Théorie et Pratique de l'Amplificateur Distribué : Application aux Télécommunications Optiques à 100 Gbit/s

by Jean-Yves Dupuy

Doctoral thesis in Génie électrique et électronique - Cergy

Under the supervision of Achour Ouslimani.

defended on 17-12-2015

in Cergy-Pontoise , under the authority of École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise) , in a partnership with Equipe Commande des Systèmes (laboratoire) and Equipe Commande des Systèmes / ECS (laboratoire) .

Thesis committee President: Sylvain Bourdel.

Thesis committee members: Achour Ouslimani, Agnieszka Konczykowska, Tom Johansen.

Examiners: Thierry Parra, Jean-Baptiste Begueret.

  • Alternative Title

    Theory and Practice of the Distributed Amplifier : Application to 100-Gb/s Optical Telecommunications

  • Abstract

    The theory, design, optimisation and characterisation of distributed amplifiers in 0.7-µm InP DHBT technology, for 100-Gbit/s optical communication systems, are presented. We show how the appropriate implementation of the distributed amplifier concept in a bipolar transistors technology with high swing-speed product has enabled the realisation of an electro-optic modulator driver with 6.2- and 5.9-Vpp differential driving amplitude at 100 and 112 Gb/s, respectively, with a high signal quality. This circuit thus establishes the swing-speed product record at 660 Gb/s.V on wafer and at 575 Gb/s.V in a microwave module. In the frame of the European project POLYSYS, it has been co-packaged with a tunable laser and a modulator to realise a compact optoelectronic transmitter module, which has demonstrated performances advancing the state of the art of short reach 100-Gb/s optical communications.

  • Abstract

    La théorie, la conception, l'optimisation et la caractérisation d'amplificateurs distribués en technologie TBDH InP 0,7 µm, pour les systèmes de communications optiques à 100 Gbit/s, sont présentés. Nous montrons comment l'exploitation adaptée du concept d'amplificateur distribué avec une technologie de transistors bipolaires à produit vitesse-amplitude élevé a permis la réalisation d'un driver de modulateur électro-optique fournissant une amplitude différentielle d'attaque de 6,2 et 5,9 Vpp, à 100 et 112 Gbit/s, respectivement, avec une qualité de signal élevée. Ce circuit établit ainsi le record de produit vitesse-amplitude à 660 Gbit/s.V sur tranche et 575 Gbit/s.V en module hyperfréquence. Dans le cadre du projet Européen POLYSYS, il a été associé à un laser accordable et un modulateur pour la réalisation d'un module transmetteur optoélectronique compact, démontrant des performances avançant l'état de l'art des communications optiques courtes distances à 100 Gbit/s.

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