Bruit basse et moyenne fréquence des amplificateurs optiques distribués à effet Raman

par Cédric Chluda

Thèse de doctorat en Électronique, optronique et systèmes

Sous la direction de Bernard Orsal et de Mikhaël Myara.

Soutenue en 2006

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est d'évaluer les contributions en bruit associées aux différents éléments constituant un amplificateur Raman. Par A cet effet, nous étudions le bruit associé à la source de pompage dépolarisée, en mettant plus particulièrement l'accent sur l'excès de bruit dû aux deux lasers multimodes qui composent cet étage. Après avoir développé un modèle qualitatif prenant en compte le caractère non-linéaire du gain optique des pompes employées, la source dépolarisée est caractérisée au premier et au second ordre élément par élément puis dans son ensemble. Nous avons alors pu constater qu'outre la contribution du bruit propre aux lasers de pompe, les sources d'alimentation électrique ainsi que divers composants optiques passifs apportaient une contribution non négligeable au bruit total du système de pompage complet. Par Parallèlement, nous avons développé un modèle de l'amplificateur Raman à base d'équations de propagation prenant en compte le caractère multimode du système de pompage afin d'évaluer l'impact de l'étalement spectral de la source laser sur la courbe de gain de l'amplificateur. Un ensemble de caractérisations statiques est alors confronté aux résultats de simulation, permettant ainsi de valider le modèle. Par Celui-ci est ensuite complété afin d'obtenir la réponse du système en émission spontanée amplifiée, considérée comme le bruit de fond de l'amplificateur, et confronté aux résultats expérimentaux. Par Enfin, l'étude des fluctuations vues par le photodétecteur en sortie d'amplificateur est réalisée. La mise en place d'un banc de mesure de bruit d'amplitude permet de valider, par les résultats en bruit obtenus, le développement d'un modèle numérique décrivant efficacement les différents excès de bruit dus à divers phénomènes de battement vus par le photodétecteur en fin de ligne. L'impact de la largeur de raie de la source signal sur le bruit photodétecté ainsi que le report de bruit de pompage sur le signal de sortie sont enfin observés

  • Titre traduit

    Low and medium frequency noise in distributed optical Raman amplifiers


  • Résumé

    The main goal of this thesis is to evaluate each Raman amplifier constitutive device noise source contribution in the overall amplifier noise. Par We first study the depolarized pumping-system noise, focusing on both included multimode laser excess noise. A qualitative model including the non-linear optical gain contribution of the used pump lasers is developped. Then, static and noise measurements are performed on each depolarized optical source constitutive devices, followed by the overall pumping system study. We observe that, beyond pump lasers excess noise itself, electrical injection systems and passive fibered optical components significantly contribute to the overall system noise. Par Moreover, a Raman-amplifier propagation-equation based model is developped. This model includes the pumping system multimode feature, and allows to apprehend the pumping system optical spectrum influence over the full Raman amplifier gain curve as a function of the wavelength. We then notice a good agreement between a set of first order characteristics and the simulation results. Par This model is then expanded to predict the amplified spontaneous emission optical power - considered as the amplifier background noise - as a function of the wavelength. Simulation results are once more compared to measurements. Par To conclude, the photodetected noise at the amplifier output is investigated. Some noise measurement set-ups were developped in order to corroborate a beat-induced excess-noise numerical model. In addition, the signal laser frequency fluctuations contribution and the pump noise to output signal correlation are observed

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Informations

  • Détails : 1 vol. (211 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr. Annexes

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