Modélisation des amplificateurs optiques à semi-conducteurs : du composant au système

par Pascal Morel

Thèse de doctorat en Optoélectronique. Télécommunications optiques

Sous la direction de Ammar Sharaiha.

Soutenue en 2006

à Brest .


  • Résumé

    Les amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) sont des composants multifonctionnels utilisables dans des applications de plus variées, notamment dans les réseaux multiplexés en longueur d’onde. Ce travail est consacré à la modélisation large-bande du comportement statique et dynamique des SOA. Le terme large-bande couvre une large plage de variation de la longueur d’onde des signaux optiques incidents, de leur puissance ainsi qu’une large plage de variation du courant dalimentation électrique des SOA. Cette modélisation large-bande a été validée pour plusieurs SOA, à la fois pour le gain, l’émission spontanée amplifiée (ASE) et le facteur de bruit (NE). Notre modélisation s’est de plus avérée cascadable puisqu’elle a permis de simuler le comportement de deux SOA en série. Notre modélisation a ensuite été étendue à la prise en compte de l’ondutation du gain et de VASE, à la prise en compte de l’état de polarisation des signaux et de VASE, du mélange à quatre ondes (FWM), des SOA à gain bloqué (GC-SOA) et à celle des SOA à gain élargi par l’insertion d’un filtre coupe-bande. Nous nous sommes aussi attachés à la modélisation dynamique du comportement des SOA en prenant en compte la compression du gain. Nous avons pour cela développé une écriture sous forme de retard complexe de l’équation de propagation facilement intégrable. Notre modèle permet ainsi de simuler le comportement des SOA jusqu’au régime picoseconde. Enfin, nous avons mis en place la prise en compte des formats de modulation complexes afin de pouvoir insérer notre modèle dans un environnement système.

  • Titre traduit

    Semiconductor optical amplifiers modeling from component to system


  • Résumé

    Semiconductor Optical Amplifiers (SOA5) are multifunctional devices that can be used in a lot of various applications, especially in wavelength division multiplexed networks. The purpose of this work is to model the static and dynamic behaviour of SOAs over a wide range of wavelengths, optical powers and bias currents. The SOA modelling has been validated for several SOAs by comparing the simulated gain, amplified spontaneous emission (ASE) and noise factor (NE) to measured ones. Moreover, our SOA modelling demonstrates that it can be applied also in cascaded configuration where a good agreement between measurements and simulations has been obtained for two different SOAs in serial set-up. Our model has been been extended afterwards to take into account gain and ASE ripple, polarisation state of signals and ASE, four-wave mixing (FWM), Gain-clamped SOA (GCSOA), and SOA with enlarged optical bandwidth by a notch-band filter insertion in its active area. We have also considered the dynamic behaviour of SOA by introducing gain compression and by developing the propagation equation using a complex : time delay so that picosecond regime can be taken into account. Eventually, we have taken into account complex modulation formats in order to include our model in a system environment.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (239 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.217-226

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TBRC2006/22
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.