recognition in the optical networks transmission. A two-dimensional theoritical model of SOA is presented. It takes into account the TE and TM components of an optical wave, optical gains and phases of each component and the coupling energy between eigenmode of the SOA. A measurement set-up in free space was carefully realized in order to accurately control the polarization state of the input optical signals in the SOA and to extract parameters that characterizes the XPolM in the wavelength range defined as [1550-1565] nm. An experimental and theoretical study is proposed to evaluate the impact of the dependence in polarization of the gain of the SOA on the coefficients of conversion that intervene in the XPolM. This analysis is based on this association of the coupled mode theory with experimental measurements of Stokes parameters at the output of the SOA. A validation of the model is made with good accuracy. XPolM is exploited to fulfill new optical functions such as all-optical logic gates ( AND, NOR, NOTXOR) at 2. 5 Gbit/s with format NRZ using only one SOA. Efficiency of these functions is estimated by measuring the extinction ratio. The induced birefringence is also exploited to design all-optical switch ans NOTXOR gate at 10 Gbit/s using an ultrafast nonlinear interferometer.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2005 par École nationale supérieure des télécommunications à Paris

Étude des effets de biréfringence induite dans les amplificateurs optiques à semi-conducteurs : applications dans les systèmes de communication optiques


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La version de soutenance existe sous forme papier

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  • Détails : 1 vol. (145 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 139 réf.

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  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2005 par École nationale supérieure des télécommunications à Paris

Informations

  • Sous le titre : Étude des effets de biréfringence induite dans les amplificateurs optiques à semi-conducteurs : applications dans les systèmes de communication optiques
  • Dans la collection : ENST , 2004 , 0751-1353
  • Détails : 145 p.
  • Annexes : Bibliogr. p. 129-145. Résumé en français et en anglais
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