Guide pour la rédaction du rapport d`activité

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Département ST2I
UMR 6082 FOTON
Fonctions Optiques
pour les
Technologies de l'informatiON
RAPPORT D’ACTIVITE POUR LE CONTRAT QUADRIENNAL 2008-2011
Période du 1er Octobre 2002 au 30 septembre 2006
UMR 6082 FOTON - 1 -
I - DESCRIPTIF.................................................................................................. 9
I.1. Organigramme actuel de l’unité .............................................................. 10
I.2. Présentation de l’unité.............................................................................. 11
I.2.1. Bref historique de l'Unité ...................................................................................... 11
I.2.2. Fiche résumée du laboratoire................................................................................ 11
I.2.2.A) Objectifs initiaux............................................................................................................. 11
I.2.2.B) Evolution en cours de contrat: ....................................................................................... 12
I.2.2.C) Résultats marquants...................................................................................................... 13
I.3. Déclaration de politique scientifique pour la période 2008-2011........... 15
I.3.1. Note de synthèse sur les projets scientifiques ...................................................... 16
I.3.2. Evolution du périmètre de l’Unité au 1er janvier 2008...................................... 19
I.4. L’Unité en chiffres .................................................................................... 20
I.5. Moyens matériels et financiers................................................................. 21
I.5.1. Ressources annuelles de l'unité au cours du contrat antérieur ......................... 21
I.5.2. Besoin de financement de l'unité pour le prochain contrat ............................... 25
I.5.3. Liste des équipements (en euros, hors taxes) souhaités ou programmés durant
la période du nouveau contrat........................................................................................ 26
I.6. Ressources humaines................................................................................ 30
I.6.1. Liste nominative des enseignants chercheurs statutaires................................... 30
I.6.2. Liste nominative des chercheurs CNRS statutaires............................................ 33
I.6.3. Liste nominative des autres personnels (ex : INSERM, CEA…) appelés à faire
partie de l’unité proposée................................................................................................ 34
I.6.4. Liste nominative des ITA ...................................................................................... 35
I.6.5. Liste nominative des IATOS ................................................................................. 35
I.6.6. Liste nominative des doctorants (préciser leur équipe, leur responsable, et leur
mode de financement) ..................................................................................................... 39
I.6.7. Composition de l’unité prévue au début du Contrat .......................................... 42
II - RAPPORT SCIENTIFIQUE ..................................................................... 43
II.1. Présentation synthétique des résultats marquants de l’UMR FOTON 43
II.2. Rapport scientifique EQUIPE PAR EQUIPE ....................................... 58
II.2.1. Rapport scientifique de FOTON-ENSSAT ........................................................ 59
II.2.1.A) Composition de l’équipe FOTON-ENSSAT structurée en groupes thématiques ......... 60
II.2.1.B) Situation par rapport à la concurrence internationale................................................... 61
II.2.1.C) Présentation des résultats de FOTON-ENSSAT.......................................................... 61
II.2.1.C.i) Groupe Physique des Lasers (GPL) ....................................................................... 61
II.2.1.C.ii) Fonctions Optiques pour Télécommunications (FOT) ........................................... 70
II.2.1.C.iii) Groupe Matériaux Nanostructurés et Photonique (GMNP)................................... 76
II.2.1.C.iv) LIDAR et Propagation Atmosphérique (LPA) ....................................................... 81
II.2.1.C.v) CApteurs de paramètres Physiologiques pour la Télémédecine (CAPT).............. 86
II.2.1.C.vi) Plate-Forme (PERSYST)....................................................................................... 90
II.2.1.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-ENSSAT (ACL.a) ................... 92
II.2.1.E) Liste des brevets FOTON-ENSSAT (BRE.a)................................................................ 94
II.2.1.F) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-ENSSAT (OUV.a) ...................... 95
II.2.1.G) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-ENSSAT (SCL.a) ................... 95
II.2.1.H) Liste des conférences sur invitation FOTON-ENSSAT (INV.a).................................... 96
II.2.1.I) Séminaires FOTON-ENSSAT (SEM.a).......................................................................... 96
II.2.1.J) Communications orales FOTON-ENSSAT (CO.a)........................................................ 97
II.2.1.K) Communications par affiche FOTON-ENSSAT (CA.a) .............................................. 102
II.2.1.L) Récapitulatif pour chaque permanent de FOTON-ENSSAT...................................... 105
II.2.1.M) Collaborations nationales et internationales .............................................................. 105
II.2.1.N) Liste des thèses soutenues pour FOTON-ENSSAT................................................... 107
II.2.1.O) Ressources annuelles FOTON-ENSSAT au cours du contrat antérieur ................... 110
II.2.2. Rapport scientifique de FOTON-INSA ............................................................ 112
II.2.2.A) Composition de l’équipe en permanents et non permanents, ITA, IATOS................. 112
II.2.2.B) Situation de la thématique par rapport à la concurrence nationale et internationnale 113
II.2.2.C) Présentation des résultats de FOTON-INSA;............................................................. 113
II.2.2.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-INSA (ACL.b) ....................... 126
II.2.2.E) Liste des brevets FOTON-INSA (BRE.b).................................................................... 129
II.2.2.F) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-INSA (OUV.b) .......................... 129
II.2.2.G) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-INSA (SCL.b) ....................... 129
II.2.2.H) Liste des conférences sur invitation FOTON-INSA (INV.b)........................................ 129
II.2.2.I) Séminaires FOTON-INSA (SEM.b) .............................................................................. 129
II.2.2.J) Communications orales FOTON-INSA (CO.b)............................................................ 129
II.2.2.K) Communications par affiche FOTON-INSA (CA.b)..................................................... 130
II.2.2.L) Récapitulatif pour chaque permanent de FOTON-INSA............................................ 133
II.2.2.M) Liste des thèses soutenues pour FOTON-INSA ........................................................ 134
II.2.2.N) Ressources annuelles de l’équipe au cours du contrat antérieur............................... 135
II.2.3. Rapport scientifique de FOTON-ENST ........................................................... 136
II.2.3.A) Composition de l’équipe FOTON-ENST ..................................................................... 136
II.2.3.B) Situation de la thématique par rapport à la concurrence nationale et internationnale 136
II.2.3.C) Présentation des résultats de FOTON-ENST............................................................. 137
II.2.3.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-ENST (ACL.c) ...................... 146
II.2.3.E) Liste des brevets FOTON-ENST (BRE.c)................................................................... 148
II.2.3.F) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-ENST (OUV.c) ......................... 148
II.2.3.G) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-ENST (SCL.c) ...................... 148
II.2.3.H) Liste des conférences sur invitation FOTON-ENST (INV.c)....................................... 148
II.2.3.I) Séminaires FOTON-ENST (SEM.c) ............................................................................. 148
II.2.3.J) Communications orales FOTON-ENST (CO.c)........................................................... 149
II.2.3.K) Communications par affiche FOTON-ENST (CA.c).................................................... 149
II.2.3.L) Récapitulatif pour chaque permanent de FOTON-ENST........................................... 150
II.2.3.M) Liste des thèses soutenues pour FOTON-ENST ....................................................... 151
II.2.3.N) Ressources annuelles de l’équipe au cours du contrat antérieur............................... 153
II.2.4. Rapport scientifique du CCLO ......................................................................... 154
II.2.4.A) Composition de l’équipe en permanents et non permanents, ITA, IATOS :............... 154
II.2.4.B) Situation de la thématique par rapport à la concurrence nationale et internationale . 154
II.2.4.C) Présentation des résultats de FOTON-CCLO ............................................................ 155
Objectifs et perspectives pour le prochain contrat et les besoins pour les réaliser : ............... 160
II.2.4.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-CCLO (ACL.d)...................... 162
II.2.4.E) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-CCLO (OUV.d) ........................ 163
II.2.4.F) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-CCLO (SCL.d) ...................... 163
II.2.4.G) Liste des conférences sur invitation FOTON-CCLO (INV.d)...................................... 163
II.2.4.H) Séminaires FOTON-CCLO (SEM.d)........................................................................... 163
II.2.4.I) Communications orales FOTON-CCLO (CO.d) ........................................................... 163
II.2.4.J) Communications par affiche FOTON-CCLO (CA.d).................................................... 164
II.2.4.K) Récapitulatif pour chaque permanent de l’équipe et pour le contrat en cours .......... 165
II.2.5. Publications scientifiques inter-équipes FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (e)
......................................................................................................................................... 165
II.2.5.A) Liste des publications avec comité de lecture FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (ACL.e)
.................................................................................................................................................. 165
II.2.5.B) Liste des brevets FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (BRE.e)....................................... 166
II.2.5.C) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (OUV.e)
.................................................................................................................................................. 166
II.2.5.D) Liste des publications sans comité de lecture FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (SCL.e)
.................................................................................................................................................. 166
II.2.5.E) Liste des conférences sur invitation FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (INV.e) ........... 166
II.2.5.F) Séminaires FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (SEM.e) ................................................ 166
II.2.5.G) Communications orales FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (CO.e) .............................. 166
II.2.5.H) Communications par affiche FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (CA.e)........................ 167
II.2.6. Rapport scientifique des nouveaux arrivants pendant la période 2002-2006 (f)
......................................................................................................................................... 169
II.2.6.A) Liste des publications avec comité de lecture des nouveaux arrivants (ACL.f) ......... 169
II.2.6.B) Liste des brevets des nouveaux arrivants (BRE.f)...................................................... 170
II.2.6.C) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages des nouveaux arrivants (OUV.f)............ 170
II.2.6.D) Liste des publications sans comité de lecture des nouveaux arrivants (SCL.f) ......... 170
II.2.6.E) Liste des conférences sur invitation des nouveaux arrivants (INV.f).......................... 171
II.2.6.F) Séminaires des nouveaux arrivants (SEM.f)............................................................... 171
II.2.6.G) Communications orales des nouveaux arrivants (CO.f)............................................. 172
II.2.6.H) Communications par affiche des nouveaux arrivants (CA.f) ...................................... 174
II.2.7. Objectifs et perspectives de l’unité pour le prochain contrat et les besoins
pour les réaliser : ........................................................................................................... 177
II.2.8. Ressources annuelles de l’unité au cours du contrat antérieur...................... 177
II.2.9. Valorisation de l’unité........................................................................................ 177
II.2.9.A.i) Brevets et Licences ............................................................................................... 177
II.2.9.A.ii) Création de start-up : ............................................................................................ 177
II.2.10. Prix, distinctions de l’unité. ............................................................................. 178
II.3. - Bilan quantitatif global pour l’unité 2003, 2004, 2005, 2006,......... 179
II.3.1. Production scientifique ..................................................................................... 179
II.3.2. Communication scientifique .............................................................................. 179
II.3.3. Bilan des thèses soutenues : ............................................................................... 179
II.3.4. Liste nominative des « entrants »
en cours de contrat (mutations,
recrutements...) .............................................................................................................. 180
II.3.5. Liste nominative des « sortants » en cours de contrat (mutations, retraites…)
......................................................................................................................................... 181
III - ORGANISATION ET VIE DU LABORATOIRE............................... 182
III.1. Conseil de laboratoire : composition nominative, fréquence des
réunions ......................................................................................................... 182
III.2. Organisation des taches collectives..................................................... 182
III.3. Animation scientifique......................................................................... 182
III.3.1. Organisation de séminaires / conférences....................................................... 182
III.3.2. Organisation de colloques / workshops........................................................... 183
III.3.2.A) Séminaire FOTON ..................................................................................................... 183
III.3.2.B) Symposium STREON ................................................................................................ 184
III.3.2.C) Conférences JPOM ................................................................................................... 184
III.3.2.D) Workshop IWSQDA ................................................................................................... 184
III.4. Diffusion de la culture scientifique..................................................... 184
III.5. Activités d'intérêt collectif (au niveau national et international) : ... 185
IV - HYGIENE ET SECURITE .................................................................... 185
IV.1. Bilan des accidents et incidents survenus dans l'unité....................... 185
IV.2. Identification et analyse des risques spécifiques rencontrés dans l'unité
........................................................................................................................ 185
IV.3. Fonctionnement des structures d'hygiène et de sécurité.................... 188
IV.4. Dispositions mises en œuvre pour la formation des personnels et des
nouveaux entrants ......................................................................................... 188
IV.5. Problèmes de sécurité qui subsistent et moyens pour les résoudre.... 189
V - PLAN DE FORMATION DE L’UNITE ................................................ 190
V.1. Liste des formations suivies au cours du contrat ................................. 190
V.2. Priorités du laboratoire : ....................................................................... 191
V.3. Présentation des besoins de formation ................................................. 191
VI - FICHES INDIVIDUELLES D’ACTIVITE DES ENSEIGNANTS
CHERCHEURS ET CHERCHEURS DE L’UNITE (FICHES
« MINISTERE »)............................................................................................. 191
VII - FICHES INDIVIDUELLES DES ITA/IATOS ................................... 191
VIII - Annexe 1 : Programme Scientifique de l’UMR FOTON dans le cadre
du projet PONANT ......................................................................................... 192
IX - Annexe 2 : Dossier scientifique de l’EA 3380 RESO (ENIB) .............. 220
X - Annexe 3 : Compte rendu d’activité 2005-2006 de PERSYST ............. 262
Glossaire
BQ : Boîte Quantique
CAPT : CApteurs de paramètres Physiologiques pour la Télémédecine
CCLO : Centre Commun Lannionnais d’Optique
CLC : Cholesteric Liquid-Crystal
DFB : Distributed Feed Back
DWDM : Dense Wavelength Division Multiplexing
ECIO : European Conference on Integrated Optics
EDFA : Erbium Doped Fiber Amplifier
ENIB : Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest
ENSSAT : Ecole Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie
ETP : Equivalent Temps Plein
EVC : Equipe des Verres et Céramiques
FOT : Fonctions Optiques pour les Télécommunications
FWHM : Full-Width Half-Maximum
GMNP : Groupe Matériaux Nanostructurés et Photonique
GPL : Groupe Physique des Lasers
GRIFIS : « Groupement d’Intérêt Scientifique pour la recherche sur les FIbres optiques Spéciales »
IPI : Institut de Physique et d’Ingénierie
IREENA : Institut de Recherche en Electrotechnique et Electronique de Nantes Atlantique
ITU : International Telecommunication Union
LPA : LIDAR et Propagation Atmosphérique
MCVD : Modified Chemical Vapor Deposition
OTDM : Optical Time Division Multiplexing
OXC : Optical cross-connect
PDLC : Polymer Dispersed Liquid Crystals
PERDYN : Plate-forme d’Evaluation et de Recherche des fonctions DYNamiques optoélectroniques
PERFOS : Plateforme d'Etudes et de Recherche sur les Fibres Optiques spéciales
PERSYST : Plate-forme d'Evaluation et de Recherche sur les SYStèmes de Télécommunication
PMD : Polarisation Dispersion Mode
POMA : Propriétés Optiques des Matériaux et Applications
PON : Passive Optical Networks
Projet ASTERIX : Absorbant Saturable pour régénération TERabits multIpleXée en longueurs d'onde
Projet FUTUR : Fonctions optiqUes pour les Transmissions à très haUt débit dans le Réseau cœur
Projet MicroAccès : Développement d'un amplificateur à Fibre Amplificatrice Double Gaine
microstructurée 'Air-Clad' pompé par V-groove pour la distribution dans les réseaux d'accès optiques
Projet POSO : “POlymères Structurés pour l’Optique”
Projet RAM : "Réseaux d’Accès à base de Mircorésonateurs”
Projet ROTOR : Récupération d'hOrloge Tout-Optique à 43 Gbit/s pour la Régénération
Projet RYTHME : Réseaux hYbrides Transparents Hiérarchiques Multiplexés En longueur d'onde
Projet TERCOP : TEchnologies de Réalisation de Circuits Optiques et mise en œuvre de fonctions
oPtiques”
PSCLC : Polymer-Stabilized Cholesteric Liquid Crystal
RESO : Laboratoire de Recherche en Electronique, Signal, Optoélectronique et Télécommunications
RF : Radio Fréquence
RNRT : Réseau National de Recherche en Télécommunications
ROADM : Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer
RPR : Resilient Packet Ring
SOA : Amplificateurs optiques à semi-conducteurs
SPIE : The International Society for Optical Engineering
STIC : Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication
STREP : Specific Targeted Research Projects
TDM : Time Division Multiplexing
UMR FOTON : Unité Mixte de Recherche sur les fonctions optiques pour les technologies de
l’information
UMR GMCM : Unité Mixte de Recherche Groupe Matériaux Nano-structurés et Photonique
UMR PALMS : Unité Mixte de Recherche Physique des Atomes, Lasers, Molécules, Surfaces
UMTS : Universal Mobile Telecommunications System
UWB : Ultra-Wideband
VCSEL : Laser à cavité verticale émettant par la surface
VLSI : Very-large-scale integration
WDM : Multiplexage en longueur d'onde
WIMAX : Worldwide Interoperability for Microwave Access
Professeurs des universités et
assimilés
Maîtres de conférence
Chercheurs
(CNRS, INSERM, INRA…)
Autres personnels enseignants
ou chercheurs accueillis pour
une durée limitée
ITRF
ITA
Personnels "IATOS"
contractuels
Mode de financement des
thèses
Situation professionnelle des
docteurs
Professeur des universités, du Collège de France, du
MNHN, de l'INALCO, du CNAM et de l'ECAM
PREX
PR1
PR2
Maître de conférence des universités, de l'EHESS, du MCFHC
MNHN
MCF
Directeurs de recherche
DRCE
DR1
DR2
Chargés de recherche
CR1
CR2
Assistant temporaire d'enseignement et de recherche ATER
Post-doctorant
Visiteurs étrangers : professeurs invités et chercheurs
associés
Autres
Ingénieur de recherches
Ingénieur d'études
Assistant ingénieur
Technicien de l'EN ou de laboratoire
Ingénieur de recherches
Ingénieur d'études
Assistant ingénieur
Technicien de recherche
Contractuel (catégorie non précisée)
Autres
IGR
IGE
ASI
TCH
IR
IE
AI
TCH
CT.
Contractuel (catégorie A)
Contractuel (catégorie B)
Allocataire de recherche
CT.A
CT.B
A
Assistant temporaire d'enseignement et de recherche
Convention industrielle de formation par la recherche
Bourse de doctorat pour ingénieur - CNRS
Bourse industrie
Bourse association
Bourse collectivité territoriale
Etranger
Autre financement
Aucun financement
Post-doctorant en France
ATER
CIFRE
BDI CNRS
INDUSTR
ASSOC
COLL TERR
ETR
(préciser)
AUCUN
POST-DOC FR
Post-doctorant à l'étranger
POST-DOC
Visiteurs
POST-DOC
ETR
Assistant temporaire d'enseignement et de recherche ATER
Enseignement supérieur hors ATER
SUP
Organisme
(préciser)
Secteur privé
PRIVE
Administration
ADM
Situation précaire
PREC
Sans emploi
Sans emploi
Autre
(préciser)
NB : ce rapport est basé sur le canevas recommandé par le CNRS (département Chimie)
I - DESCRIPTIF
I.1. Organigramme actuel de l’unité
Directeur :
Jean-Claude Simon
Secrétariat-Gestion
Sécurité-Communication-Technique
Secrétariat : Réjane Le Roy
Gestion : Orlane Kuligowski (0,25)
Missions : Michelle Moizard (0,25)
Equipe FOTON-ENST
Dir. Adjoint : JL de Bougrenet de la
Tocnaye
Secrét. : Annaick Hervin / A-C Carriou
Christiane Carré
Raymond Chevallier
Emmanuel Daniel
Yves Defosse
Laurent Dupont
Bruno Fracasso
Philippe Gravey
Sylvie Grégoire
Kevin Heggarty
Michel Morvan
Marie Laure Moulinard
Bruno Vinouze
Nicole Wolffer
Zong-Yan Wu
CCLO : Centre Commun
Lannionnais d’Optique : D Bosc
Michel Gadonna
Phillipe Grosso
Isabelle Hardy
Séverine Haesaert (0,5)
Frédéric Henrio
Robert Madec
Serge Mottet
Philippe Rochard
Monique Thual
ACMO : Sylvain Fève (0,30)
Communication : Sylvain Fève (0,30)
Infrastructure : Serge Le Flécher (0,20)
Assistance technique : Henry L’Her (0,25)
Equipe FOTON-ENSSAT
JC Simon
Secret. : Réjane Le Roy
Equipe FOTON-INSA
Dir. Adjoint : S Loualiche
Secret. : Ghislaine Riaux
Pascal Besnard
Michel Billon
Laurent Bramerie
Annick Chaillou
Joël Charrier
Thierry Chartier
Yannick Dumeige
Patrice Féron
Sylvain Fève (0,4)
Mathilde Gay
Frédéric Ginovart
Jean Marc Goujon
Mohamed Guendouz
Patrick Guyader
Séverine Haesaert (0,5)
Lazhar Haji
Olga Lado-Bodorowsky
Renan Lepage
Sébastien Lobo
Nathalie Lorrain
Adrian Mihaescu
Julien Poëtte
Vincent Roncin
Guy Stéphan
Greggory Swiathy
UMR 6082 FOTON - 10 -
Thomas Batté
Jamal Benhal
Nicolas Bertru
Yves Bouffort
Jean-Philippe Burin
Jean Claude Chabreyron
Olivier Dehaese
Jacky Even
Hervé Folliot
Maud Gicquel
Frédéric Griot
Karine Guiziou
Christophe Labbé
Alain Le Corre
Daniel Lemoine
Jean-Pierre le Rolland
Antoine Letoublon
Nicolas Mouchet
Cyril Paranthoen
Jean-Yves Perrault
Michelle Pollock
Rozenn Piron
Soline Richard
Tony Rohel
Françoise Thoumyre
Conseil de
Laboratoire :
Jean-Claude Simon
Slimane Loualiche
Jean Louis de Bougrenet
Dominique Bosc
Sylvain Fève
Pascal Besnard
Alain Le Corre
Sylvie Grégoire
Philippe Grosso
Erwan Macé
Laurent Bramerie
Azar Maalouf
I.2. Présentation de l’unité
I.2.1. Bref historique de l'Unité
Ce paragraphe présente succinctement les étapes qui ont conduit à la création de FOTON,
une présentation plus complète sera trouvée dans le dossier du quadriennal précédent.
La décision gouvernementale du 14 mai 1997, motivée par les recommandations du rapport
Lombard-Kahn de novembre 1996 et justifiée par la tendance mondiale à la déréglementation des
télécommunications et à la séparation des métiers d’équipementier et d’opérateur, a déchargé France
Télécom de sa mission de contribution à la recherche publique dans le domaine des composants et
équipements en optoélectronique. En conséquence, le transfert d'une centaine de chercheurs du
CNET vers des organismes publics d’enseignement supérieur et de recherche directement concernés
par les thématiques liées aux équipements d’infrastructures de télécommunications était programmé
sur une période de trois années. En Bretagne, le transfert s’est opéré sur 5 ans. Une trentaine de
personnes ont été transférées, dont une vingtaine sur la thématique concernée ici. Plus précisément
en ce qui concerne l'Optique pour les Télécommunications, ces transferts ont pu être réalisés dans le
cadre de la constitution du GIS "FOTON" impliquant principalement les laboratoires d’accueil des
personnels et activités concernés:
o l’ENST de Bretagne, dépendant du Groupement des Ecoles des Télécommunications
(GET) qui a accueilli une vingtaine de personnes dont 9,5 affectées au département
d'Optique.
o l’ENSSAT de Lannion, dépendant de l’Université de Rennes1, qui a accueilli 7
personnes depuis septembre 1998.
o l’INSA de Rennes, qui a accueilli 3 personnes depuis septembre 1994.
o le laboratoire PALMS de l'Université de Rennes I, qui a accueilli une personne.
Cette opération a été financée à hauteur de 4,8 M€ dans le cadre du CPER (FEDER compris)
pour le programme scientifique et à hauteur de 1,952 M€ pour l'aménagement de locaux sur Lannion
pour la constitution du Centre Commun Lannionnais d'Optique, centre de recherche technologique
regroupant des personnels dépendant du département d'Optique de l'ENST Bretagne et du
Laboratoire d'Optronique de l’ENSSAT.
I.2.2. Fiche résumée du laboratoire
I.2.2.A) Objectifs initiaux
Créée en 2004 dans le cadre des principaux établissements fondateurs du GIS FOTON,
l’UMR multisite FOTON a pour objectif principal de contribuer à l’avancement des recherches dans le
domaine de l’Optique, de l’Optoélectronique et de la Photonique appliquées principalement aux
télécommunications, tout en élargissant progressivement en fin de période les applications à des
domaines connexes des STIC.
La principale motivation était de créer, à partir d'entités de recherche reconnues, mais
dispersées sur le territoire breton, un noyau dur et cohérent de recherche autour d’une thématique
incluse dans les objectifs stratégiques des 6ème et 7ème PCRD, notamment dans les programmes
« IST » et plus particulièrement “ Micro and nano-systems ”, et “ Optical, optoelectronic, & photonic
functional components ”. Les thématiques des trois laboratoires concernés se complètent et se
renforcent, ce qui devait permettre à cette entité nouvelle de couvrir l'ensemble du domaine de
recherche concerné. Une entité unique aurait des moyens, une “ force de frappe ” et une crédibilité
suffisante pour devenir un partenaire attractif pour la constitution de réponses aux appels à
proposition nationaux ou européens. Le fait de constituer une Unité du CNRS devait permettre de
faciliter l’entrée des trois équipes dans les projets européens (et nationaux), ce que l’expérience a
démontré.
Le principal objectif scientifique initial du contrat en cours était de développer une recherche
couvrant les aspects « couche physique » du domaine des télécommunications optiques, présentant
un caractère interdisciplinaire et se situant à l’intersection de la Physique (Optique et Photonique) et
des STIC (systèmes et réseaux de télécommunication). Ainsi les principales thématiques vont des
matériaux aux systèmes de transmission haut débit, en passant par la technologie des composants et
UMR 6082 FOTON - 11 -
les fonctions optiques (aussi appelées « sous-systèmes »). Par ailleurs, une activité complémentaire
sur les capteurs optoélectroniques préexistait.
Les 2 principales thématiques suivantes étaient prévues au début du quadriennal:
-
Physique et technologie des composants photoniques à base de matériaux
nanostructurés : semiconducteurs, polymères, cristaux liquides
Fonctions optiques pour les systèmes de transmission haut débit
Par ailleurs, plusieurs thématiques peuvent être regroupées dans le domaine « capteurs » :
- Capteurs optoélectroniques pour la télémédecine
- Lidar et propagation atmosphérique
Ces activités sont réparties sur les 3 équipes constituant FOTON :
- FOTON-ENSSAT (Laboratoire d’Optronique de l’ENSSAT) : physique des lasers et des
microcavités (verres), fonctions optiques d'émission, de réception et de régénération de signaux
optiques à très hauts débits, systemes de transmission optique à très hauts débits, capteurs pour la
télémédecine, guides optiques à base de semiconducteurs nanostructurés (silicium), étude de
l’atmosphère par LIDAR et radiométrie.
- FOTON-INSA (LENS : Laboratoire d’Etude des Nanostructures à Semiconducteurs de
l’INSA-Rennes) : matériaux nanostructurés à semiconducteurs (à base de phosphure d'indium) et
composants photoniques en microcavités pour l'émission et le traitement non-linéaire du signal
(INSA), nouveaux matériaux laser pour l’infra-rouge
- FOTON-ENST (Département d’Optique de l’ENST Bretagne) : ingénierie et
dimensionnement de réseaux optiques, fonctions optiques dynamique à base de cristal liquide ou
cristal liquide en nanocomposites pour les télécommunications optiques.
Par ailleurs une plate-forme technologique située à Lannion, le CCLO, est commune à
l’ENSSAT et à l’ENST Bretagne : c’est un centre de technologies optiques et opto-électroniques,
dédié à l’optique guidée et aux technologies de couplage optique entre circuits.
I.2.2.B) Evolution en cours de contrat:
Plusieurs évènements importants sont survenus en cours de contrat, qui ont contribué ou
contribueront à augmenter le potentiel de l’Unité :
Création de plates-formes
Suite aux restructurations importantes du paysage industriel dans le domaine des
télécommunications optiques en Bretagne, notamment au niveau de la R&D, les pouvoirs publics ont
décidé de soutenir des initiatives menées en collaboration entre le milieu industriel et le celui de la
recherche académique afin de maintenir et renforcer les compétences en R&D dans le domaine
considéré. Plusieurs projets de plate-formes impliquant fortement l’Unité ont été retenus et financés :
PERSYST (Plate-forme d'Evaluation et de Recherche sur les SYStèmes de
Télécommunications optiques) est une plate-forme publique de recherche et de tests de soussystèmes pour les télécommunications optiques à 10 Gb/s et à 40 Gb/s ouverte aux industriels et au
monde de la recherche académique. Elle a été créée fin 2003 (CIADT du 18 décembre 2003,
financement de 1500 k€ sur 3 ans) pour permettre le développement de la recherche sur les
télécommunications par fibre optique, domaine d'excellence de la région Bretagne en France, et du
site de Lannion en particulier. De par la forte expérience du domaine des télécommunications longue
distance acquise au sein de France Télécom et Corvis-Algety, l'expertise PERSYST s'étend de la
simple caractérisation de composants à la transmission d'un multiplex en bande C complet de canaux
40 Gbit/s ou l'étude de systèmes 10G Ethernet faiblement peuplés. PERSYST est intégrée à l’UMR
FOTON, localisée au laboratoire d’Optronique de ENSSAT à Lannion. En étroite collaboration avec
les plates-formes PERFOS et PERDYN, elle constitue un pôle d’excellence dans le paysage français
du haut débit, dans le cadre du pôle de compétitivité Images et Réseaux, et est partenaire de
plusieurs projets labellisés par l’ANR, les pôles Images et Résaux et Sytem@tic.
UMR 6082 FOTON - 12 -
Ses personnels (6 Ingénieurs et techniciens) sont sur contrat CDD. En 2006 un poste d’IGR
Université a été créé et pourvu le 1er décembre. Cependant, sans un renfort supplémentaire, la plateforme est menacée à terme (cf. détails plus loin, § II.1.A).
PERDYN est une plate-forme dédiée à la réalisation de monitoring optoélectronique de
fonctions optiques dynamiques pour le réseau haut débit. Regroupant dans le cadre d’une association
un ensemble de compétences existantes sur Brest (ENIB, ENST Bretagne, ISEB etc.) dans le
domaine opto-électronique, la plate-forme PERDYN apporte un soutien aux sociétés cherchant à tirer
le meilleur parti du marché des fonctions optiques dynamiques en répondant aux demandes des
systémiers. Ce renforcement des synergies entre le monde académique et industriel Thales,..)
constitue un bon équilibre des compétences sur le territoire breton (habitué à fonctionner en réseau,
cf. GIS FOTON) et répond en outre aux impératifs actuels d’aménagement du territoire. Cette
troisième plateforme vient compléter les deux autres (PERSYST et PERFOS), centrées sur l’aspect
technologie ou transmission en y adjoignant la composante opto-électronique indispensable
aujourd’hui dans une logique d’hybridation des technologies optique et électronique et dans un souci
sans cesse croissant de fonctionnalités système.
GIS GRIFIS : le GIS GRIFIS a été initié par FOTON-ENSSAT-Université de Rennes 1 afin de
favoriser la réalisation de projets scientifiques entre les laboratoires universitaires utilisant des fibres
spéciales et la plate-forme privée PERFOS (associations de 8 industriels de l’optique parmi les 20
PME de l’optique de Lannion) pour amplifier la dynamique cohérente de recherche dans ce domaine
dans la région Bretagne. Ce GIS fait coopérer le laboratoire FOTON à Lannion, l’UMR Sciences
Chimiques de Rennes par l’équipe des Verres et Céramiques, le laboratoire RESO de l’ENIB et
l’IREENA (équipe photonique et communication) de l’Université de Nantes. Ce groupement a été
encouragé par la Région Bretagne qui soutient fortement la plate-forme. Des programmes ont déjà
démarré entre les partenaires sur les fibres optiques non linéaires, les capteurs, l’instrumentation du
fibrage et les caractérisations spéciales, et font déjà l’objet de projets dans le pöle I&R ou avec la
région Bretagne.
Arrivée du premier Chargé de Recherche CNRS à FOTON
Suite à une mobilité volontaire, Christiane Carré (CR1), chercheuse en photochimie à l’ UMR
7525 à Mulhouse, est venue en 2005 s’établir à Brest à FOTON-ENST. Son domaine de compétences
va permettre de renforcer les activités menées à Brest et à Lannion sur la mise en œuvre par voie
photochimique de nanostructures à base de polymères, incluant notamment des nanoPDLC pour
diverses applications de fonctions optiques.
I.2.2.C) Résultats marquants
Création d’entreprises
Essaimage Lixys SA :
La soudure est un secteur clé de l’assemblage et de la construction mécanique. L’équipement
d’un poste de soudure comporte un système de protection individuelle qui permet d’éviter
l’éblouissement et assure la protection des soudeurs au moyen de filtres. Ces filtres absorbent une
grande quantité du rayonnement diminuant la vision de la tâche et ainsi la qualité et le rendement du
travail effectué. Les obturateurs à cristal liquide offrent une bonne obturation (>30dB) à l’amorçage de
l’arc, évitant au soudeur de relever son casque. L’innovation est un système de protection alliant
sécurité de temps d’obturation rapides et confort de vision. La rapidité est obtenue par un gel cristal
liquide ferroélectrique polymère. Créée en 2006, par Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye et
Pascal Gautier à partir du savoir faire du département d’optique dans le domaine des cristaux liquides
et de leurs applications en optique, Lixys, société anonyme au capital de 64 782€, employant trois
personnes, a pour mission l’innovation dans le secteur de la protection du soudeur. Lixys a effectué
une levée de fonds auprès de Business Angels en septembre 2006 pour fabriquer ses premiers
prototypes, opérer une première approche client, et dimensionner son outil industriel.
Essaimage Holotetris SA:
Le département d’optique de l’ENST de Bretagne a mis au point un savoir faire en matière de
conception, fabrication et caractérisation de micro-optiques et d’éléments diffractifs, bas-coût. Il a, par
UMR 6082 FOTON - 13 -
le passé, fourni à des laboratoires publics et industriels des fonctions de ce type sur demande. Le
développement récent d’une machine permettant d’améliorer le rendement et le coût de fabrication, a
conduit à envisager une exploitation commerciale de ces composants s’inscrivant parfaitement dans
les besoins industriels actuels et complétant l’offre industrielle dans le domaine. La mission
d’Holotetris (société en cours de formation, créée par Kevin Heggarty et Jean-louis de Bougrenet de la
Tocnaye) est l’étude, le prototypage, la fabrication (grâce à l’équipement mis en place à l’ENST
Bretagne) et la commercialisation d’éléments diffractifs, micro-optiques, bas coût, unitaires ou
collectifs pour diverses applications en optique. Les cibles sont dans un premier temps les centres de
recherche publics et privés.
Coopérations et réseaux
Au niveau régional, l’UMR 6082 FOTON contribue très activement au GIS créé en
2001 dont elle constitue une part importante tant par l’ampleur des projets collaboratifs qu’elle pilote
que par le nombre des membres impliqués (cf. ci-dessous).
Par ailleurs, l’Unité est intégrée au pôle de compétitivité Images & Réseaux, l’un des 15
pôles labellisés à vocation mondiale.
Au niveau national, les 3 équipes sont toutes impliquées très fortement, comme on
pourra le voir ci-après, dans les réseaux de recherche du RNRT.
Durant ces 3 dernières années, les principales actions internationales se situent au
niveau de l’intégration des équipes de FOTON dans les réseaux d’excellence ePhoton/One,
ePIXnet, et Sandie, avec une participation active puisque les équipes se situent au niveau de
coordination de nœud national (FOTON-ENST), de coordination de programme de recherche
coopératif (FOTON-INSA), ou de coordination de réseau de plates-formes technologiques
(PERSYST, dans FOTON-ENSSAT). Des coopérations bi-latérales multiples sont également initiées
(Cf. rapport détaillé).
Montage du Projet de CPER PONANT
Suite à l’appel à projets pour le CPER 2007-2013, l’Unité a coordonné le montage du
projet de CPER « PONANT ». Le projet PONANT a pour objectifs de poursuivre et renforcer la
recherche amont régionale sur la Photonique initiée par le GIS FOTON, et par conséquent de
permettre à ses partenaires de maintenir une expertise attractive pour des partenaires publics ou
industriels dans le cadre des réponses aux appels d’offre des réseaux de recherche collaborative
régionaux, nationaux ou européens. On pourra se reporter au § I.3 sur la déclaration de politique
scientifique pour plus de détails.
Formation :
Création en 2004, en partenariat avec l’UBS, et l’ENIB/RESO d’un Master Recherche de
Physique, Photonique et Optique des Télécommunications (PHYPHOTON), adossé à FOTON et
coordonné par FOTON-ENSSAT, destiné à préparer des élèves-ingénieurs et étudiants de troisième
année des 3 Ecoles d’Ingénieurs de rattachement de l’UMR FOTON, à la recherche l’ensemble des
sciences et technologies optiques pour les télécommunications. L’enseignement est dispensé
simultanément sur trois sites par visioconférence, mais de nouvelles techniques de téléenseignement sont en cours d’expérimentation.
FOTON-INSA a mis en place une formation sur la réalisation et le test d’un laser à semiconducteurs unique en France suivie par plusieurs universités (Nantes Rennes, ENSSAT
Lannion). Elle s’intitule TOP 35 (technologie optoélectronique III-V. Il est classé par le ministère dans
les salles régionales de technologie de 2ème cercle.
Distinctions :
Le professeur Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye (FOTON-ENST) a été élu Fellow
de l’Optical Society of America. Sa nomination au rang de Fellow de l’OSA a été obtenue pour la
reconnaissance de ses contributions scientifiques dans le domaine des cristaux liquides et de leurs
applications. Par ailleurs, Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye a reçu en 2006 le prix
UMR 6082 FOTON - 14 -
international Technical Achievement Award de la société SPIE On trouvera des informations
complémentaires sur le site :
http://www.spie.org/AboutSPIE/index.cfm?fuseaction=Awards_SPIE
Résultats scientifiques : cf. § II.1
I.3. Déclaration de politique scientifique pour la période 2008-2011
Préambule
Le directeur de FOTON souhaite faire part de l’extrait suivant du compte-rendu du Conseil de
Laboratoire de l’Unité, du 15 novembre 2006, relatif à l’évolution de l’Unité pour le prochain
quadriennal.
…..Début de citation
Point 1 : Modification du périmètre de FOTON au 1er janvier 2008 : projet d’intégration du
RESO/ENIB
- Présentation du point par JC. Simon :
Le GIS FOTON a constitué une première fédération en Bretagne de la recherche sur l’Optique
appliquée aux télécommunications, à partir de laboratoires d’accueil pour les personnels et
équipements venant de l’ex-CNET dans le cadre de transferts des activités de recherche sur la
couche physique des télécommunications optiques. On peut dire qu’une étape de consolidation de
cette fédération a été franchie avec la création de l’UMR FOTON en janvier 2004.
Parallèlement à cette construction, le GIS FOTON a intégré le laboratoire RESO de l’ENIB
(EA 3380) en 2004 sur la base d’un programme scientifique en cohérence avec les thèmes de
recherche du GIS et de l’UMR FOTON. Des publications communes ont été réalisées entre FOTON et
le RESO (7 articles en 2 ans, et plusieurs communications), sur au moins 2 des 4 thématiques
principales du RESO, ces thématiques étant :
Fonctions à base d’amplificateurs optiques à semi-conducteur
Propriétés structurelles des composants photoniques
Interactions acousto-optique
Systèmes de vision
Les effectifs de recherche du RESO sont de 8,5 chercheurs en équivalent temps plein, pour
une trentaine d’articles sur la durée du quadriennal en cours, ce qui fait environ une moyenne de 1
article par chercheur et par an, critère montrant que ces chercheurs sont publiants en très grande
majorité.
Pour ces raisons, et afin de progresser dans la structuration de la recherche bretonne sur
l’Optique et la Photonique appliquées aux technologies de l’information, il est proposé d’élargir le
périmètre de l’UMR FOTON au RESO.
Motion 1 proposée au vote :
Etes-vous d’accord sur le principe d’une demande de reconnaissance de l’UMR FOTON
intégrant les chercheurs publiants du RESO au sein de l’entité Brestoise ?
La motion est adoptée à l’unanimité des votants :
Point 2 : Principe d’une direction tournante pour le quadriennal 2008-2011
- Présentation du point par JC. Simon :
FOTON est constitué de 3 entités de tailles sensiblement identiques, ayant chacune une
visibilité internationale équivalente, et rattachées à 3 tutelles indépendantes les unes des autres. Il
apparaît légitime dans ce contexte que chaque équipe puisse revendiquer à tour de rôle le leadership
UMR 6082 FOTON - 15 -
de l’Unité, dans le cadre du principe d’une direction collégiale. Après discussion, la motion suivante
est mise au vote :
Conformément aux accords fondateurs de l’UMR FOTON, il est proposé de mettre en
application le principe d’une rotation de la direction de l’UMR FOTON sur les trois composantes
(Rennaise, Lannionaise et Brestoise) de FOTON, dans le cadre d’une direction collégiale. Cette
proposition sera inscrite dans le dossier de demande de reconnaissance de l’Unité pour le
quadriennal 2008-2011.
La motion est adoptée à l’unanimité des votants.
La motion 2 étant adoptée, les modalités d’application du principe de la direction tournante
sur les 3 composantes (Rennaise, Lannionaise et Brestoise) de FOTON seront étudiées et
communiquées aux tutelles qui devront proposer ensemble au CNRS la nomination d’un directeur et
de directeurs-adjoints (1 par site) avant le 1er janvier 2008.
La motion est adoptée à l’unanimité des votants.
…..Fin de citation
En conséquence, le Conseil de Laboratoire sera consulté sur la proposition d’un directeur et
de directeurs-adjoints courant 2007, et son avis communiqué au CNRS et aux tutelles. L’existence
de Directeurs-Adjoints dans une structure multisite telle que FOTON est indispensable au
fonctionnement au quotidien de l’Unité, et leur rôle doit être reconnu par une nomination par le
Département Scientifique.
Par ailleurs, afin d'intégrer dans la dénomination du laboratoire les acitivités de recherche
liées aux capteurs et plus généralement à la diversification par rapport aux télécoms pures (cf. CPER
PONANT §I.3.1), le Conseil de Laboratoire s’est prononcé en faveur et demande donc une évolution
du libellé de l’Unité, sans modification de l’acronyme FOTON, de Fonctions Optiques pour les
TélécommunicatiONs vers :
Fonctions Optiques pour les Technologies de l’informatiON
I.3.1. Note de synthèse sur les projets scientifiques
Les principaux objectifs consisteront à consolider l’Unité créée en 2004, à intégrer le
laboratoire RESO de l’ENIB, et sur le plan scientifique, à diversifier les recherches applicatives afin de
tenir compte des réorientations industrielles importantes connues ces dernières années dans le
domaine des télécommunications optiques.
La consolidation de l’Unité consistera :
•
d’une part à améliorer le fonctionnement interne, aussi bien au niveau de la communication
que des outils de gestion (nouvelle version d’Xlab, Labintel, et très récemment l’outil de
mission AMADEUS). Sur ces deux points l’équipe de direction a investi des moyens
importants à Lannion, notamment :
o
o
•
par la reconversion d’une technicienne CNRS du Bap C en Bap H, qui assure, outre
le secrétariat de FOTON-ENSSAT, l’ensemble de la procédure des commandes, des
missions, et des facturations pour les 3 sites de Rennes, Lannion et Brest
par la réorientation des missions d’un IE CNRS vers la sécurité (ACMO principal de
l’Unité) et la communication.
d’autre part à intégrer l’équipe RESO de l’ENIB, dont les thématiques sont cohérentes dans
l’ensemble avec les objectifs scientifiques de FOTON, comme on peut le constater à partir du
rapport d’activité de cette EA 3380 (cf. annexe 2 § IX - (page 220)). Cette équipe avait été
intégrée au GIS FOTON en 2004 sur la base de projets scientifiques collaboratifs, qui ont
UMR 6082 FOTON - 16 -
donné lieu en moins de 2 ans à 7 articles communs entre RESO et FOTON-ENSSAT. Le
RESO est également partenaire du GIS GRIFIS (cf. description ci-dessus dans le cadre des
faits marquants), et prend une part active à l’enseignement du Master multisite PHYPHOTON.
Un des objectifs du futur contrat sera d’exploiter les synergies existantes entre les équipes
actuelles et l’équipe entrante, en veillant à éviter d’éventuels doublons.
•
Sur le plan des programmes scientifiques, ceux-ci s’inscriront en grande partie dans le cadre
des projets ANR en cours ou démarrant au début 2007, ainsi que dans celui du projet CPER
« PONANT » déjà cité. Alors que les projets ANR ont un objectif précis et borné dans le
temps, le CPER permettra au laboratoire un travail de structuration et de consolidation
d’activités de recherche à plus long terme. On pourra se reporter à l’annexe 1 § VIII - (page
192) qui présente un résumé des objectifs scientifiques de PONANT, incluant ceux de l’UMR
FOTON qui contribue majoritairement au projet.
PONANT développera la recherche:
- d’une part dans les technologies de l’information, notamment à travers le pôle de
compétitivité Images et Réseaux et les réseaux d’excellence européens ePIXnet, Sandie et
ePhoton/One, dans lesquels la plupart des partenaires sont engagés de manière très active et
reconnue au niveau mondial,
- d’autre part dans des domaines « diversifiés » par rapport aux télécom pures : la
biophotonique, les capteurs pour l’environnement et la santé, les lasers pour l’Industrie, la Sécurité et
la Défense.
Pour atteindre ces objectifs, le projet s’appuiera d’une part sur la base des GIS
FOTON et GRIFIS, élargie aux nouveaux partenaires sous forme d’un GIS « PONANT » en cours de
préparation, et d’autre part sur les plate-formes technologiques rattachées PERSYST, PERDYN,
CCLO (systèmes et fonctions pour télécom hauts débits et l’accès, technologies d’optique intégrée) et
PERFOS (fibres optiques spéciales), qui seront consolidées dans le cadre du projet.
PONANT rassemble des compétences multidisciplinaires de la Photonique au sens
large, couvrant des domaines allant des matériaux et composants photoniques nanostructurés (à
base de semiconducteurs, cristaux liquides, fibres optiques spéciales) aux systèmes photoniques.
Huit équipes et trois plates-formes réparties sur les sites de Brest, Lannion, Rennes, et Nantes ayant
des compétences reconnues internationalement aussi bien dans la sphère académique qu’industrielle
(un des établissements est un Institut Carnot), travaillent en synergie et pourront participer à la
formation du PRES « Université de Bretagne ». Ses partenaires contribuent aux projets des pôles de
compétitivité avec 7 projets labellisés à ce jour dans Image et Réseaux, et développent une forte
interaction avec les PME régionales du secteur de l’optique, notamment à travers les plates-formes
technologiques citées.
Plus précisément, les principaux axes scientifiques développés concerneront :
• Les composants photoniques à semiconducteurs : poursuite du programme de recherche sur
les lasers à base d’îlots quantiques, notamment dans des domaines spectraux élargis au
visible et à l’infra-rouge moyen (3-5 µm), et sur les technologies de report sur Silicium, dans le
but d’atteindre des champs d’applications nouveaux (capteurs, médical, interconnexions), tout
en consolidant les résultats obtenus dans le domaine des télécom dans la fenêtre spectrale
autour de 1550 nm. Les composants amplificateurs à semiconducteurs connaissent depuis
peu un regain d’intérêt au niveau des applications au traitement du signal : le RESO fera
bénéficier l’Unité de son expérience sur l’architecture de fonctions logiques, tandis que
l’ENSSAT poursuivra avec l’INSA les travaux sur la recherche de structures ultra rapides à
boites quantiques pour la régénération. L’ENST et l’INSA poursuivront également le projet de
lasers VCSEL accordables rapidement par nano-PDLC. Enfin les absorbants saturables à
base d’îlots quantiques, de nanotubes de carbone, ou d’autres matériaux seront explorés
avec comme ligne directrice principale : la diminution de la puissance de commutation (10
mW visés) tout en conservant la rapidité (réponse picoseconde).
• Le développement en synergie entre le CCLO et FOTON-ENST de la structuration par la
lumière de composants photoniques à base de polymères photosensibles pour réaliser des
guides en polymères et/ou des nanostructures à base de nano-PDLC, et développer des
structures photoréfractives nouvelles pour applications aux mémoires optiques.
• Sur le plan des fonctions et systèmes optiques, FOTON poursuivra les recherches suivant
plusieurs visées applicatives :
UMR 6082 FOTON - 17 -
9
9
9
sur les dispositifs de traitement optique du signal pour des applications allant du
domaine des réseaux d’accès (notamment dans le cadre du pôle Images et Réseaux,
avec une recherche de solutions nouvelles compatibles avec le très bas coût), à celui
des réseaux de transport, avec notamment une montée en débit à 160 Gbit/s.
Sur les fibres optiques microstructurées afin de réaliser des lasers de puissance pour
le Médical et l’Industrie, ou encore pour obtenir de fortes non –linéarités pour le
traitement du signal à basse puissance de commande et très grande rapidité (projet
exploratoire FUTUR, labellisé ANR)
sur les dispositifs optoélectroniques et photoniques pour réaliser des capteurs
appliqués dans divers domaines : télémédecine (projet financés par l’ANVAR), la
sécurité portuaire (projet SECMAR du pôle MER en PACA), ou l’océanographie (pôle
MER de Bretagne).
Ces études seront menées en partenariats régionaux via les plate-formes (PERSYST,
PERFOS, PERDYN) dont l’un des objectifs importants sera le renforcement à travers le CPER
« PONANT ». Les partenariats nationaux (ANR/RNRT) et européens (réseaux d’excellence) seront
bien entendu également prioritaires. Sans compter, bien évidemment, les partenariats industriels
nombreux du laboratoire.
En matière de ressources humaines, les priorités seront orientées sur deux points :
- renforcement des postes de chercheurs CNRS : c’est la seule possibilité aujourd’hui de
renforcer le potentiel de recherche de nos équipes, dans le contexte de stagnation, voire de réduction
du nombre d’étudiants dans les domaines des sciences dures, ce qui bloque les créations de postes
d’enseignants-chercheurs. Actuellement une seule chercheuse CNRS est affectée au Laboratoire.
- consolidation des plates-formes technologiques : plusieurs plates-formes technologiques
publiques ont été créées sur Lannion et Brest, notamment par le CIADT de 2003. Sans les crédits de
fonctionnement attribués principalement par la Région, le FEDER ainsi que les colllectivités, qui ont
servi pour moitié au recrutement de personnels (ingénieurs et techniciens) en CDD lors de la création
des plates-formes, les équipements seraient restés dans leurs emballages. En effet, le faible nombre
de personnels techniques permanents dans les établissements de recherche concernés pose un
problème grave pour la survie de ces plates-formes. Ainsi, alors que ces plates-formes prouvent
depuis deux ans leur efficacité et leur pertinence, elles risquent de disparaître faute d’une
pérennisation suffisamment dynamique des compétences très spécialisées qu’elles
impliquent. Plusieurs personnes (3 IR) ont préféré partir pour des emplois en CDI dans l’industrie, ce
qui fragilise ces structures. Il est urgent de créer pour ces structures un statut qui permette d’assurer
l’équivalent de CDI à leurs personnels.
Par ailleurs, les équipements technologiques extrêmement complexes et lourds
nécessités par la recherche en nanostructures à semiconducteurs de FOTON-INSA imposent
impérativement le renforcement en personnels techniques spécialisés.
En conséquence, il est demandé que sur la durée du prochain quadriennal les postes d’ITA ou ITRF
suivants soient programmés prioritairement par les tutelles pour remplacer les CDD actuels
indispensables au fonctionnement des plate-formes.
1 IE pour la supervision de la salle blanche du CCLO
1 IE pour l’épitaxie à FOTON-INSA
1 IE pour les capteurs pour le Vivant à FOTON-ENSSAT
1 IR pour la plate-forme PERSYST
1 AI pour la plate-forme PERSYST
Enfin, au niveau de l’enseignement de 3eme cycle, la politique d’enseignement à distance
initiée dans le cadre du Master PHYPHOTON sera poursuivie.
UMR 6082 FOTON - 18 -
I.3.2. Evolution du périmètre de l’Unité au 1er janvier 2008
Organigramme UMR 6082 FOTON proposé au 1er janvier 2008
Equipe de Direction
Gestion-Secrétariat
Hygiène et Sécurité
Communication
Conseil de
Laboratoire
Equipe
FOTON-ENSSAT
Lannion
Equipe
FOTON-INSA
Rennes
UMR 6082 FOTON - 19 -
Equipes
FOTONENST&RESO
Brest
I.4. L’Unité en chiffres
er
Au 1 janvier de l'année en cours
Permanents
Non Permanents
Rapport
Rapport
Catégorie de personnels
PR
DR
MC
CR
ITA
IATOS
AUTRES (préciser)
ATER
IATOS > 6 mois
Post-docteurs
Doctorants
DEA ou Master
Chercheurs ou enseignants
étrangers
HDR / Chercheurs et
enseignants-chercheurs
Doctorants / Chercheurs et
enseignants-chercheurs
Nombre
14
0
24
1
4
24
8 IGE-GET + 1 DE GET
11
37
6
2
0,39
0,84
Bilan scientifique résumé pour l’unité
Nombre
151 (182)
2,1
7
0
2
0
36
3
11
19
Publications avec comité de lecture (nombre global)
Publications par an et par chercheur permanent 1
Brevets
Ouvrages
Chapitres d’ouvrages
Articles de vulgarisation
Thèses soutenues
HDR soutenues
Conférences invitées (congrès international, industries)
Séminaires (=conférences en milieu académique)
Flux entrant de personnels au cours du contrat
actuel
CNRS Chercheurs
ITA
Enseignement Enseignants chercheurs
supérieur
IATOS
Nombre
ENSSAT&IUT
Flux sortant au cours du contrat actuel
Nombre
ENSSAT&IUT
CNRS
Enseignement
supérieur
Chercheurs
ITA
Enseignants-chercheurs
INSA
ENSTB
1
1
3
6
Motif (recrutement,
mutation.)
mutation
recrutement
Mutation et recrutement
2
2
2
IATOS
INSA
ENSTB
Motif (retraite, mutation.)
retraite
retraite
6
3
Flux sortant prévisible au cours du prochain
contrat
CNRS Chercheurs
ITA
Enseignement Enseignants chercheurs
supérieur
IATOS
ENSSAT&IUT
INSA
3
1
ENSTB
Motif (retraite, mutation.)
2
4
pour tenir compte du temps effectif de chaque chercheur depuis son arrivée dans l'unité, ce taux est calculé comme la
moyenne des taux annuels de chaque chercheur permanent (cf. chaque rapport d'équipe)
UMR 6082 FOTON - 20 -
I.5.
Moyens matériels et financiers
I.5.1. Ressources annuelles de l'unité au cours du contrat antérieur
Masse salariale estimée à partir de calculs effectués tenant compte de la note ministérielle :
Note n° 05B167DFI du 23/12/2005 relative aux coûts moyens budgétaires 2006
Masse salariale estimée par an
Denom.
Cout moyen*
Titulaires
Total/an
PREX
112019
1
112019
PR1
87696
3
263088
PR2
70952
10
709520
CR1
58476
1
58476
MCF
50000
24
1200000
IGE GET
65000
7
455000
IE2
47623
3.2
152393.6
IR
69659
2.1
146283.9
ASI
42176
1
42176
T CN
35809
4.1
146816.9
T CS
39465
1.8
71037
T CEXP
42000
1.2
50400
SASU
30000
0.25
7500
ADT
30000
2.25
67500
61.9
3 482 210
TOTAL UMR FOTON 2006 :
Budget consolidé annuel :
3 482 210
5 200 000 € environ
Budget récurrent annuel (fonctionnement, équipement)
hors salaires permanents :
140 000 € environ
Contrats dont :
Contrats publics :
Contrats privés :
UMR 6082 FOTON - 21 -
1 360 000 € environ
220 000 € environ
Contrats
FOTON-ENSSAT Lannion
Contrat (n° ,
références…)
LH37 (HT)
LH71 (HT)
LH63 (HT)
KTJR (HT)
VTJ3
VTJ2
Partenaires et financeurs
BTG International
Micro Module
Autres contrats indus.
Oxxiux
ANVAR
CRE France Télécom
Oxxiux
cifre Keopsys
Responsable
Date de début
Date de
fin
Montant
contrat
Monique THUAL
Dominique BOSC
CCLO (10 contrats)
Jean-Claude SIMON
Jean-Marc GOUJON
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Patrice FERON
Pascal BESNARD
17/03/2003
04/01/2005
2002
12/12/2004
16/04/2003
03/02/2005
2006
11/12/2005
14/12/2001
01/10/2006
23/02/2005
11/04/2003
14/12/2004
30/09/2008
23/02/2008
11/04/2006
2 000 €
3 000 €
125 801 €
836 €
60 000 €
90 000 €
140 000 €
8 000 €
10 764 €
30/06/2005
30/06/2008
17/09/2002
04/07/2003
26/06/2004
20/10/2005
17/09/2004
04/07/2005
26/06/2006
19/10/2007
Total contrats privés
ZVNU7
Commu. Lannion-Tregor
Dominique BOSC
ZMQI1
ZMQI2
ZMQI3
ZMQI4
Conseil Général 22 (CPER FOTON)
440 401 €
Total Agglomération
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Dominique BOSC
46 041 €
Total CG
ZVEV1
ZVEV2
ZVEV3
ZVEV4
ZVEV5
ZVEV8
ZVEVA
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (PERSYST)
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (PERSYST)
FEDER (CPER FOTON)
ZVEJ1
ZVEJ3
FNADT (PERSYST)
FNADT (PERSYST)
46 041 €
99 092 €
83 847 €
83 847 €
7 316 €
274 102 €
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
28/02/2002
31/05/2002
01/04/2003
01/09/2003
25/11/2004
01/09/2005
01/01/2006
28/02/2005
31/05/2004
31/03/2005
31/10/2005
28/02/2006
31/10/2007
30/06/2007
13/06/2003
01/09/2003
13/06/2005
31/08/2005
Total contrats FEDER
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Total FNADT
UMR 6082 FOTON - 22 -
140 212 €
82 852 €
121 959 €
377 732 €
91 469 €
250 000 €
106 714 €
1 170 939 €
350 000 €
500 000 €
850 000 €
Contrat (n° ,
références…)
KBK9
KMK5 (HT)
KNNG
VBK2
Ministère de la Défense
Responsable
Date de début
Date de
fin
Montant
contrat
Olga LADO
Olga LADO
Olga LADO
Olga LADO
13/11/2000
28/11/2000
28/05/2002
24/07/2003
13/03/2004
27/05/2004
28/03/2003
17/05/2007
73 160 €
10 940 €
19 755 €
133 668 €
01/01/2001
01/01/2001
01/01/2002
19/12/2003
02/12/2005
31/12/2006
31/12/2006
01/04/2007
30/04/2007
02/12/2008
Total Ministere défense
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Patrice FERON
237 523 €
314A
314C
ZKEAA
ZVA13
ZVAN2
CPER ETAT
CPER-ETAT
Ministere Industrie ASTERIX
Ministere Recherche ROTOR
Minister Recherche ANR oscillateurs
KNU2
KNU3
ZVNU1
ZVNU2
ZVNU3
ZVNU4
ZVNU5
ZVNU6
ZVNU8
ZVNU9
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
22/05/2002
22/05/2002
17/04/2003
17/04/2003
24/03/2004
24/03/2004
30/05/2005
30/05/2005
09/06/2006
19/09/2006
22/05/2003
22/05/2003
17/04/2004
17/04/2004
24/03/2005
24/03/2005
30/05/2006
30/05/2006
28/02/2008
19/09/2007
ZVNN7
ZVNNA
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
31/07/2002
09/09/2003
31/07/2005
09/09/2004
63 941 €
59 107 €
60 979 €
76 222 €
60 980 €
76 225 €
45 735 €
45 735 €
53 357 €
30 490 €
30 490 €
91 500 €
81 300 €
ZVNNE
Région Bretagne
Thierry CHARTIER
01/01/2005
31/12/2005
91 500 €
ZVPH2
Région Bretagne
Pierre JOUBERT
01/09/2003
31/05/2005
Total Ministère de la Recherche
1 170 222 €
Total Région Bretagne
Total général
Moyenne annuelle
Lannion:
UMR 6082 FOTON - 23 -
639 150 €
129 510 €
91 329 €
193 991 €
116 242 €
200 000 €
1 067 558 €
5 116 786 €
852 798 €
FOTON-INSA Rennes
Contrat (n° ,
références…)
ACI nanotech
ACI nanotech
ACI nanotech
CPER FOTON
Etat
Etat
Etat
Etat
PRIR
PRIR
PRIR
CPER FOTON
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région
Epixnet
sandie
Europe
Europe
Responsable
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
Total Contrats Europe
2002
2003
2004
2002
Date de
fin
2006
2007
2008
2007
2004
2004
2004
2002
2008
2008
2008
2007
2005
2005
2008
2010
Date de début
Total général
Moyenne annuelle
Rennes:
Montant
contrat
46 000 €
120 000 €
90 000 €
930 000 €
1 186 000 €
72 000 €
72 000 €
72 000 €
315 000 €
531 000 €
150 000 €
370 000 €
520 000 €
2 237 000 €
372 833 €
FOTON-ENST Brest
Jean-Louis de Bougrenet
Total CG
2002
2006
Total général
Moyenne annuelle
Brest:
UMR 6082 FOTON - 24 -
850 000 €
850 000 €
75 000 €
75 000 €
150 000 €
150 000 €
150 000 €
150 000 €
550 000 €
550 000 €
1 775 000 €
355 000 €
I.5.2. Besoin de financement de l'unité pour le prochain contrat
Demande du CPER pour les 4 prochaines années
Equipes
FOTON-INSA
Demande (k€)
2007
2008
2009
2010
Total
équipement
Equipement
160
400
88
80
728
728
Fonctionnement
90
90
100
100
380
140
Immobilier
RESO-ENIB
Equipement
150
180
130
100
560
Fonctionnement
110
120
120
120
470
151
258
245
59
713
Fonctionnement
34
140
171
103
448
Immobilier
0
Total
1161
Equipement
145
164
115
45
469
Fonctionnement
35
115
130
90
370
713
448
469
370
839
Equipement
200
230
100
80
610
Fonctionnement
70
110
126
120
426
610
426
0
Total
1036
Equipement
135
145
167
43
490
Fonctionnement
106
102
89
78
375
Total
470
1030
Equipement
Immobilier
PERSYST
560
0
Immobilier
Total
CCLO
140
1248
Total
FOTON-ENSSAT
Immobilier
380
140
Total
FOTON-ENST
Bretagne
Fonctionnement
Immobilier
0
Total
865
1386
2194
1581
1018
UMR 6082 FOTON - 25 -
6179
490
375
3570
2469
140
Résumé demande CPER pour les 4 prochaines années :
Totaux
Equipement
Fonctionnement
immobilier
3 570 000
2 469 000
140 000
Total CPER
2007-2010
6 179 000 €
I.5.3. Liste des équipements (en euros, hors taxes) souhaités ou programmés durant la période du nouveau contrat
Descriptif et nombre
Coût unitaire
Source de financement
(ministère, EPST ou EPIC
à préciser …) *
Coût total
FOTON-Lannion (ENSSAT-PERSYST-CCLO)
Dispositif de visualisation pour le visible et l’infrarouge
150000
CPER (D)
150000
Banc de caractérisation de capteurs d’intrusion
139000
CPER (D)
139000
Microscope à balayage (mutualisation CCLO)
100000
CPER (D)
100000
Montage optique pompe-sonde impulsion courte
130000
CPER (D)
130000
Banc d’analyse de spectre électrique
100000
CPER (D)
100000
Dispositifs pour régénération optique
150000
CPER (D)
150000
Oscilloscope à échantillonnage optique
200000
CPER (D)
200000
Oscilloscope Infinium avec 2 têtes 40 GHz et l’option
« low jitter »
100000
CPER (D)
100000
Matériel pour émission-réception 40 Gbit/s
149000
CPER (D)
149000
Tête de réception 10Gbits/s
40000
CPER (D)
40000
Réacteur RIE
230000
CPER (D)
230000
Aligneur de masque
200000
CPER (D)
200000
UMR 6082 FOTON - 26 -
Coût unitaire
à préciser …) *
Coût total
FOTON-Lannion (ENSSAT-PERSYST-CCLO)
Géné et lasers UV + sources IR
Machine de découpe wafer
140000
CPER (D)
140000
80000
CPER (D)
80000
FOTON-Brest (ENSTB-ENIB)
Analyseur de communications (type BERTScope)
140000
CPER (D)
140000
Mux/Démux 50 GHz
40000
CPER (D)
40000
Sources, Modulateurs
40000
CPER (D)
40000
Logiciels (Matlab, VPI ,Optsim, Labview, Zemax, …)
82000
CPER (D)
82000
Tables XY haute résolution
140000
CPER (D)
140000
Mise à niveau de microscope interférométrique
80000
CPER (D)
80000
Mise à jour bancs de caractérisation de cellules à CL
35000
CPER (D)
35000
Microscope confocal à par fluorescence
150000
CPER (D)
150000
Analyseur des signaux optiques (intensité – phase)
100000
CPER (D)
100000
Filtres AOTF prototypes (gamme : 1,55 µm, résolution < 0,8
nm)
75000
CPER (D)
75000
Oscilloscopes numériques (rapide)
70000
CPER (D)
70000
Analyseur de formats de modulation et modulateurs /
démodulateurs optiques
89000
CPER (D)
89000
Capteurs, fibres spéciales, sources et logiciels de simulation
95000
CPER (D)
95000
UMR 6082 FOTON - 27 -
Coût unitaire
à préciser …) *
Coût total
FOTON-Brest (ENSTB-ENIB)
Sources optiques accordables (C+L), impulsionnelles et
corrélateur
75000
CPER (D)
75000
Structures d’Amplificateurs Optiques et cellules acousto
optiques
50000
CPER (D)
50000
FOTON –Rennes (INSA)
Chambre d'épitaxie haute températur
400 000
CPER (D)
400 000
Cellule EPI Antimoine :
80 000
Europe (A)
80 000
RHEED pour la MBE :
40 000
Contrat
40 000
Cellule MBE double filament x2 :
30 000
Ministère+contrats
30 000
Pompes Sèches x2 :
20 000
Ministère+contrats
20 000
Alim de puissance
7 000
Ministère+contrats
7 000
4 000
Ministère+contrats
4 000
Banc Rayons X
150 000
Ministère+contrats
150 000
Système gravure sèche Si et III-V
30 000
Europe (A)
30 000
Photolitographie
16 000
Ministère+contrats
16 000
Test sous pointe
6 000
Ministère+contrats
6 000
hotte, armoires, étuvage, pesée
20 000
BQR
20 000
Scie découpe
20 000
Ministère+contrats
20 000
Pyromètre
UMR 6082 FOTON - 28 -
Coût unitaire
à préciser …) *
Coût total
FOTON –Rennes (INSA)
AFM de nouvelle génération :
60000
ANR
60 000
Lampe de puissance large spectre
6000
Ministère+contrats
6 000
Spectromètre IR
60 000
Ministère+contrats
60 000
Analyseur de spectre
30 000
Europe (A)
30 000
Tests spectroscopiques
8000
Ministère+contrats
8 000
Cryostat compresseur Hélium :
60 000
CPER en cours (A)
60 000
Laser Q switché
15000
Ministère+contrats
15 000
Mesure de mode optique
6000
Ministère+contrats
6 000
table optique
2000
Ministère+contrats
2 000
Petit matériel optique
10000
Ministère+contrats
10 000
Injection optique guidée
6000
Ministère+contrats
6 000
Caméra CCD visible :
10 000
BQR
10 000
Caméra mesure de mode IR :
15 000
Contrat
15 000
Logiciels propagation EM
15 000
Contrat
15 000
UMR 6082 FOTON - 29 -
I.6. Ressources humaines
I.6.1. Liste nominative des enseignants chercheurs statutaires
Choisissez le code
établissement :
- Liste nominative des professeurs des universités et maîtres de conférence (et assimilés), appelés à faire partie de l'unité proposée
(à classer par établissement
d'affectation)
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
Etablissement
d'enseignement supérieur
d'affectation
(4)
Code
établissement
d'affectation
(5)
Etablissement
d'enseignement
supérieur où l'EC
effectue son
activité de
recherche
(6)
Code établissement recherche
(5)
Section
CNU
(2 chiffres)
HDR (2)
Date
d'arrivée
dans
l'unité
(3)
X
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
BESNARD
Pascal
1963
PR2
30
CHAILLOU
Annick
1964
MCF
33
sept.-01
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
CHARRIER
Joël
1972
MCF
63
sept.-00
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
CHARTIER
Thierry
1969
MCF
30
sept.-03
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
DUMEIGE
Yannick
1976
MCF
30
sept.-03
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
FERON
Patrice
1959
MCF
30
X
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
GINOVART
Frédéric
1966
MCF
30
X
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
GOUJON
Jean-Marc
1967
MCF
63
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
GUENDOUZ
Mohamed
1961
MCF
28
X
oct.-00
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
HAJI
LADOBORDOWSKY
Lazhar
1954
PR2
28
X
oct.-00
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
Olga
1944
PR2
30
X
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
X
UMR 6082 FOTON - 30 -
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
Section
CNU
(2 chiffres)
HDR (2)
Date
d'arrivée
dans
l'unité
(3)
Etablissement
d'affectation
(4)
Code
établissement
d'affectation
(5)
Etablissement
d'enseignement
supérieur où l'EC
effectue son
activité de
recherche
(6)
(5)
LORRAIN
Nathalie
1973
MCF
28
sept.-03
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
MOTTET
Serge
1947
PR2
63
X
sept.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
SIMON
Jean-Claude
1948
PR1
63
X
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
STEPHAN
Guy
1940
PREX
30
X
oct.-00
UR1/ENSSAT
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
THUAL
Monique
1963
PR2
63
X
sept.-00
UR1/IUT Lannion
0350936C
UR1/ENSSAT
0350936C
CHEVALLIER
De BOUGRENET
De La TOCNAYE
DUPONT
Raymond
1960
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
Jean-Louis
1954
PR1
X
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
Laurent
1962
MCF
X
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
FRACASSO
Bruno
1965
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
HEGGARTY
Kevin
1964
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
WOLFFER
Nicole
1952
MCF
X
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
WU
Zongyan
1942
PR1
X
févr.-04
GET/ENST Bret.
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
BENHAL
Jamal
1958
MCF
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
BERTRU
Nicolas
1966
PR2
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
BURIN
JeanPhilippe
1962
MCF
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
EVEN
Jacky
1964
PR2
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
FOLLIOT
Hervé
1972
MCF
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
GICQUEL
Maud
1979
MCF
28
sept.-05
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
GRILLOT
Frédéric
1974
MCF
28
sept.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
LABBE
Christophe
1970
MCF
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
LE CORRE
Alain
1955
PR2
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
LEMOINE
Daniel
1948
PR
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
LETOUBLON
Antoine
1971
MCF
28
sept.-05
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
X
X
X
UMR 6082 FOTON - 31 -
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
Section
CNU
(2 chiffres)
HDR (2)
X
Date
d'arrivée
dans
l'unité
(3)
Etablissement
d'affectation
(4)
Code
établissement
d'affectation
(5)
Etablissement
d'enseignement
supérieur où l'EC
effectue son
activité de
recherche
(6)
(5)
LOUALICHE
Slimane
1950
PR2
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
PARANTHOEN
Cyril
1975
MCF
28
févr.-04
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
PIRON
Rozenn
1975
MCF
28
févr.-05
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
RICHARD
Soline
1979
MCF
28
sept.-05
INSA RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
LE BIHAN
Jean
1947
PREX
63
X
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
SHARAIHA
Ammar
1956
PR2
63
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
BENTIVEGNA
Florian
1966
MCF
30
X
dossier
déposé
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
BENZINOU
Abdesslam
1970
MCF
61
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
BOUCHER
Yann
1964
MCF
63
X
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
CHI
Jacques
1963
MCF
63
X
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
GUEGAN
Mikaël
1973
MCF
63
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
PERENNOU
André
1966
MCF
63
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
PUCEL
Benoît
1956
MCF
63
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
RAMPONE
Thierry
1969
MCF
63
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
QUINTARD
Véronique
1969
MCF
63
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
Etablissements secondaires
(préciser)
Récapitulatif
Etablisseme
nt principal
INSA
ENSTBret.
ENIB
Autres
établissem
ents
Total
Total EC
16
15
7
11
49
dont HDR
11
4
4
4
23
UMR 6082 FOTON - 32 -
I.6.2. Liste nominative des chercheurs CNRS statutaires
Liste nominative des chercheurs statutaires (des EPST ou EPIC), appelés à faire partie de l'unité proposée
(à classer par établissement d'exercice)
Nom
CARRE
Prénom
Christiane
Année de
naissance
(AAAA)
Organisme
d'appartenance
1959
CNRS
Corps grade (1)
Section ou comité
d'évaluation de
l'organisme
HDR
(2)
Date
d'arrivée
dans l'unité
(3)
Etablissement
d'enseignement
supérieur de
rattachement de l'unité
dans laquelle le
chercheur effectue son
activité de recherche
(4)
CR1
CN 08
X
11/2005
GET/ENST Bret.
Organismes (préciser)
Récapitulatif
CNRS
GET
Total
…………
…………
Total chercheurs
étab. principal
(préciser)…………
dont HDR
Total chercheurs
étab. secondaire ENSTBret.………
dont HDR
1
1
Total chercheurs
étab. secondaire
dont HDR
Total chercheurs
1
UMR 6082 FOTON - 33 -
Code de
établissement
désigné en (4)
0291811L
I.6.3. Liste nominative des autres personnels (ex : INSERM, CEA…) appelés à faire partie de l’unité proposée
I
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Organisme
d'appartenance
Corps grade (1)
Section ou comité
d'évaluation de
l'organisme
HDR
(2)
Date d'arrivée
dans l'unité (3)
Etablissement
d'enseignement
supérieur de
rattachement de l'unité
dans laquelle le
chercheur effectue son
activité de recherche
(4)
Code de
l'établissement
désigné en
(4)
GADONNA
Michel
1952
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
GROSSO
Philippe
1951
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
HARDY
Isabelle
1959
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
MORVAN
Michel
1965
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
MOULINARD
Marie-Laure
1963
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
VINOUZE
Bruno
1953
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
DANIEL
Emmanuel
1960
GET
IE-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
GRAVEY
Philippe
1956
GET
DE2-GET
CN 08
02/2004
GET/ENST Bret.
0291811L
Organismes (préciser)
Récapitulatif
CNRS
Total chercheurs
étab. principal
GET
…………
8
……
……
Total
8
dont HDR
UMR 6082 FOTON - 34 -
I.6.4. Liste nominative des ITA
Nom
FEVE
HAESAERT
LE ROY
Prénom
Sylvain
Séverine
Réjane
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
B.A.P.
(2)
1970
1972
1980
IGE2
ASI
TCH
C
1
B
1
C
1
HDR
(3)
Participation
à l'unité (4)
Institution
d'appartenance
(5)
Etablissement
d'enseignement
supérieur
d'affectation
CNRS
CNRS
CNRS
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
Code
établissem
ent
d'affectatio
n
0350936C
0350936C
0350936C
Etablissement
d'enseignement
supérieur dans
lequel l'individu
effectue son
soutien à la
recherche
Code
établissement
recherche
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
0350936C
0350936C
0350936C
I.6.5. Liste nominative des IATOS
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
B.A.P.
(2)
HDR
(3)
Participation à
l'unité (4)
Institution
d'appartenance
(5)
X
1
MENESR
BOSC
Dominique
1952
IGR 1cl
B
BRAMERIE
Laurent
1974
IGR
C
1
MENESR
KULIGOWSKI
Orlane
1973
SASU
I
0.25
MENESR
LE FLECHER
Serge
1963
IGR 2cl
G
0.2
MENESR
L'HER
Henry
1961
TCH
C
0.25
MENESR
MADEC
Robert
1962
TCH
C
0.8
MENESR
MOIZARD
Michèle
1956
ADT
I
0.25
MENESR
UMR 6082 FOTON - 35 -
Etablissement
Code
établissed'enseignement
ment
d'affectation
supérieur
d'affectation
ENSSAT/
CCLO/
UR1
ENSSAT/
UR1
ENSSAT
ENSSAT/
UR1
ENSSAT/
UR1
ENSSAT/
CCLO/
UR1
ENSSAT/
UR1
Etablissement
d'enseignement
supérieur dans
lequel l'individu
effectue son soutien
à la recherche
Code
établissement
recherche
0350936C
ENSSAT/CCLO/
UR1
0350936C
0350936C
ENSSAT/UR1
0350936C
0350936C
ENSSAT
0350936C
0350936C
ENSSAT/UR1
0350936C
0350936C
ENSSAT/UR1
0350936C
0350936C
ENSSAT/CCLO/
UR1
0350936C
0350936C
ENSSAT/UR1
0350936C
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
B.A.P.
(2)
C
HDR
(3)
Participation à
l'unité (4)
Institution
d'appartenance
(5)
1
MENESR
ROCHARD
Philippe
1960
IGE
GREGOIRE
Sylvie
1975
TCH
1
MEFI
CARIOU
AnneCatherine
1965
ADT
1
MEFI
MOULINARD
Marie-Laure
1963
IE-GET
1
MEFI
DANIEL
Emmanuel
1960
IE-GET
1
MEFI
BATTE
Thomas
1977
IGE
B
0.8
MENESR
BOUFFORT
Yves
1949
TS
C
0.8
MENESR
CHABREYRON Jean-Claude
1947
T Exp
B
0.4
MENESR
DEHAESE
Olivier
1970
IR
B
1.0
MENESR
LE ROLLAND
Jean Pierre
1947
IR
C
0.1
MENESR
MOUCHET
Nicolas
1972
ADT
C
0.5
MENESR
RIAUX
Ghislaine
1952
SARFS
I
0.4
MENESR
ROHEL
Tony
1978
TS
B
1
MENESR
TAVERNIER
Karine
1977
TN
B
0.8
MENESR
UMR 6082 FOTON - 36 -
Etablissement
Code
ment
d'affectation
supérieur
d'affectation
ENSSAT/
CCLO/
UR1
GET/
ENST Br
GET/
ENST Br.
GET/
ENST Br
GET/
ENST Br
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
INSA
RENNES
Etablissement
d'enseignement
supérieur dans
lequel l'individu
à la recherche
Code
établissem
ent
recherche
0350936C
ENSSAT/CCLO/
UR1
0350936C
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
0291811L
GET/ENST Bret.
0291811L
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0350097R
INSA RENNES
0350097R
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Corps
grade (1)
B.A.P.
(2)
T Exp
B
THOUMYRE
Françoise
1947
BERTHEVAS
Jean-Luc
1962
LE MOIGNE
Michel
1965
Total ITA/IATOS
titulaires (4)
dont HDR
ATOS
ADT
ITRF
TCH
E
Personnels affectés aux
établissements secondaires
(préciser)
Personnels
affectés à
l'établissement
principal
INSA.
ENST-Bret.
ENIB
4.75
7.2
4
0.65
HDR
(3)
Etablissement
Code
ment
d'affectation
supérieur
d'affectation
Etablissement
d'enseignement
supérieur dans
lequel l'individu
à la recherche
Code
établissem
ent
recherche
Participation à
l'unité (4)
Institution
d'appartenance
(5)
0.8
MENESR
INSA
RENNES
0350097R
INSA RENNES
0350097R
0.4
MENESR
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
0.25
MENESR
ENI Brest
0290119X
ENI Brest
0290119X
Personnels affectés à d'autres établissements
1
UMR 6082 FOTON - 37 -
Autres IATOS
- Liste nominative des ingénieurs, techniciens, administratifs, personnels ouvriers et de service contractuels*
(secteurs privé et public) appelés à faire partie de l'unité proposée
(à classer selon l'institution d'appartenance et l'établissement d'affectation ou de rattachement)
* CDD supérieur à 6 mois)
Nom
Prénom
CHEHAYED
[PERSYST]
GAY
GRAVIOU
HENRIO
LEPAGE
LOBO
RONCIN
Stéphane
SWIATHY
Greggory
Mathilde
Danielle
Frédéric
Ronan
Sébastien
Vincent
DEFOSSE
Yves
MOISAN
Jean-Charles
MACE
Erwan
Année de
naissance
(AAAA)
1975
1978
1963
1978
1972
1977
1974
Corps
grade (1)
B.A.P.
(2)
ASI
IR
IE
TCH
IE
IE
ASI
IR
1976
IE
C
1
MENESR
I
0,9
MENESR
B
C
1
MENESR
1
MENESR
C
1
MENESR
C
1
MENESR
C
1
MENESR
ENSSAT/UR1
C
TCH
B
1
RENNES1
1
CNRS/RENNES1
Total (3)
Personnels
affectés à
l'établissement
principal
8.9
Personnels rattachés aux établissements
secondaires (préciser)
INSA
ENST-Bret.
1.6
1.0
CDD
CDD
12
CDD
12
CDD
12
CDD
12
CDD
12
CDD
12
CDD
12
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
CDD
12
ENSSAT/UR1
12
GET/ENST Bret.
12
INSA RENNES
Type de
contrat
(5)
1
MEFI
0.8
MENESR
GET/ENST
CDD
Bret.
INSA RENNES CDD
0.8
MENESR
INSA RENNES CDD
MENESR et MEFI
Récapitulatif
ou Etablissement
d'enseignement
supérieur
d'affectation
(4bis)
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
ENSSAT/UR1
C
IE
1966
Participation
à l'unité (3)
Institution
d'appartenance
(4)
Etablissement
d'enseignement
supérieur de
Durée du rattachement de
contrat
l'unité dans
(en mois) laquelle l'individu
effectue son
activité de soutien
à la recherche
12
ENSSAT/UR1
Personnels
rattachés à
d'autres
établissements
UMR 6082 FOTON - 38 -
I.6.6. Liste nominative des doctorants (préciser leur équipe, leur responsable, et leur mode de financement)
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Directeur(s) de
thèse
J.Even
Date de
début de
thèse (1)
Mode de
financement (2)
DEA ou master
d'origine (3)
Etablissement
d'inscription du doctorant
CEA
INSA-RENNES
INSA-RENNES
TRANCHANT
Nicolas
2004
CORNEJO BAUTISTA
Joaquin
1981
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
nov.-05
A
AUTRE (Colombie)
GET/ENST Bret.
NGUYEN
Thanh Nam
1980
JC. Simon / T.
Chartier
fev.-05
COLL TERR
AUTRE (Vietnam)
ENSSAT
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
janv.-04
Europe
BORDEAUX
CAILLAUD
Bertrand
LETORT
Cédric
1978
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
nov.-01
COLL TERR
CSIM - UR1
VAUDEL
Olivier
1980
P. Besnard
oct.-03
A
DEA STT
JAUFFRIT
Jérémie
1974
oct-01
CIFRE
DEA STT - CO
PAYOUX
Franck
1979
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
SINHA
Pravin
1979
L. Dupont
DENISOV
Alexey
1981
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
oct-03
mars-04
oct.-05
UMR 6082 FOTON - 39 -
GET/ENST Bret.
ED de rattachement (4)
Sciences de la Matière
Rennes 1
Sciences pour
l'Ingénieur – UBS
Rennes 1
Electronique,
Electrotechnique,
Automatique, Traitement
du signal
RENNES 1 (GET/ENSTB) MATISSE
ENSSAT
Rennes 1
MATISSE - Rennes 1
DEA STT - CO
GET/ENST Bret.
ETR
DEA STT - CO
GET/ENST Bret.
A
DISPENSE
GET/ENST Bret.
Electronique,
Electrotechnique,
du signal
Sciences pour
Sciences pour
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Directeur(s) de
thèse
Date de
début de
thèse (1)
Mode de
financement (2)
DEA ou master
d'origine (3)
Etablissement
FRAVAL
Nicolas
1981
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
janv.-06
CIFRE
DISPENSE
GET/ENST Bret.
Sciences pour
KESSELS
Mélanie
1980
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
janv.-05
A
DISPENSE (équiv.
Physique Univ.
Liège - BE)
GET/ENST Bret.
Sciences pour
DORE
François
1978
J.Even
2004
AMN
ENS Cachan
INSA RENNES
VESELINOV
Kyril
S.Loualiche
2004
Europe
INSA RENNES
INSA-RENNES
ALGORAIBI
Ibrahim
1975
N.Bertru
2004
ETR
INSA-RENNES
INSA RENNES
CORNET
Charles
1978
J.Even
2003
AM
INSA-RENNES
INSA RENNES
HOMEYER
Estelle
1981
S.Loualiche
2004
COLL TERR
INSA-RENNES
INSA RENNES
LAMY
Jean Michel
1980
S.Loualiche e
2005
AM
INSA-RENNES
INSA RENNES
LEVALLOIS
Christophe
1978
A.Le Corre
2003
COLL TERR
INSA-RENNES
INSA RENNES
NAKKAR
Abdulhadi
1976
A.Le Corre
2005
Syrie
INSA-RENNES
INSA RENNES
PRODHOMME
Pierre Yves
J.Eve
2004
CIFRE
INSA-RENNES
INSA-RENNES
DRIBEK
Mohamed
1979
L. Haji
MESSAAD
Khalida
1974
DUONG
Thanh Nga
1983
HAYAU
Jean-François
LAGROST
Alexandra
1983
Physicochimie-Paris
XI
RadiofrequenceINPG
STS/PhyphotonUR1
ENSSAT
A
STS/PhyphotonUR1
ENSSAT
Rennes 1
A
STS/PhyphotonUR1
ENSSAT
Rennes 1
oct. 06
COLL TERR
D. Bosc
nov.-05
COLL TERR
JC. Simon
oct.-06
CIFRE
1981 P. Besnard
oct.-05
P. Besnard
oct.-06
UMR 6082 FOTON - 40 -
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
Rennes 1
ENSSAT
ENSSAT
Nom
Prénom
Année de
naissance
(AAAA)
Directeur(s) de
thèse
Date de
début de
thèse (1)
Mode de
financement (2)
DEA ou master
d'origine (3)
STS/PhyphotonUR1
STS/PhyphotonUR1
Etablissement
Rennes 1
Rennes 1
LE Quang
Trung
1983
JC Simon
oct.-06
COLL TERR
NGO
Minh Nguyet
1983
JC Simon
oct.-06
A
BELFQIH
Zineb
1981
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
oct.-05
INDUSTR
STS/PhyphotonUR1
GET/ENST Bret.
MALARDE
Damien
1982
WU Zongyan
oct.-05
A
STS/PhyphotonUR1
GET/ENST Bret.
ROTTIER
Gaetan
1977
M. Thual
oct.-06
INDUSTR
STT
ENSSAT
AUBERT
Nicolas
1979
P. Féron
sept.-04
CIFRE
STT-UR1
ENSSAT
Rennes 1
GHISA
Laura
1980
P. Féron
sept.-04
A
STT-UR1
ENSSAT
Rennes 1
GIRAULT
Gwenaelle
1979
JC. Simon / F.
Ginovart
AC
STT-UR1
ENSSAT
Rennes 1
GET/ENST Bret.
Electronique,
Electrotechnique,
du signal
LECOCHE
Frédéric
1978
J.L de Bougrenet
de la Tocnaye
MAALOUF
Azar
1975
NAJAR
Adel
1976
Total
oct.-03
ENSSAT
MATISSE - Rennes 1
Sciences pour
Rennes 1
janv.-04
RNRT
D. Bosc
oct.-03
COLL TERR
ENSSAT
Rennes 1
L. Haji
nov.-05
ETR
ENSSAT
Rennes 1
37
UMR 6082 FOTON - 41 -
STT-UR1
ENSSAT
I.6.7. Composition de l’unité prévue au début du Contrat (en ETP)
Enseignement supérieur
Organisme
Etab.
Principal
Univ Rennes
1
ENSSAT
Etab.
Secondaire
INSA
Etab. Secondaire
ENST-Bret.
Etab. Secondaire
ENIB
Professeurs
3.5
2.5
1.0
1.0
8.0
2.5
Maîtres de
conférences
4.5
5.0
2.5
4.5
16.5
2.5
Corps
CNRS
Directeurs de
recherche
Total
Evolution prévisible au
cours du contrat
(recrutements attendus,
perspectives de départs
en retraite … )
0.0
Chargés de
recherche
1.0
1.0
0
Ingénieurs (1) et 1DE
à ENSTB
9.2
2.3
8.8
1.0
1.0
22.3
4
Personnels
techniciens et
administratifs (1)
2.9
6.6
3.0
0.7
2.0
15.2
4
Autres (préciser) :
1.0
1.0
1.0
1.5
4.5
0
Total
21.1
17.4
16.3
8.7
67.5
13
13
10
10
8.0
Doctorants
UMR 6082 FOTON - 42 -
4.0
II - RAPPORT SCIENTIFIQUE
II.1. Présentation synthétique des résultats marquants de l’UMR FOTON
Avant de passer au rapport scientifique des 3 équipes, dont certaines sont constituées de
groupes thématiques bien identifiés, on trouvera dans ce paragraphe une présentation synthétique
des principaux résultats obtenus sur la période considérée, classés selon les différents axes
thématiques de l’Unité. Malgré la dispersion géographique et tutélaire des équipes, on pourra noter
d’après le tableau ci-dessous, que nombre de projets impliquent 2, et même parfois les 3 équipes de
FOTON.
Tableau des projets scientifiques de l’Unité menés dans le cadre de programmes (internes,
régionaux, nationaux, ou européens).
UMR FOTON
ENSSAT ENST
INSA
Bretagne
×
Nom du
projet
COPOLDYN
type
début
fin
RNRT
2000
2002
ROM-EO
RNRT
2003
2005
×
RYTHME
RNRT
2003
2006
×
ASTERIX
ROTOR
ECOFRAME
RNRT
RNRT
ANR-RNRT
2003
2004
2006
2007
2007
2009
×
×
Lambda
Access
FUTUR
ANR-RNRT
Pôle I&R
RNRT
Pôle I&R
ANR-RNRT
Pôle I&R
ANR-RNRT
2006
2009
×
2006
2009
×
2006
2008
×
2006
2008
×
EUR
REX
EUR
REX
EUR
REX
EUR
STREPS
2004
2008
×
2004
2008
2004
2008
2006
2008
2006
2008
×
DISTO
EUR
ERA-SPOT
REG
2006
2009
×
PRINT
REG
2006
2009
OPM
EMULATEUR
REG &CG29
REG &CG29
2005
2005
2006
2007
µAccess
Antares
Epixnet
Ephoton-one
Sandie
NEWTON
OPTION160
×
×
×
×
×
x
×
UMR 6082 FOTON - 43 -
×
×
31 partenaires
Laser Zentrum (Hanovre),
BASF, Thalès, Univ.
Oxford, TUD
DCU Dublin
×
×
Alcatel, Highwave,
Thales,INRIA
Alcatel, INT, UVSQ, Caps
Entreprise
Alcatel, FT R&D, Télécom
Paris, Optogone
LPN, Alcatel, IEF, III-V lab
LPN, ENST, III-V lab
Alcatel, FT R&D, INT,
Télécom Paris, UVSQ,
Univ. Limoges, Chloé
FT R&D, Kerdry,
VectraWave, PERDYN
LPN, LPUB, III-V lab
PERFOS,IXfiber, EVC
KEOPSYS, FT R&D,
PERFOS
III-V Lab, FT R&D, Intexys
Photonetics, Anritsu
Instruments France
35 partenaires
40 partenaires
×
×
Autres partenaires
FOTON-ENSSAT & INSA
Yenista Photonics, CCLO,
PERSYST, ENIB/RESO
FOTON-ENST,
LAUBS(UBS), CCLO et
Micromodule
ENIB, Optogone
Optogone, FTR&D,
PERSYST, PERDYN
Nom du
projet
INTERACCES
type
début
REG
2006
fin
2008
UMR FOTON
ENSSAT ENST
INSA
Bretagne
×
×
CRE FT
2006 2008
EROM
×
CRE FT
2005
2007
Accès
Optique
ANR : Agence Nationale de la Recherche
RNRT : Réseau National de Recherche en Télécommunication
REG : projet régional
REX : Réseau d’excellence européen
CRE : Contrat de recherche externe France Télécom (FTR&D)
EUR : projet européen
×
Autres partenaires
CLEODE, EKINOPS, FT
R&D, AD-Lightec,
PERDYN
FT R&D
FT R&D, INT, Télécom
Paris
COPOLDYN :
Ce projet avait pour objet la conception et la réalisation de prototypes de contrôleurs de
polarisation en partant de la conception des cellules biréfringentes élémentaires à base de
céramiques PLZT et de cristaux liquides et à leur mise en module. Les résultats des tests
polarimétriques et des tests systèmes démontrent que le contrôleur à base de PLZT associé à un
algorithme de commande de type Nelder-Mead apporte une amélioration de la compensation de PMD
en comparaison d’un compensateur classique.
ROM-EO :
Le projet ROM-EO étudie un concept de réseau dorsal multiservice opto-électronique à
routage de « bursts », par opposition au routage IP pur pour pouvoir monter plus rapidement en débit
en ligne et en capacité. Est visé dans ce projet un cœur de réseau d’une capacité supérieure au
Terabit, incorporant des interfaces d’une capacité de 40Gbps, tel que le besoin s’en fera sentir à
l’horizon 2006. Le projet se focalise plus particulièrement sur la structure d’interface et sur les unités
de contrôle des différents éléments du réseau.
RYTHME :
Ce projet nommé Réseaux hYbrides Transparents Hiérarchiques Multiplexés En longueur
d'onde, vise à montrer la faisabilité technique et l'intérêt économique d'un réseau de transport optique
dorsal hybride. La transparence reste difficile à mettre en œuvre, particulièrement pour les réseaux
dorsaux. RYTHME propose donc de déterminer la conception physique des réseaux dorsaux, i.e.
d'édicter un ensemble de règles pour la conception physique de tels réseaux et d'en évaluer le coût.
ASTERIX :
Le projet consiste en la mise au point et la démonstration de fonctionnement d'un module
réalisant une fonction de régénération 2R autour de 1,55µm et indépendamment sur chaque canal
WDM, ce qui n’avait pas encore été démontré. Le module est constitué d'une optique WDM et d'un
composant miroir saturable, qui associé à un amplificateur optique à fibre, assure une régénération de
type 2R, ce qui doit permettre de réaliser des liaisons numériques par fibre optique à plus haut débit
(typiquement 40Gbit/s) ou avec des espacements entre répéteurs plus élevés, et aussi d'augmenter la
transparence optique des réseaux. Porteur : Alcatel-Thales 3-5 Lab. Financement acquis FOTON : 90
k€.
ROTOR : Le projet ROTOR, s'inscrivant dans ce cadre de régénération 3R, vise à démontrer
la faisabilité d'un dispositif de récupération d'horloge tout-optique simple et robuste, à 43 Gbit/s. Outre
la modulation de type RZ, est aussi étudié la récupération d'horloge tout optique, adaptée à d'autres
formats de modulation comme le NRZ, ou le CS (carrier suppressed)-RZ. Porteur FOTON-ENSSAT.
Financement acquis: 193 k€.
ECOFRAME : Ce projet porte sur l’étude de l’architecture, de la faisabilité technique et des
performances d’un réseau métro/accès en anneau à base de paquets optiques.
LambadAccess : Sources laser accordables à cavité verticale pour les réseaux d'accès à
très haut débit : Développement d’émetteurs bas coût et agiles en longueur d’onde pour des réseaux
d’accès optiques à très haut débit. Faisabilité d’un émetteur VCSEL accordable aux longueurs d’onde
UMR 6082 FOTON - 44 -
télécoms, adapté aux réseaux d’accès haut débit (10 Gbit/s) avec une technologie bas coût à base de
cristaux liquides. Objectif plus exploratoire : l’étude de sources, également à cavité verticale, ayant
des temps d’accord compatibles avec l’utilisation de paquets optiques. Porteur: FOTON-ENST
Bretagne Financement demandé: 345.73 k€
FUTUR : Fonctions optiqUes pour les Transmissions à très haUt débit dans le Réseau cœur
Ce projet a pour objectif de développer et d’étudier des techniques tout optiques de traitement du
signal pour les transmissions longues distances à très hauts débits (160 Gbit/s et plus). Ce projet
propose donc d’une part de développer et d’étudier l’insertion de fonctions optiques à base de fibres
optiques spéciales (FOS) ou à base de semi-conducteurs dans des lignes de transmission à haut
débit (160 Gbit/s et plus) et d’autre part de concevoir de nouvelles fibres de ligne spécialement
adaptées au très haut débit. Porteur du projet : FOTON-ENSSAT. Financement acquis : 214 k€.
µAccess :
Développement un module d’amplification en voie descendante avec une forte puissance de
saturation et avec une meilleure efficacité pour réduire les coûts. Le projet portera sur le
développement d’un amplificateur à Fibre Amplificatrice micro structurée Double Gaine "Air-Clad"
pompé par V-groove utilisant une technique inédite. Porteur du projet : KEOPSYS. Financement
FOTON : 25,5 k€
Antares : (ComposANTs Achromatiques pour les Réseaux d’accES haut débit)
Ce projet propose de développer et tester une nouvelle génération de détecteur/ transmetteur
WDM à 10Gbits/s ayant des propriétés de transparence et de modulation déportée générant des
dispositifs photoniques standard à bas coût. Porteur du projet III-V Lab, financement FOTON : 270k€.
Le réseau d’excellence ePIXnet offre une plate-forme pour ses partenaires
ePIXnet :
académiques et industriels pour partager les moyens de recherche et le savoir faire dans le champ
des composants et circuits intégrés photoniques. Le fil conducteur de ce réseau d’excellence est
l’intégration photonique de fonctions complexes et de grandes performances qui seront la clé du
développement à des coûts acceptables de la photonique dans une large gamme d’applications,
dans l’ICT comme dans le domaine des capteurs et de la médecine. Les thèmes du réseau
concernent les technologies VLSi pour la photoniques, la nanophotonique, les nouveaux matériaux,
les sources intégrées et intégrables, et, le traitement du signal optique à très large bande.
ePhoton/ONE : Ce réseau d’excellence vise à intégrer et approfondir le très fertile savoir-faire
disponible en Europe sur les réseaux et les communications optiques, à la fois dans les universités et
dans les centres de recherche des composantiers et opérateurs majeurs des télécommunications.
La gamme des compétences disponibles s’étend des technologies optiques aux composants,
architectures et protocoles de réseaux aux nouveaux services que permettent les technologies
optiques. La principale préoccupation du réseau d’excellence sera de montrer les avantages
potentiels des technologies optiques dans les réseaux de télécommunications en comparaison avec
les technologies électroniques.
Sandie : Ce réseau d’excellence est dédié à la constitution d’une approche intégrée et
cohésive de recherche et de connaissance, dans le champ des nanostructures auto-assemblées en
semi-conducteur. Les ressources et l’approche du réseau s’étendent des études des phénomènes
fondamentaux à leur exploitation pour la conception de nouveaux matériaux et structures en vue de
leurs applications dans des dispositifs électroniques, optiques et optoélectroniques.
NEWTON : l’étude de matériaux et de process technologiques seront développés afin
d’assurer la production rapide et flexible de cristaux photoniques 3-D. En effet, la configuration 3D des
cristaux photoniques est la plus importante en matière de capacité de stockage. Les efforts porteront
sur (i) les polymers bases sur des colloides nanométriques, (ii) des polymères structurés par
holographie, (iii) photoinscription laser avec résolution nanométrique, (iv) techniques d’infiltration et
d’inversion pour realisation de cristaux photoniques, (v) évaluation des composants, (vi) mise au point
d’outils adaptés de simulation des PBG.
OPTION160 : OPTical functIONs at 160 Gbits/s: Ce projet concerne le développement des
sous-ensembles nécessaires au traitement tout-optique des signaux pour les futures systèmes de
communication a très haut debit . Porteur : RINCE (Dublin City University). Financement acquis
FOTON : 45 k€ (ENSSAT-FOT)
UMR 6082 FOTON - 45 -
DISTO : « DIspositif Tout-Optique de récupération, d’horloge à très haut débit ». Le projet
DISTO s’applique à étudier les solutions tout optiques de récupération d’horloge basées sur le filtrage
des raies d’horloge contenues dans le signal modulé. Une méthode à base de filtre Fabry-Pérot passif
sera testée en connexion avec un industriel. Une seconde méthode consistera à réaliser un laser FP à
ruban à base de multipuits quantiques. Les autres verrous à lever concernent la caractérisation dans
un environnement système d’abord à 40 Gbits/s puis à 160Gbits/s obtenus par multiplexage temporel.
Porteur FOTON-ENSSAT, financement acquis 75 k€ / an
PRINT : « Phototraceur Rapide pour l’optique diffractive et intégrée ».
Le projet vise à étendre les performances d’un phototraceur à écriture massivement parallèle
vers de nouvelles applications. Outre la mise au point d’un phototraceur UV à haute résolution, seront
testées les applications en optique intégrée, en micro-optique pour l’opthalmologie et la conception de
composants diffractifs biréfringents.- Le projet évaluera aussi l’intérêt industriel et commercial d’un
phototraceur à haute résolution UV basé sur ce nouveau prototype. Durée de la première phase 18
mois, montant 40 k€ pour l’étape ½.
OPM : Projet a consisté à réaliser un protoptye de moniteur de performances optiques. Le
démonstrateur a été fait à base d’une barette InGaAs et d’un réseau de diffraction en réflexion. Les
performances mesurées ont répondu au cahier des charges visé dans le projet. Financement de
FOTON Enst-Brtetagne, de l’ordre de 40k€.
EMULATEUR : Conception d’un émulateur de PMD. Plusieurs scenarii susceptibles de
répondre aux spécifications requises par FT R&D seront étudiés. Porteur du projet : FOTON-ENST
Bretagne
INTERACCES : Valoriser le travail d’intégration sur une plate-forme de test polyvalente pour
des services en collaboration avec les différents axes du pôle de compétitivité I&R. Mener des études
d’architectures de réseau pour la fourniture de service haut-débit de demain. Réaliser un équipement
de laboratoire évolutif permettant l’expérimentation de solutions logicielles pour l’amélioration de la
qualité des communications numériques. Porteur du projet : CLEODE. Financement demandé par
FOTON : 189 k€ (PERSYST)
ECOFRAME : Ce projet porte sur l’étude de l’architecture, de la faisabilité technique et des
performances d’un réseau métro/accès en anneau à base de paquets optiques.
EROME : Etude de la Régénération Optique en Multi-longueur d’ondE.
Le but de ce programme de recherche est donc de déterminer une architecture de
régénérateur "quasi-WDM" dont les fonctions de base peuvent faire l'objet d'une intégration future.
Porteur: FOTON-PERSYST. Financement acquis 143 k€.
UMR 6082 FOTON - 46 -
Résultats scientifiques
Une sélection des résultats les plus significatifs est présentée ici, un exposé beaucoup
plus complet pourra être trouvé ci-après dans le rapport d’activité Equipe par Equipe.
Les publications citées sont les plus significatives des résultats obtenus.
A - Matériaux et composants photoniques pour les télécommunications
optiques : modélisation, fabrication, caractérisation
A.1. Matériaux et composants semiconducteurs III-V :
Les travaux couvrent les aspects de modélisation, réalisation et caractérisation des matériaux
de basse dimensionalité (puits et boites quantiques) et des composants obtenus avec ces matériaux,
ou acquis dans le cadre de diverses collaborations.
Sur le plan de la compréhension physique de ces matériaux, des études analytiques et
numériques ont été réalisés pour modéliser les fonctions d’onde de boîtes quantiques de forme
particulière. En utilisant un système de coordonnées paraboliques la fonction d'onde d’un îlot de
forme lenticulaire sous une forme analytique, a été obtenue pour la première fois ainsi que le
passage continu d'une morphologie de type îlot quantique à une morphologie de type anneau
quantique.
J. Even, C. Cornet et S. Loualiche, A theoretical model for quantum nanostructures electronic
wave functions, magnetic field effects. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures,
2005. 28(4): p. 514-518)
J. Even et S. Loualiche, Exact analytical solutions describing quantum dot, ring and wire
wavefunction, Journal of Physics A Mathematical and General, 2004. 37(27): p. L289-94.
Un modèle kp à une bande avec des masses anisotropes et l'effet des contraintes a été
développé pour simuler les boites InAs ou InAsSb associés à différents matériaux en barrière. Une
extension dans l'espace réciproque du modèle kp a aussi permis de montrer que le couplage latéral
indirect par la couche de mouillage est important.
C. Cornet, C. Platz, P. Caroff, J. Even, C. Labbé, H. Folliot, A. Le-Corre et S. Loualiche,
Approach to wetting-layer-assisted lateral coupling of InAs/InP quantum dots, Physical Review B :
Condensed Matter and Materials Physics, 2005. 72(3): p. 35342. Virtual Journal of Nanoscale Science
and Technology vol. 12, n°5
Dans le cadre du réseau Sandie, des calculs kp 8 bandes ont été développés en
collaboration avec la TU Berlin afin d'étudier précisément l'effet de l'orientation du substrat ou les états
multiexcitoniques.
La réponse dynamique des propriétés optiques des puits et boites quantiques a également fait
l’objet d’études, théoriques et expérimentales, très approfondies. La dynamique de retour à l'équilibre
d'un absorbant saturable à puits quantiques après excitation lors d'une expérience pompe-sonde a été
étudiée à l’aide d'un modèle d'équations cinétiques prenant en compte les populations d'excitons, de
porteurs libres et de pièges. La simulation phénoménologique des phénomènes observés est obtenue
à l'aide d'un modèle basé sur la dynamique des populations de paires électron-trou. Il permet d'inclure
notamment l'effet Auger, l'effet de saturation propre aux îlots, les niveaux fondamental et excité des
boites et celui de la couche de mouillage. Ce modèle dynamique de paires électron-trou est
particulièrement bien adapté pour la modélisation des composants optoélectroniques (lasers,
amplificateurs). Il est connu qu'un effet Auger "bénéfique" permet d'accélérer les relaxations de
porteurs. Ce dernier a été mis en évidence par une première étude expérimentale commune entre les
INSA de Rennes et de Toulouse. Ce modèle d’équations d’évolution a récemment été utilisé avec
succès pour reproduire par exemple l'effet de saturation des mesures de photoluminescence
UMR 6082 FOTON - 47 -
résolue en temps mais aussi pour modéliser la caractéristique courant-puissance d’un laser afin d’en
déduire le courant de seuil. Parmi les résultats marquants on peut également mentionner la
simulation de la double émisssion sur l’état fondamental et sur l’état excité, en très bon accord
avec l’expérience.
Concernant la recherche sur les matériaux, le travail de croissance entre dans le cadre de
collaborations internes à l’UMR FOTON (croissance de puits quantiques ou de réflecteurs de Bragg)
et de travaux plus fondamentaux tels que l’optimisation de la croissance des boites quantiques (BQ)
InAs sur InP et la compréhension des mécanismes physiques de leur croissance. Le but est de
contrôler et d’améliorer les propriétés des BQs pour accroître les performances des composants.
Un nouveau bâti d’épitaxie (Riber Compact 21) a été réceptionné en avril 2003 (financé par le
CPER). Il a pour principales spécificités la présence de sources solides d’arsenic, de phosphore,
d’antimoine et d’une cellule d’effusion d’aluminium. Malgré des difficultés courantes lors de la mise en
place d’un tel équipement, des miroirs de Bragg AlAs/GaAs d’alliages Ga(Al)InAs accordés sur
substrat InP d’orientation(100) et (311) ont été réalisés. Les boites quantiques à base d’antimoine sont
réalisées sur ce nouveau bâti.
La croissance de puits quantiques GaInAs/GaInAsP sur InP ou GaInAs(P)/InP est maîtrisée,
c’est une activité de service pour les études transversales au sein de l’UMR. L’incorporation
16
-3
19
-3
importante de Fer dans les puits quantiques ( 5x10 cm et au-delà de 10 cm ) permet une
réduction très importante de la durée de vie des porteurs grâce à une capture efficace
successivement des électrons et des trous sur le niveau piège Fe3+/Fe2+. Le temps de déclin des
absorbants saturables pour ces puits fortement dopés atteint une valeur records de 0.29 ps :
M. Giquel-Guézo, S.Loualiche, J.Even, C. Labbé, O. Dehaese, A.Le Corre, H. Folliot, Y.
Pellan, 290 fs switching time of Fe-doped quantum well saturable absorbers in a microcavity in
1.55µm range, Appl. Phys. Lett. 85, p. 5926, (2004)
Cette publication a été choisie en 2005 par la revue App. Phys. Lett. comme résultat
situé à la frontière de la Physique. Ce résultat marquant est à la base de la réalisation
d’absorbants saturables en microcavités ultra rapides, utilisés pour des travaux de
régénération des signaux optiques menés en collaboration avec FOTON-ENSSAT dans le cadre
de collaborations internes et du projet RNRT ASTERIX.
Des puits quantiques Ga0.47In0.53As/Ga0.2In0.8As0.44P0.56(Q1.18) sont également employés dans
les structures émettant par la surface (VCSEL). (thèse C. Levallois). Ce travail se poursuit dans le
cadre du projet ANR λAccess en collaboration entre les sites de Rennes, Lannion et Brest de
FOTON.
C. Levallois, A. Le Corre, O. Dehaese, H. Folliot, C. Paranthoen, C. Labbé et S. Loualiche,
Design and Fabrication of GaInAsP/InP VCSEL with two a-Si/a-SiNx Bragg reflectors. Journal of
Optical and Quantum Electronics, 2006. 38: p. 281-91.
C. Levallois, B. Caillaud, J. L. De Bougrenet de la Tocnaye, L. Dupont, A. Le Corre, H. Folliot,
O. Dehaese et S. Loualiche, Long-wavelength Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser using an electrooptic index modulator with 10-nm tuning range.
Applied Physics Letters, vol 89, p.011102, 2006.
Pour l’émission de boites quantiques à 1.55 µm, l’originalité de la démarche adoptée consiste
à former des BQ d’ InAs sur substrat InP au lieu du substrat GaAs plus couramment employé. Le
système de BQ InAs/InP est le seul qui forme des structures émettant dans la fenêtre de 1.55 µm
employée pour les télécommunications optiques. Toutefois, la formation des BQs sur substrats InP est
moins bien maîtrisée que sur GaAs. Il est toujours difficile de former une forte densité de BQs sur ce
substrat par MBE. Nous avons montré que la croissance sur des surfaces (311)B permettait la
formation de BQs de faibles dimensions et en grande densité. Ceci nous a conduit à privilégier les
études sur les substrats InP(311)B et nous avons été à l’origine d’avancées reprises par les
laboratoires internationaux (Futjisu, NRC Ottawa….). Des expériences de microphotoluminescence en collaboration avec l’EPFL (Suisse) sont en cours pour confirmer la qualité de
nos échantillons (Réseau d’excellence ePIXnet). L’encapsulation des boites par la technique du
double cap (DC) est une innovation importante de l’équipe, reprise par de nombreux
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laboratoires dans le monde. Elle permet de contrôler l’énergie d’émission des BQ. Cette technique
de DC lisse également la surface de croissance et permet d’empiler plusieurs plans de BQ afin
d’augmenter le gain dans les structures lasers. Nous avons par cette technique obtenu un record
mondail de faible densité de courant de seuil laser à 150 A.cm-2 en contact large sur une
structure laser à îlots quantiques (sur InP, orientation 311B à 1.55 µm de longueur d’onde.
P. Caroff, C. Paranthoen, C. Platz, O. Dehaese, H. Folliot, N. Bertru, C. Labbé, R. Piron, E.
Homeyer, A. Le Corre et S. Loualiche, High-gain and low-threshold InAs quantum-dot lasers on InP.
Applied Physics Letters, 2005. 87(1): p. 243107-10.
Enfin, nous avons commencé à explorer la réalisation de BQ émettant à grande longueur
d’onde sur substrat InP. La première voie utilise des BQ InAs de grandes dimensions. Dans ce but
nous avons réalisé des BQ sous fort flux et à haute température et des BQ de type colonnaire. Nous
avons obtenu des structures à BQ émettant à des spectres allant jusqu’à 2 µm. Pour des
longueurs d’onde situées au-delà de 2 µm, une étude théorique au sein du groupe montre qu’on peut
réaliser ces structures à base de BQ contenant de l’antimoine sur substrat InP. Les résultats
préliminaires montrent la formation d’îlots InSb/InP(100), non relaxés plastiquement avec des densités
situées dans la gamme des 109 boîtes par cm2. Une structure réalisée présente une émission à la
longueur d’onde record de 2,35 µm sur substrat InP.
F. Doré, C. Cornet, A. Schliwa, A. Ballestar, J. Even, N. Bertru, O. Dehaese, I. Alghoraibi, H.
Folliot, R. Piron, A. Le Corre et S. Loualiche, InAsSb/InGaAs quantum nanostructures on InP(100)
substrate: observation of 2.35 µm photoluminescence, Physica status solidi (c), 2006. p. 524.
A.2. Matériaux et composants à cristaux liquides-composites polymères :
Les matériaux cristal liquide-polymère et leurs effets électro-optiques ont été étudiés en fonction
du type de polymère utilisé et de leur structuration (taille, forme des gouttelettes de cristaux
liquides, connexité). Le composite polymère/cristal liquide a été utilisé pour l’enregistrement
holographique caractérisé par une structure formée de domaines riches et pauvres en cristal
liquide. La différence d’indice entre ces domaines est variable en fonction de la tension appliquée.
Il résulte que les hologrammes sont effaçables par une tension de commande. Nous avons
contribué à la compréhension du processus de formation d’un réseau de phase lors de
l’enregistrement et la caractérisation de ses propriétés optiques, incluant la dépendance en
polarisation. Nous avons réalisé un miroir holographique à réflectivité variable pour bloqueur de
longueurs d’onde en bande C ainsi que le multiplexage de deux réseaux commutables.
J.L. de Bougrenet de la Tocnaye, Engineering liquid crystals for optimal uses in optical
communication systems, Liquid Crystals, Review paper Vol. 31, N° 00, pp 1-29, 2004.
Afonso, J.L. de Bougrenet de la Tocnaye, "Normal-law quantile phase filters for mode
conversion in single-mode fibers applied to wavelength blockers", JOSA-A, Vol. 21, N° 4, pp 647-655,
April 2004.
Nous avons récemment abordé la seconde génération de fonctions passives accordables en
longueur d’onde, sur la base d’une convergence entre aspects matériaux (polymère-cristal liquide
et cristal liquide cholestérique) et réseaux holographiques résonants. Les anomalies de
résonance présentées par certains réseaux de diffraction ont été utilisées pour réaliser des
filtres accordables exploitant la résonance de plasmon de surface d’un réseau métallique
couvert d’un diélectrique présentant des propriétés d’accordabilité (ici un nano-PDLC).
J.L. Kaiser, R. Chevallier, J.L. de Bougrenet de la Tocnaye, H. Xianyu, G.P. Crawford,
"Chirped switchable reflection grating in holographic PDLC for spectral flattening in free-space optical
communication systems". Applied Optics, Vol. 43, N° 32, pp 5996-6000, 2004.
Nous étudions également les cristaux photoniques 2D-3D reconfigurables à base de structure de
Bragg naturelle du cholestérique planaire par dislocation locale les hélices pour créer une
structure diffractante ayant les propriétés d’un réseau mince perpendiculaire au Bragg (b). La
résonance des ordres diffractés du réseau mince avec le Bragg permet d’optimiser l’efficacité de
diffraction et d’améliorer la sélectivité spectrale. L’accordabilité est obtenue en modulant le pas du
réseau mince et du réseau de Bragg, par champ électrique appliqué.
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Q. He, S. Massenot, I. Zaquine, R. Chevallier, A. Maruani et R. Frey “Band edge induced
Bragg diffraction in 2D photonic crystals.", Optics Letters, Vol 31(9), pp. 1184-1186, Mai 2006.
Des travaux ont été réalisés sur des photopolymères Dupont pour lesquels un modèle de
formation d’hologrammes a été établi et testé. Ils visaient l’étude et la réalisation de réseaux de
diffraction 1D, 2D permettant d’obtenir des fonctions de type réseau de Bragg ou de filtres en
longueur d’onde, basés sur des effets de résonance. Ces modélisations et les travaux sur les
matériaux d’enregistrement ont permis de valider le principe de deux filtres en longueur
d’onde originaux, dont un cristal photonique 2D constitué de deux structures périodiques
et un filtre accordable à base de plasmon de surface.
S. Massenot, J.L. Kaiser, M. Camacho Perez, R. Chevallier and J.L. de Bougrenet de la
Tocnaye, "Multiplexed holographic transmission gratings recorded in holographic polymer-dispersed
liquid crystals: static and dynamic studies.", Applied Optics, Vol. 44 (25), pp. 5273-5280, September
2005
A.3. Matériaux et composants à base de polymères et de silicium nanoporeux :
Les études de matériaux et composants intégrée de FOTON portent sur deux types de
matériaux, tous deux rapportés sur substrat de silicium oxydé en surface :
-d’une part les guides en silicium poreux (oxydé) remplis ou non de molécules actives, soit
pour l’optique non-linéaire, soit pour capteurs chimiques et biochimiques, d’une part (FOTONENSSAT/GMNP)
-d’autre part les guides en polymère passifs ou non-linéaires, notamment en
microrésonnateurs intégrés (CCLO)
Concernant le premier point, les efforts pour diminuer les pertes optiques dans les guides en
matériaux nanostructurés se sont poursuivis tant sur le plan de la réalisation technologique que sur
celui de la compréhension de la propagation de la lumière dans ces matériaux. Les valeurs
expérimentales des pertes en fonction de la longueur d'onde et pour les différents guides étudiés
varient entre 0,5 et 2 dB/cm.
P.Pirasteh, J.Charrier, Y.Dumeige, P.Joubert, S.Haesaert, A.Chaillou, L.Haji, P.LeRendu,
T.P.Nguyen: “Light propagation scattering in porous silicon nanocomposite waveguides”, Physica
Status Solidi (a), Vol.202, Issue 8, pp.1712-1716, jun 2005.
Concernant l’optique intégrée à base de polymères, La stratégie consiste à étudier des
technologies originales pour des guides polymères favorisant la simplicité des procédés ou le taux
d’intégration. Il faut noter ainsi que durant la période considérée nous avons mis au point des
guides et fonctions par photo-inscription sans étape de gravure et optimisé le procédé et la
modification du matériau (Poly(vinyl cinnamate) ) pour aboutir au plus fort contraste d’indice à
1550nm (~0,03) jamais publié, quel que soit le matériau :
I. Assaïd, D. Bosc, I. Hardy, “Improvements of the Poly(vinyl cinnamate) photo-response in
order to induce high refractive index variation”, Journal of Physical Chemistry B,( 108), 2801-2806,
(2004).
Les guides sont de bonne qualité (pertes inférieures à 1dB/cm à 1550nm) et des fonctions ont
été réalisées telles que des adaptateurs indiciels de mode concordant aux modélisations et une
faisabilité grossière de réseaux de Bragg.
I. Hardy, P.Grosso and D.Bosc, “Design and Fabrication of Mode Size Adapter in a
Photosensitive Polymer Waveguide”, IEEE, Photonics Technolgy Letters, Vol. 17, N°5, pp. 1028-1031,
(May 2005).
Un deuxième procédé, par gravure cette fois, a été mis au point pour améliorer la densification
des guides. Nous avons pu réaliser des structures aux dimensions limites par rapport aux
possibilités de la photolithographie UV standard dans le but de miniaturiser des fonctions.
Ainsi nous savons faire des guides de 1,5µm de large et des gaps entre guides de 800 nm sur
des hauteurs de 2,5 µm. Ceci nous a permis de réaliser des micro-résonateurs de diamètres de
UMR 6082 FOTON - 50 -
l’ordre de 180 µm. Une fonction de filtrage très miniaturisée a été montrée pouvant extraire des
signaux tous les 2,8nm (ISL) dans la bande C.
Les technologies mises au point avec des polymères passifs sont aussi utilisées et adaptées
pour réaliser les premiers guides en polymère à fortes susceptibilités d’ordre trois en fin 2006,
n’ayant jamais été réalisés auparavant d ‘après la littérature.
A.4. Technologies de couplage entre guides optiques:
Malgré des progrès considérables réalisés ces dernières années dans le domaine de
l’intégration de composants photoniques, les applications butent sur les difficultés de couplage à leur
environnement externe, notamment aux fibres optiques de ligne. FOTON est l’un des rares
laboratoires académiques à se préoccuper de ce problème, qui intéresse des industriels. Ainsi la
famille des optiques de type GRADISSIMO® a été largement valorisée. Une nouvelle micro-lentille
(ML) a été étudiée et mise au point au CCLO en collaboration avec le Département d’Optique
(FOTON-ENST). Il s’agit de micro-lentilles à mode expansé (dite « EXPANSSIMO »). De très bons
résultats ont été obtenus puisque cette ML permet de maintenir un faisceau gaussien et expansé sur
plus de 20 cm ce qui est un atout considérable pour la reproductibilité de la connectorisation
(tolérance totale sur la longueur de polissage et les reprises éventuelles). Ce type de micro-lentille à
mode expansé, permet de faciliter la connectorisation de fibres véhiculant de fortes puissances
monomodes, tout en assurant de grandes tolérances de positionnement.
M. Thual , P. Chanclou , O. Gautreau, L. Caledec , C. Guignard and P. Besnard « Appropriate
microlens to improve coupling between laser diodes and single mode fibres » Elect. Lett. v. 39 n° 21
1504-1505 (2003)
A.5. Physique des microrésonateurs diélectriques :
Les propriétés uniques de confinement temporel et spatial de la lumière dans les
microrésonateurs permettent d’appréhender de nouveaux domaines de la physique tant fondamentale
qu’appliquée. Les études de ces résonateurs sont essentiellement menées aux USA (JPL, CalTech,
MIT) dans des domaines aussi différents que l’électrodynamique quantique, les télécoms (filtrage,
Add/Drop), les capteurs (vibrations et surtout les bio-capteurs). Nos principaux résultats ont porté sur
la compréhension de lasers microsphèriques en verre dopé aux terres rares, notamment dans le
cadre du couplage du laser à un miroir, et sur la réponse de microsphères présentant des nonlinéarités d’ordre 2 ou 3.
1) Les lasers microsphériques : Ces dispositifs permettent de tester efficacement de
nouveaux milieux lasers ainsi que d’obtenir des sources fines spectralement accordables et
stables (cf. rapport CNRS). Nous avons réalisé les premières expériences de couplage d’un laser
microsphérique avec une cavité externe formée par un miroir métallique. Nous avons montré un effet
de « blue-shift » de l’émission avec la diminution de la distance d entre le résonateur sphérique et le
miroir (d > 3 µm) dû à un effet de contre-réaction. Dans le cadre de la thèse de Melle Ghisa nous
nous intéressons aux interactions miroir-microrésonateur pour des distances sub-longueur
d’onde.
C.Arnaud, M.Boustimi, P.Feron, G.NunziConti, G.C.Righini: “Laser microsphérique en verre
phosphate co-dopé erbium ytterbium: couplage avec une cavité externe”, Journal de Physique IV,
Vol.119, pp.115-116, nov 2004.
2) Porte optique à base de micro-résonateurs : Outre l’étude de la contre-réaction optique
due à une cavité externe, les travaux se sont articulés autour de fonctions à base de micro-anneaux
en polymère. Nous avons étudié la fonction de transfert du microrésonateur couplé à un circuit
externe dans le cas où l’anneau est le siège d’une non-linéarité. Pour simuler la propagation dans
ces dispositifs (anneau ou disque couplés à deux guides droits) nous avons développé des
codes numériques tels que FDTD linéaire, FDTD non-linéaire et une combinaison entre FDTD
(linéaire) et théorie des modes couplés. Les états stationnaires sont étudiés via une approche de
matrices de transfert. Les transitoires sont décrits selon une méthode dérivée de la « dynamical mode
amplitude method » de H. Haus. Si la non-linéarité est du troisième ordre, nous avons montré la
possibilité de structures tristables et multistables (excitation hors résonance), éléments
nécessaires à la conception de fonctions logiques tout optiques. Une déclinaison envisageable
de ces dispositifs est le domaine de la commutation tout optique et de la régénération.
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Y.Dumeige, L.Ghisa, P.Feron: “Integrated all-optical pulse restoration with coupled nonlinear
microring resonator”, Optics Letters, Vol.31, Issue 14, pp.2187-2189, jul 2006.
Si le milieu présente une non-linéarité du second ordre, nous avons montré pour la
première fois que les microrésonateurs à mode de galerie (WGM : whispery gallery modes)
peuvent être utilisés pour obtenir une grande efficacité de conversion (génération de seconde
harmonique) par combinaison d’accords de phase modal et géométrique (un quasi accord de
phase sans domaine d’inversion) dans des milieux non ferroélectriques et isotropes (accepté pour
publication dans PRA)
D’un point de vue expérimental nous sommes actuellement les seuls en Europe
capables de fabriquer et de caractériser des micro-résonateurs sphériques associés à leurs
dispositifs de couplage (micro-prisme, fibre effilée, fibre amincie). Les résonateurs présentent
des diamètres compris entre la centaine de micromètres et quelques millimètres dans des matériaux
vitreux aussi différents que des verres oxydes ou fluorés dopés ou non terres rares. Ce savoir-faire
nous a amené à être partie prenante du projet ANR O2E ainsi que d’être sollicités (avec les mêmes
partenaires) par le CNES pour l’étude d’oscillateurs opto-hyperfréquence ultra stables.
B - Fonctions et systèmes optiques pour les réseaux de télécommunication:
B.1. Traitement optique non-linéaire du signal et transmission très haut débit :
Des approches théoriques originales pour l’étude des performances de régénérateurs toutoptiques ont été proposées et sont validées par les expériences. Un modèle numérique a été
proposé pour permettre, à partir de la distribution de la puissance optique en entrée d’un
régénérateur et de la fonction de transmission du régénérateur, de connaître l’évolution du
taux d’erreurs binaires (TEB) en fonction du seuil de décision du récepteur. Ces travaux ont
notamment permis d’éclaircir les controverses actuelles sur les notions de « pénalité négative »
rencontrées dans la littérature.
Expérimentalement, nous avons mis en place une boucle à recirculation à pas de
régénération variable (il n’en existe que deux autres, l’une chez NEC au Japon, l’autre à UCL à
Londres). Elle nous a notamment permis de montrer pour la première fois qu’il existe un pas de
régénération 2R optimal, correspondant au meilleur compromis entre accumulation de gigue
temporelle et de bruit d’amplitude.
M.Gay, L.Bramerie, D.Massoubre, A.O’Hare, A.Shen, J-L.Oudar, J-C.Simon: “Cascadability
Assessment of a 2R Regenerator Based on a Saturable Absorber and a Semiconductor Optical
Amplifier in a Path Switchable Recirculating Loop”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.18,
Issue 11, pp.273-1275, jun 2006.
Par ailleurs, dans le cadre du projet RNRT ASTERIX, nous avons mis en évidence et
interprété, pour la première fois, la réponse temporelle d’origine thermique d’un absorbant
saturable à puits quantiques en microcavité, pour la régénération 2R. Ces travaux ont été
réalisés dans le cadre du projet ASTERIX et d’une thèse «Région Bretagne ».
E. Le Cren, S. Lobo, S. Fève, and JC. Simon, Observation of thermal effects due to an optical
incident signal and high fluence on InGaAs/InP multiple-quantum-well saturable absorber nonlinear
mirrors: evolution of characteristics and time constants, Applied Optics, 10 September 2006 Vol. 45,
No. 26 p. 6831- 6838
L’ensemble de ces travaux est reconnu par la communauté scientifique des
Communications Optiques, à travers une conférence invitée présentée à ECOC 2006.
M. Gay, L. Bramerie, J.C. Simon, V. Roncin, G. Girault, M. Joindot, B. Clouet, S. Feve, T.
Chartier, 2R and 3R optical regeneration: from device to system characterization, Invited paper,
ECOC 2006, Cannes, France, Tu1.3.1 (2006).
Le laboratoire est également à l’origine d’un première mondiale consistant à récupérer
l’horloge d’un signal modulé par des données à des débits allant jusqu’à 160 Gbit/s de manière toutoptique (soumission à OFC 2007).
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A noter que sans la plate-forme PERSYST, ces travaux n’auraient pu aboutir.
Par ailleurs, en 2004, nous avons initié une activité de recherche concernant les fibres
optiques fortement non-linéaires pour des applications de télécommunications optiques en
collaboration avec la Plate-forme d’Etudes et de Recherches sur les Fibres Optiques Spéciales
(PERFOS) et l’UMR Sciences Chimiques de Rennes. Sur le plan théorique, une approche
originale basée sur une description spectrale du bruit d’émission spontanée a été proposée
pour évaluer les performances systèmes d’un régénérateur à base de fibre optique nonlinéaire :
T. N. Nguyen, M. Gay, L. Bramerie, T. Chartier, J.-C. Simon, M. Joindot, Noise reduction in 2R regeneration technique utilizing self-phase modulation and filtering, Optics Express 14, 1737-1747
(2006).
Sur le plan des réalisations, des fibres optiques microstructurées avec des performances
inégalées au niveau mondial ont été fabriquées. Dans le cadre d’une collaboration avec l’équipe
EVC (UMR 6226), nous avons notamment été les premiers à mettre en évidence les propriétés
de guidage dans une fibre optique microstructurée en verre de chalcogénure
L. Brilland, F. Smektala, G. Renversez, T. Chartier, J. Troles, T. N. Nguyen, N. Traynor, A.
Monteville, Fabrication of complex structures of holey fibers in chalcogenide glass, Optics Express 14,
1280-1285 (2006).
B.2. Synchronisation des lasers : Physique et applications
Notre expertise en matière de modélisation des propriétés optiques des lasers
semiconducteurs, et notamment de la synchronisation de structures lasers, soit interne dans le cas de
couplages intermodaux, soit externe sous l’effet de l’injection d’un signal, nous a permis d'aborder des
études où nous avons été les premiers à montrer l'utilisation du laser comme amplificateur, la
synchronisation de chaos utilisant de manière restrictive l'injection optique, ainsi qu’une
nouvelle méthode de mesure de largeur de raie de lasers.
S. Blin, C. Guignard, P. Besnard, R. Gabet, G. Michel Stéphan, M. Bondiou, "Phase and
spectral properties of optically injected semiconductor lasers", in Lasers semiconducteurs, Comptes
Rendus de Physique, tome 4 fascicule 6, 2003, pp 687-700.
Ces connaissances ont permis de proposer la réalisation de sources laser impulsionnelles se
basant pour la plupart sur la mise en phase ou la synchronisation de plusieurs modes. Ainsi :
- l’étude de la contre-réaction avec un couplage non-linéaire a permis de montrer la
possibilité de réaliser des sources à modes bloqués fonctionnant à des taux de répétition supérieurs à
la fréquence de relaxation (20 GHz pour une fréquence de relaxation de 6 GHz). Travail mené en
collaboration PAI Alliance 2000, avec Nikolay Zheludev, Université de Southampton.
- la réalisation de sources à fibre fonctionnant en modes bloqués à 10 GHz sur plus de 24
canaux indépendants, étude menée en collaboration avec Sophie LaRochelle du COPL, Université
Laval, Québec. Nous avons également fait la démonstration théorique et expérimentale d’un
nouveau type de Q-switch pour des lasers à fibre sans modes. Ce régime à déclenchement de
pertes à été nommé Q-swicth à modulation de fréquence par analogie avec différents types de
blocage de modes. La propriété de lasers sans modes liée au décaleur de fréquence est essentielle
dans l’existence et l’explication du phénomène.
J-N.Maran, S.LaRochelle, P.Besnard: “Erbium-doped Fiber Laser Simultaneously Modelocked on More than 24 Wavelengths at Room Temperature”, Optics Letters, Vol.28, Issue 21,
pp.2082-2084, nov 2003.
Le développement de cette expertise théorique et expérimentale s’est accompagné de
la mise en place d’outils de caractérisation telle la mesure du bruit d’intensité, ramenée à la
meilleure performance mondiale en termes de sensibilité et d’erreurs. Le banc utilisé atteint un
niveau de sensibilité de -170 dBm/Hz avec une erreur de 0,5 dB/Hz pour une puissance détectée de –
10 dBm. La sensibilité peut atteindre -185 dBm/Hz pour une erreur de 3 dB/Hz. La bande passante de
notre système de mesure est comprise entre 100 kHz et 20 GHz. La technique de mesure consiste à
mesurer le bruit sous le palier de bruit thermique en utilisant un laser de référence ayant un très faible
RIN permettant d'accéder à la mesure du bruit de grenaille (shot noise).
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Poëtte, S.Blin, G.Brochu, L.Bramerie, R.Slavik, J-C.Simon, S.LaRochelle, P.Besnard:
“Relative Intensity Noise of Multi-wavelength Fiber Laser”, IEE Electronics Letters, Vol.40, Issue 12,
pp.724-726, jun 2004.
Ces méthodes de caractérisation nous ont permis de mettre en évidence les très bonnes
performances de lasers à semi-conducteurs dits « à modes discrets » avec une largeur de raie de
l’ordre de 400 KHz, un taux de suppression de modes inférieur à 40 dB. Ces lasers, réalisés par
Eblana (Irlande) coûtent peu chers à la fabrication et offrent une très grande reproductibilité de
comportement. Ils sont en outre moins sensibles à l’injection optique (de 25 db) et ont un seuil de
réflectivité pour l’instabilité, liée à la contre-réaction optique et dénommée « effondrement de la
cohérence » (coherence collapse) plus faible de ~5 dB. Collaboration avec Liam Barry, dans le
cadre du PAI ULYSSE avec DUBLIN CITY UNIVERSITY. (Pulse and SYstem CHAracterization of
MOde-Locked Laser for Optical Communications).
B.3. Fonctions dynamiques pour le réseau optique :
i) Egaliseur dynamique de gain :
Composant clef du réseau de transport et métropolitain, il sert à contrôler la puissance des
canaux WDM, en entrée ou en sortie d’amplificateurs optiques pour aplanir leur réponse spectrale ou
pour compenser les pertes consécutives à l’insertion-extraction de longueurs d’onde de noeuds de
routage. Nous avons proposé une amélioration des performances de cette gamme de composants
tirant parti du potentiel de l’espace libre. L’idée consiste à substituer un modulateur spatial du type
PDLC aux solutions à MEMS, comme filtre spatial atténuateur de longueur d’onde. La combinaison
d’une optique dispersive en espace libre et d’un modulateur à PDLC opérant en atténuateur variable
permet de traiter des longueurs d’onde isolées ou des bandes de longueurs d’onde (sans présélection
de voies). L’emploi d’un PDLC confère insensibilité à la polarisation. Ces améliorations permettent
une réduction du coût, de compacité et davantage de fonctionnalités. Les paramètres géométriques
ont été optimisés pour une très faible dépendance en polarisation (PDL<0,1 dB) et une
dispersion dans le plan du modulateur de l’ordre de 23-30 µm/nm
ii) Fonction du type multiplexeur Add & Drop reconfigurable :
Une des principales fonctions d’un OADM fixe est d’extraire une longueur d’onde dans un
peigne de longueurs d’onde WDM. Aujourd’hui, les équipementiers exigent plus de flexibilité apportée
par les OADM reconfigurables (R-OADM), en particulier dans les couches métro-politaines qui
nécessitent d’insérer ou d’extraire une ou plusieurs longueurs d’onde à différents points. Un prototype
a été réalisé fin 2004 dans un cadre industriel, en collaboration avec les sociétés Optogone et Alcatel
Marcoussis et Metconnex.
iii) Eléments accordables à base d’amplificateurs à cavité verticale :
Les lasers accordables sont incontournables pour exploiter la capacité en bande passante des
réseaux métropolitains. Ils apportent de la flexibilité du fait qu’ils peuvent être rapidement accordés à
distance pour s’adapter aux utilisateurs, aux services ou aux évolutions de la circulation de
l’information à bas coûts. L’ENST Bretagne et l’INSA de Rennes ont réalisé le premier Vertical
Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) accordable non-mécaniquement, dans la bande C
(pompé optiquement). Ceci a été possible grâce à l’optimisation d’une structure à puits quantiques
InGaAs couplée à une couche de 6µm de nano-PDLC utilisé comme modulateur d’indice. L’émission
est monomode. La gamme d’accord se situe pour cette première réalisation autour de 10nm en
fonction de la tension appliquée. Un autre argument décisif, comparé aux solutions mécaniques (type
MEMS) est le temps d’accord. Moins de 30µs sont nécessaires pour couvrir la plage spectrale
complète, rendant ce composant bien adapté aux besoins du réseau d’accès. Sa robustesse et son
faible coût sont d’autres atouts. La précision d’accord est inférieure à 2,5GHz. L’amplitude de tension
est la limitation principale à une extension de la gamme spectrale, 100Volts sont nécessaires pour
atteindre 15nm (20nm pourraient être obtenus sous 150Volts).
C. Levallois, B. Caillaud, J.L. de Bougrenet de la Tocnaye, L. Dupont, A. Lecorre, H. Folliot, O.
Dehaese, and S. Loualiche, « Nano-PDLC as phase modulator for tunable VCSEL @1.55µm »
Applied Optics, December 2006.
iv) Fonction de brassage et de routage optique :
Le département d’Optique travaille depuis plusieurs années sur l’utilisation de cristaux liquides
pour la génération d’éléments diffractifs de phase au sein de commutateurs optiques spatiaux, en
particulier, les possibilités offertes par les composants LCoS (Liquid Crystal on Silicon) dont les
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caractéristiques (dimension, nombre de pixels) permettent la réalisation de dispositifs compacts et
versatiles. Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet RNRT CRISTO, dont l’objectif était
l’assemblage de deux prototypes de capacités respectives 1×32 et 64×64. Les autres partenaires du
projet étaient Alcatel, FT R&D, Thales Avionics LCD et Opto+. Le premier prototype (CF32) a assuré
la connexion entre l’entrée et une des sorties par l'intermédiaire d'un système d'imagerie 4f utilisant un
élément de déflexion programmable dans le plan de Fourier. Le déflecteur est un modulateur spatial
de lumière à cristal liquide ferroélectrique, en technologie LCoS, en réflexion (ci-dessous). Cette
configuration permet en théorie d’assurer une déflexion d’un rendement de 40% (structure à deux
niveaux de phase), insensible à la polarisation et rapide (environ 100 µs).
Le procédé cristal liquide sur Silicium a été validé sur des circuits tests l’assemblage d’un
prototype de capacité 8×8 à base d’un circuit développé par FTR&D. Les tests ont montré des pertes
d’insertion et une sensibilité à la polarisation très proches des spécifications initiales, et des
possibilités d’améliorations notables ont été identifiées. Le prototype n'apporte aucune pénalité sur
les signaux optiques à 40 Gbit/s, autant en fonctionnement statique que dynamique.
Nous avons également réalisé un commutateur 8x8 à base de technologie acousto-optique,
en collaboration avec le laboratoire RESO (ENIB), cf. rapport détaillé.
J.L. de Bougrenet de la Tocnaye, "Engineering liquid crystals for optimal uses in optical
communication systems", Liquid Crystals, Review paper Vol. 31, N° 00, pp 1-29, 2004.
B.4. Modélisation de la transmission et des réseaux de télécommunication optique :
L’activité se décline suivant trois axes.
Le premier axe concerne la compensation de PMD du 1er et 2ième ordre pour lequel FOTONENST a acquis une compétence reconnue dans le domaine depuis quelques années. La
problématique de la dispersion modale de polarisation (PMD) dans les télécommunications
optiques a été abordée à travers plusieurs axes de recherche (RNRT COPOLDYN), concernant le
développement d’un contrôleur de polarisation rapide et sans fin pour la compensation de PMD.
Le contrôleur, développé à l’ENST Bretagne, est un assemblage de lames biréfringentes à base
de cristaux liquides à axes tournants grâce à un système d’électrodes en étoile induisant un
champ électrique tournant. Le principe d’une lame à axe tournant (sans fin) et à biréfringence
variable a permis d’optimiser les algorithmes de recherche, en limitant le nombre de paramètres
de contrôle. Pour la réalisation des contrôleurs, une partie de l’activité a été transférée à la société
Optogone.
L. Dupont, W. Rong and J.C. Vivalda, "Endless Polarization Control Using Two Rotatable
Wave Plates with Variable Birefringence", Optics Communications, Vol. 252 (-3), pp. 1-6, 2005
Le deuxième axe concerne le codage et la modulation et s’est concentré sur le
développement et la simulation d’une nouvelle approche pour la transmission d’information sur fibres
optiques. Nous avons conçu une nouvelle allure du signal plus adaptée pour limiter les effets
non-linéares issus de l’effet Kerr et la dispersion chromatique pour des transmissions à haut
débit. Le chirp généré par ce type de signal est beaucoup plus petit que celui du signal NRZ (NonReturn to Zero). Cette nouvelle approche suit celle adoptée par la plupart des concepteurs de réseaux
intéressés par une plus longue portée et une meilleure qualité des liaisons avec un minimum
d’équipement de ligne. De cette façon nous pouvons espérer une amélioration des performances avec
une basse complexité.
C. Perez Valenzuela, M. Morvan, M. Gadonna and J.L. de Bougrenet de la Tocnaye,
“Ultralinear trans-mission modulation: a new amplitude modulation coding for high efficiency fibre optic
transmissions” IEEE PTL, Vol. 17, pp 708-710, March 2005.
Le troisième axe concerne la conjugaison de phase optique (OPC) et son application à la
compensation de l’effet Kerr dans les fibres optiques. On a démontré que l’OPC avait une
capacité à compenser les effets non linéaires. Avec l’optimisation pour une carte de dispersion
donnée, la performance de l’OPC peut être fortement améliorée facilitant la mise en œuvre de
schémas de multiplexage de type TDM ou WDM.
X. Tang and Z. Wu, “Nonlinear noise amplification in optical transmission systems with optical
phase conjugation”, IEEE JLT, Vol. 23, N°5, pp. 1866-1873, May 2005.
UMR 6082 FOTON - 55 -
Concernant la modélisation des réseaux optiques, l’activité comporte un volet principal dédié aux
problèmes d’architectures physiques des réseaux de transport ainsi que des études plus
générales d’architecture de réseau, pour les réseaux cœur (projet ROM-EO sur un réseau de
paquets opto-électronique, terminé en novembre 2005), métropolitains (évaluation d’anneaux
RPR) et d’accès (CRE avec France Télécom depuis septembre 2005). Les études d’architectures
physiques sont axées vers deux thèmes complémentaires: l'introduction de la transparence dans
les réseaux de transport, et la modélisation et le dimensionnement des réseaux métropolitains
colorés.
- Le premier volet est lié au concept de réseau hybride, étudié en partenariat avec FT R&D,
Alcatel CIT, l’ENST et Optogone dans le cadre du projet RYTHME. Cette étude porte sur la
faisabilité technique et l'intérêt économique de la transparence optique dans le réseau cœur, par
une approche mettant en jeu un design physique du réseau (i .e. un ensemble de règles de
conception physique du réseau) couplé à un dimensionnement, et un routage pour les réseaux
hybrides. Le fil conducteur est le réseau cœur pan-européen qui sert de base au
dimensionnement logique des liens et des nœuds, considéré comme la phase initiale de l'étude.
Le problème de dimensionnement des réseaux transparents hybrides est contraint par la prise en
compte de la physique de la transmission sur fibre optique. Les paramètres physiques sont traités
de façon originale par l’utilisation d’un "vecteur" décrivant la qualité de la ligne, appelé QoT pour
Quality of Transmission. On vise à quantifier l'apport d'une liste pertinente de fonctions identifiées:
compensation dynamique et régénération optique, insérées en ligne et/ou dans les nœuds du
réseau (OADM et OXC). L’analyse de la diaphonie s’appuie sur des modélisations analytiques et
des simulations sous VPI. L’étude des effets de filtrage a mis l’accent sur la caractérisation de la
fonction de transfert complexe de commutateurs sélectifs en longueurs d’onde et l’étude de son
impact sur le BER à 40 Gb/s, travail mené en collaboration avec les plates-formes PERSYST et
PERDYN.
- Le deuxième thème concerne le dimensionnement et l'implantation d'architectures d'anneaux
métropolitains D/C WDM, en vue d'une augmentation de capacité et de flexibilité à coûts réduits.
Cette étude est menée en partenariat avec SAGEM. Le fait le plus marquant est le lancement
d’une activité consacrée aux réseaux d’accès en collaboration avec le département Informatique
et l’ENST et l’INT, dans le cadre d’un contrat CRE France Télécom. Notre action porte sur la
comparaison des architectures point à point et PON et sur le dimensionnement du réseau de
collecte selon différents scénarios d’intégration.
C - Capteurs photoniques et optoélectroniques
C.1. Capteurs pour Télémédecine :
La télémédecine est une réponse à une demande de suivi médical à distance ou au maintien
à domicile. Elle peut également bénéficier à la rééducation fonctionnelle, associée notamment aux
pathologies du rachis et de la marche. Elle nécessite la conception ou l’adaptation de systèmes
intégrant des fonctionnalités nomades et conviviales. L’intégration de capteurs optiques pour des
mesures spécifiques (pléthysmographie, oxymétrie) peut apporter un complément de fiabilité de
l’information appréciable.
De nombreux schémas d’organisation de la surveillance de santé (personnes âgées ou à
risque, notamment de chute ou malaise) font apparaître des systèmes en port continu (donc à forte
acceptabilité), proposant des fonctions de monitoring physiologique et d’alarme. Cependant, les
dispositifs actuellement disponibles sont soit trop sensibles au mouvement du porteur, soit à
acceptabilité limitée. Le domaine des « wrist worn devices » (systèmes portés au poignet) est donc
un champ d’investigations assez concurrentiel, les résultats sont souvent visibles sous formes de
brevets, plus rarement publications et conférences.
Systèmes au poignet : Depuis une dizaine d’années, les études et le savoir-faire de l’équipe
capteurs de FOTON-ENSSAT et de ses partenaires dans ce domaine a déjà mené au transfert
industriel d’un « noyau » de capteurs (cf . § Valorisation). Les travaux sur la centrale de capteurs
se poursuivent dans le cadre d’une aide OSEO-ANVAR d’un montant de 210 k€ sur la période
décembre 2004- août 2007. Ils concernent l’élargissement des applications, par l’adjonction de
nouveaux capteurs, le traitement du signal, et le modèle de décision adéquat. Les principales
applications visées sont :
o Les mesures oxymétriques, confirmant une situation de malaise, ou une aide intégré
au protocole de détection d’apnées respiratoires,
UMR 6082 FOTON - 56 -
o
o
o
Les mesures « robustes », non sensibles au bougé, fiabilisées par capteurs
redondants hybrides,
Les mesures déterminant l’état de stress.
Le pilotage et la responsabilité scientifique sont assurés par FOTON-ENSSAT/CAPT.
Les objectifs fixés sont originaux, et leur réalisation pourrait donner naissance à une nouvelle
catégorie d’applications (mesure ambulatoire de niveau de stress notamment), et faire progresser la
gamme de services offerte aux seniors et personnes isolées, actuellement essentiellement basée sur
les télécommunications. Les résultats actuels (2006) font émerger de nouvelles architectures de
capteurs (dépôt de brevet en cours, 4 communications), pour lesquelles des prototypes ont été
réalisés. Les faisabilités des différentes fonctions sont démontrées. Les études portent maintenant sur
la miniaturisation, et les stratégies de mesures, notamment vis-à vis des contraintes de consommation
et de fiabilité de décision.
Systèmes pied-poignet : Parallèlement, l’étude des capteurs spécifiques à la rééducation
fonctionnelle a débuté en 2004, en collaboration et suite à une demande de l’Hôpital de Lannion. Ils
visent à proposer des systèmes nomades conviviaux proposant un biofeedback à la personne en
rééducation, notamment par le pied. Ces systèmes ont vocation à être couplés avec les systèmes
« poignet » pour une interprétation élargie de la situation du porteur. Même s'il existe plusieurs
systèmes de contrôle de la pression plantaire, la combinaison de données pied-poignet est
actuellement un champ vierge, et très prometteur.
C.2. Capteurs océanographiques et traitement optique de l’information
L'évolution des connaissances en matière de déplacement de masses d'eau, de couplage
océan atmosphère passe par le développement de techniques de mesure des paramètres physicochimiques. Dans ce contexte, la mesure de salinité est un paramètre crucial. Elle s’effectue
aujourd’hui via des mesures de conductivité, connaissant la température et la pression. Hélas ces
capteurs sont peu fiables car sensibles aux dégradations dues à l’environnement marin. Ceci suppose
une mesure de l’indice de réfraction avec une incertitude > 2x10 -7 équivalant à une incertitude de
salinité de 1 x10-3 avec une maîtrise de la fiabilité et de la reproductibilité des mesures. Dans ce cadre
l’ENST Bretagne et le SHOM ont mis au point un réfractomètre optique compact, insensible aux
variations de température et de pression du milieu, qui permet son intégration bas coût dans un
flotteur ou une sonde perdable. Des tests en laboratoire ont validé le principe dans la gamme de
résolution envisagée et la tolérance des paramètres optiques du capteur de position utilisé.
Nous sommes en phase de réalisation d’un prototype pour test en environnement réel
(dispositif embarqué compact et bas coût) dans une sonde ou un profileur. Ce travail est mené en
collaboration avec les sociétés Martec et NKE dans le cadre d’un projet de recherche labellisé par
pôle de compétitivité MER.
D - Propagation atmosphérique
Nos résultats représentent la plus grande diversité de mesures réalisées (4 ans de mesures)
sur la détermination des propriétés optiques des cirrus. La fiabilité de notre lidar et la résolution
spatiale (30m) permet d’obtenir une discrimination très fine des couches de nuages semi-transparents
entre 6 km et 16 km et des couches d’aérosols entre le sol et 6 km.
Nous sommes les seuls à avoir créé une base de données SALIN (Satellite Aérosols
LIdar Nuages) qui sera mise à la disposition des groupes travaillant sur la troposphère dès la
fin du contrat aérosols et après la mise en forme de SALIN (fichiers CDF) et bien sur avec
l’accord de la DGA.
o Les résultats concernent les propriétés optiques suivantes:
o profils du coefficient de rétrodiffusion,
o profils du coefficient d’extinction
o épaisseurs optiques.
Ces grandeurs sont nécessaires au calcul du bilan radiatif Terre-Océan-Atmosphère. Des
mesures précises permettent de remplacer les grandeurs pas toujours réalistes utilisées dans les
codes de calcul bien connus comme FASCODE et MODTRAN.
UMR 6082 FOTON - 57 -
II.2. Rapport scientifique EQUIPE PAR EQUIPE
Ce paragraphe présente les résultats scientifiques des 3 équipes de FOTON.
La plate-forme CCLO étant commune aux 2 équipes FOTON-ENSSAT et FOTON-ENST,
nous avons choisi de lui consacrer un paragraphe spécifique (§ II.2.4).
Le § II.2.5 reprend la totalité des collaborations inter-équipes.
Le § II.2.6 présente les publications pendant le contrat en cours des nouveaux entrants avant
leur arrivée dans l'unité.
NB : les publications réalisés par collaborations inter-équipes sont surlignées en gris.
Elles apparaissent toutefois dans chacun des bilans des équipes.
UMR 6082 FOTON - 58 -
II.2.1. Rapport scientifique de FOTON-ENSSAT
NB : incluant la plate-forme PERSYST
Objectifs et thèmes de recherche
Le Laboratoire d’Optronique de l’ENSSAT, ex-UMR 6082 créée en 2000, a constitué le germe
de croissance autour duquel s’est constituée l’UMR 6082 FOTON en 2004, par agrégation des deux
autres équipes (LENS de l’INSA-Rennes et Département d’Optique de l’ENST Bretagne). Le
laboratoire d’Optronique, aujourd’hui nommé FOTON-ENSSAT, mène des activités de recherche
principalement dans le domaine de l’optique, et plus particulièrement sur les thèmes suivants : la
physique des lasers, les composants et fonctions de traitement tout optique du signal destinés aux
télécommunications, la propagation atmosphérique optique, les technologies d’optique intégrée à
base de polymères et de silicium poreux, et les capteurs pour le Vivant et l’Environnement. Ces
thèmes font pour la plupart l’objet de collaborations académiques et industrielles nationales et
internationales suivies, ce qui présente un intérêt évident pour une école d’ingénieurs. En outre
FOTON-ENSSAT contribue depuis de nombreuses années à l’incubation d’entreprises en émergence,
notamment dans le cadre de l’incubateur EMERGYS. Ainsi les sociétés Yenista Optics (modules et
supervision pour systèmes optiques), Laseo (modules optiques de puissance pour le marquage) et
Oxxius (lasers bleus) sont passées par le laboratoire durant les 4 dernières années.
FOTON-ENSSAT a acquis une visibilité nationale et européenne. C’est un contributeur
important au RNRT. En effet, il contribue au projet pré-compétitif ASTERIX coordonné par Alcatel et
er
labellisé en 2002, et il pilote le projet exploratoire ROTOR labellisé en 2003 (classé 1 ). Il sera pilote
du projet ANR FUTUR dès 2007.
Au niveau Européen, le FOTON-ENSSAT a répondu à plusieurs appels d’offre de la
thématique IST du 6ème PCRD. Il est actuellement intégré au réseau d’excellence ePIXnet
(intégration de composants optoélectroniques et photoniques, 35 partenaires) auquel il contribue de
manière coordonnée avec FOTON-INSA, ex-LENS, autre composante de l’UMR FOTON. De plus, il
joue le rôle de coordinateur, via PERSYST, de la plate-forme européenne HSCP de caractérisation
haut débit (l’une des 6 plates-formes du réseau d’excellence ePIXnet). Par ailleurs, en 2003, le
directeur du laboratoire d’Optronique, Jean-Claude Simon, a été nommé comme représentant
Français, avec Jean-Luc Beylat (Alcatel Optical Networks), au comité d’organisation de la prestigieuse
conférence ECOC, rassemblant chaque année plus d’un milliers de participants. Ces deux personnes
ont eu en charge l’organisation d’ECOC 2006 à Cannes.
Parmi les faits marquants de ces 4 dernières années, outre la création de l’UMR FOTON à
laquelle il a activement contribué, FOTON-ENSSAT s'est très activement mobilisé pour contribuer au
maintien et au renforcement en Région Bretagne, et plus particulièrement sur le site de Lannion, des
compétences scientifiques avancées dans le domaine des fibres et des systèmes optiques, issues de
la recherche publique menée au CNET, et menacées de disparition après l’éclatement de la bulle
Télécom en 2002. Ainsi des plates-formes portées directement ou bien soutenues par le laboratoire,
ont été labellisées dans le cadre du CIADT du 18 décembre 2003. Le § I.2.2.C) ci-dessus a déjà
abordé ce sujet :
PERSYST (http://www.persyst.fr), plate-forme technologique de recherche et de test pour les
composants et dispositifs utilisant des systèmes de transmissions à très haut débit (40 canaux à 40
Gbit/s et plus) a été créée en septembre 2003, et rattachée à l’équipe.
PERFOS (http://www.perfos.com), issue de la R&D de Highwave Optical Technologies et de
France Télécom R&D est très étroitement liée à l’équipe qui a soutenu depuis 2002 et en permanence
sa constitution dans un contexte difficile.
UMR 6082 FOTON -59-
II.2.1.A) Composition de l’équipe FOTON-ENSSAT structurée en groupes thématiques
Groupe Physique des
Lasers (GPL)
Fonctions Optiques pour
les Télécommunications
(FOT)
Plate-forme d’Evaluation
et de Recherches sur les
SYStèmes de
Transmissions optiques
(PERSYST)
Groupe Matériaux
Nanostructurés et
Photonique
(GMNP)
Laboratoire de
Propagation
Atmosphérique (LPA)
BESNARD Pascal
STEPHAN Guy
FERON Patrice
GINOVART Frédéric (30 %)
CHARTIER Thierry (50%)
MIHAESCU Adrian
BOUSTIMI Mohamed
DUMEIGE Yannick (50%)
SIMON Jean-Claude
CHARES Marie-Laure
GINOVART Frédéric (70 %)
CHARTIER Thierry (50%)
FEVE Sylvain (30 %)
BRAMERIE Laurent (50%)
RONCIN Vincent
MERLAUD Fabien
LEGUYADER Bertrand
CLOUET Benoît
BRAMERIE Laurent (50%)
LOBO Sébastien
CHEHAYED Stéphane
JOUBERT Pierre
HAJI Lazhar
GUENDOUZ Mohamed
CHARRIER Joël
CHAILLOU Annick
DUMEIGE Yannick (50%)
LORRAIN Nathalie
HAESAERT Séverine (50%)
LADO-BORDOWSKY Olga
SWIATHY Greggory
PR (Responsable)
PR émérite
MCF-HDR
MCF
MCF (depuis 09/03)
Chercheur (CDD)
ATER (jusque 09/03)
MCF (IUT) (depuis 09/03)
PR (Responsable)
MCF (IUT)
MCF
MCF (depuis 09/03)
IE (CNRS)
IR (CDD)
IR (CDD depuis 03/04)
IR (CDD 09/03-03/05)
IR (CDD 09/03-06/05)
IR (CDD depuis 09/03)
IR (CDD) (Responsable)
AI (CDD depuis 06/03)
AI (CDD depuis 09/03)
PR (IUT) (Responsable jusqu’en 09/03)
PR (IUT) (Responsable depuis 09/03)
MCF (IUT)
MCF (IUT)
MCF (IUT)
AI (CCD jusque 12/04 puis CNRS)
PR (Responsable)
IE (CDD DGA depuis 09/03)
BILLON Michel (50%)
IR (CNRS) (Responsable jusque 09/04)
MCF (Responsable depuis 09/04)
IR (CDD ANVAR depuis 10/05)
IE (CNRS)
IGR
Technicien
Technicienne (CNRS jusque 01/04)
Secrétaire
Secrétaire
Secrétaire (CNRS depuis 01/04)
Capteurs Physiologiques
GOUJON Jean-Marc
pour Télémédecine (CPT) LEPAGE Renan
• Support technique et
logistique
• Assistantes
administratives
FEVE Sylvain (70%)
LE FLÉCHER Serge (25 %)
L'HER Henry (25 %)
LEROY Réjane
MOIZARD Michèle (25 %)
KULIGOWSKI Orlane (50%)
LEROY Réjane
UMR 6082 FOTON -60-
Doctorants
Noms et prénoms
BLIN Stéphane 2
GUIGNARD Céline
ARNAUD Carole
MARAN Jean-Noël 3
POETTE Julien
GROT Sébastien 4 (10%)
VAUDEL Olivier
GHISA Laura
RONCIN Vincent
LECREN Elodie
MOREAU Gautier
GAY Mathilde
BOULA-PICARD Reynald (0%)
BRAMERIE Laurent
GAUDEN Damien (0%)
GIRAULT Gwenaëlle
PIRASTEH Parastesh
5
NAJAR Adel
REEDEKER Tô-Linh
ASSAÏD Imane
MAALOUF Azar
Projet
GPL (66%)
GPL
GPL
GPL (33%)
GPL
GPL
GPL
GPL
FOT
FOT
FOT
FOT
FOT
FOT (50%) PERSYST (50%)
FOT
FOT
MNP
MNP
GPA
CCLO
CCLO
Financement
MENRT, thèse soutenue en 12/03
MENRT
CDD FT-R&D, thèse soutenue en 12/04
Bourse canadienne
MENRT
CIFRE Keopsys
MENRT, thèse débutée en 09/03
MENRT, thèse débutée en 09/04
CIFRE Highwave, thèse soutenue en 03/04
Région Bretagne, thèse soutenue en 07/04
BDI CNRS
Région Bretagne
CIFRE Thalès, thèse soutenue en 07/04
RNRT, thèse soutenue en 12/04
CIFRE Highwave, thèse soutenue en 11/03
BDI CNRS, thèse débutée en 10/03
Région Bretagne
Bourse tunisienne
Bourse DGA, départ en 05/04
Région Bretagne ,thèse soutenue en 12/04
Bourse, thèse débutée en 10/03
II.2.1.B) Situation par rapport à la concurrence internationale
Les principales thématiques de l’équipe sont bien placées au niveau international, en
particulier sur la physique des lasers et les fonctions actives de traitement tout-optique des signaux de
télécom, notamment la régénération, qui font l’objet d’une reconnaissance des pairs à travers les
invitations dans des congrès internationaux de haut niveau (cf. liste des travaux).
II.2.1.C) Présentation des résultats de FOTON-ENSSAT
II.2.1.C.i) Groupe Physique des Lasers (GPL)
Bref historique du groupe
Cette équipe appelée, groupe physique des lasers (GPL), a été initialement à l’origine de la
direction du laboratoire d’optronique en 1988. Elle a activement participé à la reconnaissance de
l’UMR (équipe postulante, jeune équipe EP001 en 1992, équipe associée en 1996, UMR en 2000).
Sa politique scientifique a évolué pour s’adapter à la croissance du laboratoire et à son passage dans
le secteur STIC.
Le groupe physique des lasers a pour philosophie d'associer les aspects expérimentaux et
théoriques liés aux études des sources ou systèmes lasers aux applications pouvant avoir un attrait
pour les télécommunications optiques. Ainsi, si des études commencées par le passé comme celles
sur les microsphères, l'injection optique, la contre-réaction optique sont toujours d’actualité, de
nouvelles orientations telle l'étude de lasers impulsionnels ou de microdisques pour la réalisation de
fonctions optiques sont apparues. Les sources restent et demeurent une brique essentielle dans un
système de transmission. Il est donc important de maîtriser la compréhension de divers types de
lasers pouvant offrir des potentialités pour les télécommunications.
2
cotutelle avec l'université Laval de Québec, (établissement principal ENSSAT)
cotutelle avec l’Université Laval de Québec, (établissement principal Université Laval)
4
cotutelle avec l’ENST-Paris, (établissement principal ENSSAT)
5
cotutelle avec la Faculté des Sciences de Tunis (établissement principal Faculté des Sciences de Tunis)
3
UMR 6082 FOTON -61-
Faits marquants du quadriennal
Le Groupe Physique des lasers s’est impliqué dans l’évolution du laboratoire vers le domaine
STIC et avec l’extension aux laboratoires de l’INSA et l’ENST-Bretagne.
Ainsi, le groupe s’est impliqué dans des collaborations internes (fabrications de micro-disques
avec le CCLO), la caractérisation des structures lasers à base d’îlots quantiques (implication dans le
réseau européen d’excellence ePIXnet). Deux événements majeurs ont eu lieu avec le recrutement de
deux maîtres de conférences, Yannick Dumeige et Thierry Chartier. Chacun de ces deux
recrutements s’est fait dans une volonté fédérer les forces. Le profil du poste sur lequel a été recruté
Yannick Dumeige concerne l’électromagnétisme et la propagation dans les milieux micro ou nano
structurés. Il fédère une problématique commune à GMNP et GPL (Patrice Féron). De même Thierry
Chartier a été recruté pour développer une activité fibre spéciales qui intéressent à la fois FOT (JeanClaude Simon) et GPL (Pascal Besnard). Ce recrutement accompagne la création de la plate-forme
PERFOS et du GIS GRIFFIS.
Politique scientifique
Le groupe physique des lasers existe de par sa cohérence thématique. Le thème générique
du groupe est la synchronisation qui se décline principalement sous deux formes :
1. L’étude de sources, leur mise en phase, la synchronisation de chaos, la génération de
porteuse micro-onde, la réalisation de lasers à modes bloqués.
2. La récupération d'horloge (projet RNRT ROTOR, projet régional DISTO, filtre microsphérique,
filtre utilisant des fibres Hautement Non Linéaire...)
Ces sources peuvent être caractérisées suivant leurs propriétés de couplage (systèmes
héréditaires ou retardés, injection optique), leurs propriétés statiques (spectre optique, caractéristique
puissance optique-taux de pompage, bruit d’intensité…), leur dynamique (régime chaotique,
oscillatoire, fréquence de relaxation, lasers impulsionnels, génération de porteuses micro-ondes,
effets de polarisation...).
Les sources étudiées sont diverses : lasers à semi-conducteurs , lasers à semi-conducteurs
DFB (Distributed Feedback : le miroir est réparti suivant la direction de propagation du champ laser
grâce à un réseau de Bragg) ; lasers à îlots quantiques ; VCSEL ; lasers à fibre ; lasers DFB à fibre,
étudiées grâce à une collaboration avec l'université Laval de Québec où elles sont fabriquées ; micro
et nanostructures (actives ou passives), lasers microsphériques à modes de galerie, micropuces
(microchips) à matrices cristallines (Nd:YAG, Er :YAP) ou vitreuses (Er :Yb verre phosphate).
Bilan scientifique GPL 2002-2006, résultats majeurs
Le Groupe Physique des lasers est constitué de 4 permanents et compte 37 papiers
internationaux à comité de lecture, 7 conférences invités, plus 45 communications orales, 5 brevets, 6
soutenances de master ou DEA, 7 soutenances de thèse dont 2 en cotutelle et 2 en CIFRE.
Comme il a été souligné précédemment, la thématique générale de la synchronisation se
décline principalement suivant trois axes : les structures à semi-conducteurs (Pascal Besnard), les
lasers à fibre (Pascal Besnard et Thierry Chartier), les structures microsphériques ou micro-disques
(Patrice Féron et Yannick Dumeige).
Un résumé technique plus complet est disponible sur les fiches individuelles des permanents
(Pascal Besnard, Thierry Chartier, Yannick Dumeige, Patrice Féron). Ce rapport scientifique se veut
donc un résumé synthétique donnant une vue globale de l’activité et de la cohérence du groupe GPL.
Le GPL a initié l’étude de composants pour la régénération durant ce dernier quadriennal :
1. La réalisation d’éléments bistables (ou multistables) utilisant des micro-anneaux présentant
des non-linéarités du troisième ordre, présentant un potentiel pour la régénération haut-débit.
Notons que dans le cas de non-linéarités du second ordre, il est possible d’obtenir un quasiaccord de phase et une grande efficacité de conversion. (Yannick Dumeige, Patrice Féron,
Laura Ghisa ; collaboration CCLO)
2. L’utilisation de structures actives pour la régénération comme cela a été proposé dans le
RNRT ROTOR. L’idée est ici de synchroniser le comportement de l’intensité optique d’un
laser Fabry-Perot sur un train d’impulsions picosecondes par simple injection optique. (Pascal
Besnard, Vincent Roncin ; collaboration Alcatel III-V lab, ENST Paris, LPN (Marcoussis),
Aeroflex – Europtest, Xfiber (Lannion)).
UMR 6082 FOTON -62-
Ces résultats s’appuient sur la connaissance expérimentale et théorique de la physique des
lasers :
1.
Etude sur la physique de base des lasers :
a. L’effet laser dans des verres fluorés (ZBLALiP) dopés Erbium a été étudié
systématiquement. (en collaboration avec le Dr. Michel Mortier LCAES, CNRS-UMR 7574).
L’intensité de pompage conduit à un « Red-shift » de l’émission laser. L’interprétation de ce
phénomène se fait en utilisant un modèle établi lors de l’étude des lasers microchips (avant
2003). La même étude a été réalisée pour la réalisation et les caractérisations de
microsphères en verres oxydes (Tellurites, phosphates ou silicates dopés Pb) dopés Erbium
ou co-dopés Erbium Ytterbium. (Yannick Dumeige, Patrice Féron, Laura Ghisa ; collaboration
avec les centres IFAC (Firenze) et IFN (Trento) du CNR (Italie))
b. Des méthodes de modélisation numériques et semi-analytiques (FDTD linéaire, FDTD
non-linéaire et une combinaison entre FDTD (linéaire) et théorie des modes couplés) ont été
développées pour caractériser le couplage de micro-cavités en présence ou non de non
linéarité. Une partie de ces modélisations sera suivie de la réalisation, par le CCLO (Centre
Commun Lannionais d’Optique), de structure intégrée opérant une fonction optique, ainsi que
de ses tests. (Yannick Dumeige, Patrice Féron, Laura Ghisa)
c. Une fonction de transfert généralisée au laser a permis de proposer une nouvelle
méthode pour la mesure de la largeur de raie d’un laser. Il a permis de caractériser le
phénomène de base mis en jeu dans un processus de synchronisation, en l’occurrence
l’injection optique. Les nouveaux résultats expérimentaux bénéficient de la technologie
« télécommunications optiques », avec laquelle l’utilisation de fibre et composants à maintien
de polarisation assure une très grande stabilité et reproductibilité. (Pascal Besnard, Stéphane
Blin, Guy Stéphan, Olivier Vaudel)
Etude de phénomènes de base :
a. L’étude de la contre-réaction optique a permis de montrer la présence d’un blue-shift
de l’émission avec la diminution de la distance d entre le résonateur sphérique et le
miroir (d > 3 µm - effet de contre-réaction). (Yannick Dumeige, Patrice Féron, Laura
Ghisa)
b. L’étude de la contre-réaction avec un couplage non-linéaire a permis de montrer la
possibilité de réaliser des sources à modes bloqués fonctionnant à des taux de
répétition supérieurs à la fréquence de relaxation (20 GHz pour une fréquence de
relaxation de 6 GHz). (Pascal Besnard, Céline Guignard, Adrian Mihaescu ;
collaboration PAI Alliance 2000, Nikolay Zheludev, Université de Southampton)
c.
L’injection optique a permis de mettre en évidence de larges bistabilités dans les
lasers à semi-conducteurs, qui n’avaient pas été observées auparavant. (Pascal
Besnard, Stéphane Blin, Olivier Vaudel).
d. Cette même injection a été proposée pour l’étude de la synchronisation de deux
lasers. Ce schéma simplifié a été réalisée pour la première fois au niveau mondial.
(Pascal Besnard, Céline Guignard, Olivier Vaudel)
Cette connaissance a permis de proposer la réalisation de sources lasers se basant pour la
plupart sur la mise en phase ou la synchronisation de plusieurs modes :
1. La réalisation de sources à fibre fonctionnant en modes bloqués à 10 GHz sur plus de
30 canaux indépendants. (Pascal Besnard, Jean-Noël Maran ; collaboration Sophie
LaRochelle, COPL, Université Laval, Québec)
2. Le développement d’un modèle analytique qui permet l’étude de structures dites CRIT
(coupled resonator induce transparency) dans le but de réaliser des lignes à retards
optiques intégrées. (Yannick Dumeige, Patrice Féron, Laura Ghisa)
3. La démonstration théorique et expérimentale d’un nouveau type de Q-switch pour des
lasers à fibre sans modes. Ce régime à déclenchement de pertes à été nommé Qswicth à modulation de fréquence par analogie aux différents types de blocage de
modes. La propriété de lasers sans modes liée au décaleur de fréquence est
UMR 6082 FOTON -63-
essentielle dans l’existence et l’explication du phénomène. (Pascal Besnard, JeanNoël Maran ; collaboration Sophie LaRochelle, COPL, Université Laval, Québec)
4. La réalisation expérimentale de sources à semi-conducteurs à modes bloqués
fonctionnant en limite de Fourier. (Pascal Besnard, Céline Guignard, Jean-Claude
Simon , Monique Thual)
5. La mise en évidence d’un régime multisoliton d’une grande stabilité se manifestant
par l’émission, par paquets d’une vingtaine d’impulsions, de train d’impulsions à une
cadence de 160 GHz. Ce régime auto-pulsant est obtenu pour un laser à fibre dopée
erbium verrouillé en phase par un absorbant saturable. (Pascal Besnard, Thierry
Chartier, Mathilde Gay, Alexandra Lagrost, Thanh Nam Nguyen ; collaboration LPN)
Le développement de cette expertise théorique et expérimentale s’est accompagné de la mise
en place d’outils de caractérisation telle la mesure du bruit d’intensité, ramenée à la meilleure
performance mondiale en termes de sensibilité et d’erreurs. Le banc utilisé atteint un niveau de
sensibilité de -170 dBm/Hz avec une erreur de 0,5 dB/Hz pour une puissance détectée de – 10 dBm.
La sensibilité peut atteindre -185 dBm/Hz pour une erreur de 3 dB/Hz. La bande passante de notre
système de mesure est comprise entre 100 kHz et 20 GHz. La technique de mesure consiste à
mesurer le bruit sous le palier de bruit thermique en utilisant un laser de référence ayant un très faible
RIN permettant d'accéder à la mesure du bruit de grenaille (shot noise). Le laser de référence est un
laser Nd:YAG en anneau émettant à 1319 nm ayant une largeur de raie à mi-hauteur de 10 KHz. Ce
laser a un bruit d’intensité négligeable au dessus de 10~MHz. (Pascal Besnard, Laurent Bramerie,
Julien Poëtte, Jean-Claude Simon)
Ces méthodes de caractérisation nous ont permis de mettre en évidence les très bonnes
performances de lasers à semi-conducteurs dit à modes discrets avec une largeur de raie de l’ordre
de 400 KHz, un taux de suppression de modes inférieur à 40 dB. Ces lasers, réalisés par Eblana
(Irlande) coûtent peu chers à la fabrication et offrent une très grande reproductibilité de comportement.
Ils sont en outre moins sensibles à l’injection optique (de 25 db) et ont un seuil de réflectivité pour
l’instabilité, liée à la contre-réaction optique et dénommée « effondrement de la cohérence »
(coherence collapse) plus faible de ~5 dB. (Pascal Besnard, Céline Guignard, Julien Poëtte, Olivier
Vaudel ; collaboration Liam Barry, PAI ULYSSE (Pulse and SYstem CHAracterization of MOdeLocked Laser for Optical Communications), DUBLIN CITY UNIVERSITY)
Un bon exemple montrant le recouvrement pouvant exister entre les groupes de l’unité est les
composants utilisés pour la régénération. Ceux-ci peuvent être à base fibre (PERFOS), de
microsphère ou microdisques (CCLO), ou à base de semi-conducteurs (INSA). Ces composants sont
aussi intéressants dans la réalisation de lasers à modes bloqués car le processus de base est le
même que pour la remise en forme. Ainsi, le développement d’une expertise sur les fibres fortement
non-linéaires (Thierry Chartier) devrait permettre de réaliser des fonctions optiques pour la
récupération d’horloge. Ces mêmes éléments peuvent être utilisés dans des lasers. Alexandra Lagrost
a ainsi démarré une thèse (directeur : Pascal Besnard ; co-directeur : Thierry Chartier) sur la
réalisation d’ « Amplificateurs et lasers à très faible bruit à fibres optiques spéciales pour les systèmes
de transmission à 160 Gbit/s ».
UMR 6082 FOTON -64-
Cartographie expérimentale des comportements d’un laser injecté en fonction du désaccord
croissant ou décroissant et de la puissance injectée. Le désaccord correspond à la différence de
fréquence entre le laser maître et lle laser esclave. Les différentes couleurs correspondent à des
régimes de fonctionnement d’un laser injecté (A pour accrochage en fréquence ; la zone 1 correspond
à un régime non linéaire appelé régime multi-ondes où l’on observe des mélanges d’ondes qui
corresponent schématiquement à des battements ; la zone 2 correspond à ce qu’on appelle du
doublement de période (la période est multipliée par rapport à un régime de mélange d’onde simple) ;
4 correspond à un quadruplement de période. C correspond à un fonctionnement où l’intensité du
laser semble erratique, c’est le chaos optique.
Balayage du désaccord dans le sens croissant
Balayage du désaccord dans le sens décroissant
Cartographie théorique de la corrélation dans le processus de la synchronisation de chaos
entre deux lasers optiquement injectés. Ce graphe est donné en fonction du désaccord décroissant et
de la puissance injectée. Le désaccord correspond à la différence de fréquence entre le laser maître
et lle laser esclave. Une première injection optique d’un laser maître vers un laser dit transmetteur
permet de le faire fonctionner en régime chaotique. On injecte le signal du laser transmetteur dans la
cavité d’un troisième laser dit récepteur. Il s’agit donc d’étudier l’injection par un signal qui est non
continu. La cartographie donne, par un code de couleur, le taux de corrélation en pourcentage, entre
le signal émis par l’émetteur et le signal de référence du transmetteur. Pour la première fois, une large
bistabilité est mise en valeur suivant le sens de balayage du désaccord.
UMR 6082 FOTON -65-
Bruit d’intensité d’un laser à semi-conducteurs : mesure théorique et expérimentale.
Bruit d’intensité d’un laser à îlot quantique en fonction du courant de pompe, on note un
comportement très différent du laser à semi-conducteurs.
UMR 6082 FOTON -66-
Principe de réalisation de laser Fabry-Perot distribué permettant d’obtenir un laser dont peut
choisir le nombre de modes et l’écart entre modes (On réalise successivement deux photo-inscriptions
de deux réseaux de Bragg chirpés). Le bruit de partition témoigne de l’interaction entre modes (cela
s’observe le plus couramment dans des lasers à élargissement homogène). En haut à droite est
donné le spectre de modes de ce type de laser Fabry-Perot distribué. Les courbes en bas à gauche
montrent le bruit d’intensité de chaque mode (en couleur) et de l’intensité totale en noir. On a montré
théoriquement que le bruit relatif de l’intensité totale est égal à la somme des bruits relatifs de chaque
mode en l’absence de bruit de partition. C’est le cas du laser Fabry-Perot distribué, qui a été fabriqué
à l’université Laval à Québec dans le cadre d’une collaboration. Il est donc possible de fabriquer par
cette techniques des lasers multimodes sans bruit de partition dont on peut choisir l’écart entre modes
(dans le cas présent 50 GHz) et le nombre de modes. Une étude plus complète a montré l’influence
de l’écart sur l’existence de bruit de partition soit de corrélation entre modes.
UMR 6082 FOTON -67-
Première réalisation mondiale de l’amplification d’un signal très cohérent provenant d’un laser
appelé maître par un laser appelé esclave. Cette figure donne le spectre de raie du laser (densité
spectrale de puissance) en fonction de la puissance injectée. On note trois régimes de
fonctionnement :
1. S’il n’y a pas assez de puissance injectée, le laser a un spectre de raie identique à celui du
laser isolé.
2. Pour des puissances de l’ordre de 10 nW le signal est amplifié sélectivement, la raie du laser
esclave injecté est composée de la somme d’un piédestal correspondant au spectre du laser
isolé, et d’un signal correspondant à l’amplification du laser maître.
3. Pour des puissances de l’ordre du µW, le gain sature et le signal externe capture toutes les
ressources du gain : c’est l’accrochage en phase et en fréquence.
I. Tristabilité dispersive dans des micro-résonateurs en anneaux
UMR 6082 FOTON -68-
Fig.1 - Etats stationnaires tristables dans le cas d’un micro-résonateur support d’un effet Kerr local
instantané soumis à un signal IS et une intensité de contrôle Ic.
cf. Y. Dumeige, P. Féron, « dispersive tristability in microring resonators » Phys. Rev. E Vol. 72; pp.
066609-1_066609-8 (2005).
Remise en forme de signaux à 40 Gbits/s à l’aide micro-anneaux couplés
Nous proposons et testons de manière numérique un dispositif présentant une fonction de
transfert non-linéaire permettant l’augmentation du rapport signal sur bruit dans les
télécommunications optiques. Ce dispositif tout optique de remise en forme des impulsions est basé
sur l’utilisation de micro-résonateurs présentant un effet Kerr non linéaire. Comme nous profitons de
l’exaltation du champ électrique à l’intérieur des résonateurs, ce dispositif pourrait être sensiblement
plus réduit que les dispositifs basés sur des fibres optiques ou des guides d’onde plus conventionnels.
Cf. Y. Dumeige, L. Ghisa, P. Féron, « Integrated all-optical pulse restoration with coupled nonlinear
microring resonators” Optics Letters , Vol.31, No 14, pp.2187-2189 (2006)
Génération de seconde harmonique doublement résonant par modal quasi phase
matching avec un résonateur à modes de galerie
UMR 6082 FOTON -69-
Nous avons montré que les modes de galerie peuvent être utilisés pour obtenir une
combinaison d’accord de phase modal et de quasi accord de phase géométrique (sans inversion de
domaines) de manière à obtenir la génération de seconde harmonique dans des matériaux isotropes
tels que des semi-conducteurs III-V. Nous obtenons une efficacité de conversion de 1% avec 130 µW
de fondamentale.
Cf. Y. Dumeige, P. Féron, “Whispering-gallery-mode analysis of phase-matched doubly
resonant second-harmonic generation”, Phys. Rev. A Vol. 74, pp. 063804-1_063804-7 (2006).
Perspectives pour le groupe GPL
Ces projets s’appuient sur des collaborations avec différents pays (Biélorussie, Canada,
Grande-Bretagne, Irlande, Italie) mais aussi sur un renforcement des liens avec des équipes
nationales (Femto Besançon, LPN, Alcatel III-V lab, LAAS CNES Toulouse, Thales), régionales (GIS
FOTON, PERFOS, GRIFIS, France Telecom, IDIL, KEOPSYS, KERDRY, LASEO, OXXIUS,
QUANTEL) ou interne à l’unité (INSA, CCLO, FOT, PERSYST).
Cette dynamique s’est traduite par la participation à des projets européens : EPIX-net, (Pascal
Besnard)
Et nationaux : RNRT ROTOR (synchronisation et caractérisation laser) ; ANR O²E (lasers et
filtres microsphériques). Ce dernier savoir-faire nous a amené à être sollicités (avec les mêmes
partenaires) par le CNES pour l’étude d’oscillateurs opto-hyperfréquence ultra stables. (Patrice Féron)
Elle se poursuit par la participation à des projets acceptés par la région (DISTO : réalisation
de sources à îlots pour les systèmes de transmission en collaboration avec FOTON-INSA), par l’ANR
(Lamda-accès : étude de VCSEL en lien avec FOTON-INSA et FOTON-ENST-Bretagne ; ANTARES :
étude de synchronisation en longueur d’onde pour l’accès tout optique en lien France-Telecom
Lannion, Alcatel III-V Lab et Anritsu France).
La politique menée pour le groupe GPL pour le prochain quadriennal va s’inscrire dans la
continuité des travaux décrits précédemment, mais aussi dans une volonté de maintenir et développer
des liens avec le tissu industriel local, fortement marqué par une activité laser. Cette ouverture est
déjà un fait comme en témoignent les bourses CIFRE avec KEOPSYS, OXXIUS. Elle se fera dans
l’esprit de partager la compétence laser, très utiles à ces entreprises.
Le GPL des lasers est un groupe, dont la raison de vivre est l’interaction avec des équipes,
internes à l’unité, nationales ou internationales, sur des thématiques de synchronisation ou de mise en
phase mettant en jeu des phénomènes de la physique des lasers, pour certains fortement liés aux
effets d’optique non linéaires.
II.2.1.C.ii) Fonctions Optiques pour Télécommunications (FOT)
Problématique et fondements scientifiques
Les systèmes de communication optique ont subi une grosse phase de déploiement en ce qui
concerne le transport optique (i.e. les liaisons interurbaines ou intercontinentales point-à-point). Dans
les Laboratoires de recherche, l’état de l’art montre la faisabilité de systèmes capables de transmettre
des débits de l’ordre du térabit par seconde sur un millier de kilomètres. Cependant, les performances
ne sont obtenues que dans des conditions de réglage particulières, par exemple pour une longueur de
liaison fixée. Ce manque de souplesse pourrait être critique dans le cas d’un futur réseau photonique,
où l’on pourrait être conduit à reconfigurer rapidement le trafic véhiculé au niveau des nœuds de
commutation. On envisage donc à plus ou moins long terme des fonctions de traitement du signal
dans les nœuds, comme la conversion de longueur d’onde (ou commutation spectrale de canaux
multiplexés en longueur d’onde), l'insertion-extraction de canaux, et la régénération optique. Cette
dernière fonction pourrait s’avérer très utile pour maintenir une qualité de service voulue et optimiser
l’utilisation des réseaux installés, notamment du fait de la rapide montée en débit sur les réseaux de
transport terrestre ou sous-marin, provoquée notamment par les services de transmission de données
comme Internet.
L'objectif général de ce thème consiste à proposer et valider de nouvelles techniques
permettant de lever des verrous scientifiques et technologiques au développement des systèmes de
UMR 6082 FOTON -70-
télécommunication. L'atteinte de cet objectif passe par une compréhension approfondie des
mécanismes physiques (essentiellement non-linéarités optiques) sous-jacents aux composants et
dispositifs mis en jeu. Ces dispositifs sont basés sur des dispositifs à semiconducteurs ou à fibre
optique fortement non linéaire.
Résultats nouveaux
A FOTON-ENSSAT, l'étude de la régénération a été initiée à 10 Gbit/s. Des études du
principe de la régénération 2R et 3R a permis de clarifier l’effet du transfert de bruit du signal d’entrée
sur le signal de sortie ainsi que l’effet d’accumulation de gigue temporelle. L’étude de fonctions
optiques pour la régénération a également été abordée à travers des dispositifs à base de semiconducteur (amplificateurs optiques à semiconducteurs (SOA), microrésonateurs à multipuits
quantiques réalisés par FOTON-INSA) et à base de fibres optiques non linéaires.
1. Principes de la régénération tout-optique 2R et 3R
1.1 Etude du transfert de bruit dans un régénérateur 3R
La régénération des signaux optiques constitue un enjeu important pour les futurs réseaux
optiques à très hauts débits. De nombreux travaux y sont actuellement consacrés.
Un modèle numérique développé au sein de l’équipe, permet à partir de la distribution de la
puissance optique en entrée du régénérateur et de la fonction de transmission du régénérateur de
connaître l’évolution du Taux d’Erreurs Binaires (TEB) en fonction du seuil de décision du récepteur.
Après passage dans la porte optique non-linéaire, on voit apparaître un plateau sur l’évolution du TEB
en fonction du seuil de décision du récepteur. Il n’est alors plus possible de trouver de relation entre le
TEB et le facteur de qualité Q, ce qui remet en question l’utilisation de ce facteur pour caractériser un
régénérateur. De plus, on remarque que le TEB minimal est identique avant ou après passage dans le
régénérateur optique, ce qui remet également en question la notion de « pénalité négative » rapportée
dans la littérature pour qualifier la performance d’un régénérateur.
D’autre part, à partir des caractéristiques de la ligne de transmission optique
considérée, il est possible d’analyser l’évolution du TEB dans une liaison régénérée. Le modèle
développé a notamment permis d’évaluer la capacité d’un régénérateur 3R à améliorer la performance
d’un système de télécommunication et de comprendre l’impact des paramètres de sa fonction de
transmission sur l’évolution du TEB.
1.2 Analyse de l’accumulation de gigue temporelle dans une liaison régénérée
par des dispositifs 2R
La régénération 2R est incomplète puisqu’elle ne permet pas la synchronisation des données
dans leur temps bit ; elle reste cependant pertinente car elle permet l’utilisation de dispositifs souvent
plus simple. Le principe d’accumulation de la gigue temporelle dans une liaison régénérée par des
dispositifs 2R a été abordé par l’équipe à travers des études numériques et expérimentales. L’impact
de la distance entre 2 régénérateurs a notamment été analysé. Expérimentalement, ceci a été mis en
place à l’aide d’une boucle à recirculation à pas de régénération variable ; ce dispositif complexe est
quasiment unique au monde, seul une expérience du même type a été montée en Grande Bretagne
(mais pour la régénération 3R) et de manière simultanée. Notre étude a notamment permis de montrer
qu’il existe un pas de régénération 2R optimal correspondant au meilleur compromis entre
accumulation de gigue temporelle et de bruit d’amplitude.
Assessment of a 2R Regenerator Based on a Saturable Absorber and a Semiconductor Optical
Amplifier in a Path Switchable Recirculating Loop”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.18,
Issue 11, pp.273-1275, jun 2006.
Ces approches nouvelles des principes de la régénération optique ont été reconnues par la
communauté scientifique notamment à travers l’invitation à la plus grande conférence européenne des
télécommunications optiques, ECOC 2006.
M.Gay, L.Bramerie, J-C.Simon, V.Roncin, G.Girault, M.Joindot, B.Clouet, S.Lobo, S.Feve,
nd
T.Chartier: “2R and 3R optical regeneration: from device to system characterization”, 32 European
Conference on Optical Communication (ECOC 2006), [Tu1.3.1], Cannes, France, sep 2006.
UMR 6082 FOTON -71-
2. Fonctions optiques pour la régénération
2.1 Fonctions optiques à base de semiconducteur
2.1.1 Etude expérimentale d’un régénérateur tout optique à base d’amplificateur optique
à semi-conducteur
Une fonction optique pour la régénération 3R, insensible à la polarisation et présentant une
architecture originale à base d’un miroir à boucle optique non-linéaire et d’amplificateurs optiques à
semi-conducteurs,
a permis de réaliser une transmission de 100 000 km (1000 cascades) sans erreur lors d’une
expérience en boucle à recirculation à 10 Gbit/s. Ces travaux ont fait l’objet d’une thèse CIFRE, et
d’une thèse financée sur fonds propres.
Pour la première fois avec un dispositif optique, une étude expérimentale d’un régénérateur
optique 3R testé en boucle à recirculation à 10 Gbit/s a permis de montrer que le TEB évolue
linéairement avec le nombre de passage dans le régénérateur. Ce résultat a été également observé
avec un régénérateur opto-électronique.
L.Bramerie, M.Gay, G.Girault, V.Roncin, S.Fève, J-C.Simon: “Performance of a
Polarization Insensitive 3R Optical Regenerator Based on a new SOA-NOLM Architecture”,
th
30 European Conference on Optical Communications (ECOC 2004), proceedings Vol.3, pp.378-379,
Stockholm, Sweden, sep 2004.
2.1.2 Etude de la régénération 2R à base de microrésonnateurs optique non-linéaires
Ces composants ont initialement été étudiés dans le cadre d'une collaboration
INSA/ENSSAT/FTR&D, et sont actuellement au centre du projet RNRT ASTERIX. Ils sont basés sur
l’absorption saturable (AS) d’une strucutre à multipuits quantiques insérée dans un microrésonateur.
Le composant est réalisé à FOTON-INSA et au LPN (CNRS UPR 20) et ses caractéristiques
régénératrices sont étudiées à FOTON-ENSSAT, dans le cadre de deux thèses financées par le CRB.
Les absorbants saturables à puits quantiques sont généralement utilisés pour le
blocage de modes passif de lasers impulsionnels, et le contraste requis (rapport de la transmission à
l’état passant sur la transmission à l’état bloquant) est de quelques pourcents. Ce contraste n’est pas
suffisant pour une régénération des signaux de télécommunication optique, application nouvelle
faisant l’objet des projets RNRT « ASTRE » et « ASTERIX ». Cette application nécessite des
contrastes d’au moins 5 dB. Afin d’augmenter le contraste, on place
InP « Bragg »
Miroir de Bragg
Zone active
MQW
InP « phase »
Miroir d ’or
Schéma de description de l’absorbant saturable en microcavité
Les puits quantiques dans une cavité résonnante réflective, dont le coefficient de réflexion
varie en fonction de la puissance incidente. Les structures utilisées dans nos expériences ont été
élaborées soit par l’équipe FOTON-INSA de Rennes, soit par le LPN. Il s’agit d’une structure à base
de multipuits quantiques (40) en InGaAs/InP dopé fer, placés dans une microcavité de Fabry-Perot
UMR 6082 FOTON -72-
asymétrique comportant un miroir métallique d’un côté, servant également de couche de contact au
substrat, et d’un miroir de Bragg partiellement réfléchissant sur la face avant.
Dans la cadre de la thèse d’Elodie Le Cren, nous avons montré et interprété pour la première
fois la réponse non-linéaire de ce microrésonateur. Cette réponse (cf. ci-dessous) montre en effet une
diminution inattendue de la réflectivité pour les très fortes puissances moyennes de signal. Nous
avons montré que cette réponse est due à une résistance thermique importante ne permettant pas
d’évacuer la chaleur due à l’absorption des photons. L’élévation consécutive de la température décale
la réponse spectrale de la cavité, ce qui explique la réponse atypique. Nous avons également
déterminé la dynamique temporelle de cette réponse, qui est de l’ordre de la microseconde, conforme
à l’hypothèse thermique.
9
8
Contraste en dB
7
Horloge à 5 GHz
Horloge à 2 GHz
Horloge à 1 GHz
Horloge à 200 MHz
Horloge à 100 MHz
6
5
4
3
2
1
0
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Puissance moyenne incidente de pompe en dBm
Contraste total du signal de sonde obtenu avec le MNL de 61 MQW en fonction de la puissance de
pompe et de la fréquence du signal de pompe
E. Le Cren, S. Lobo, S. Fève, and JC. Simon, Observation of thermal effects due to an optical
incident signal and high fluence on InGaAs/InP multiple-quantum-well saturable absorber
nonlinear mirrors: evolution of characteristics and time constants, Applied Optics, 10
September 2006 Vol. 45, No. 26 p. 6831- 6838.
Par ailleurs, nous avons démontré expérimentalement pour la première fois la sensibilité à la
polarisation de la réflectivité non-linéaire de la microcavité. Cet sensibilité à la polarisation de
l’absorption excitonique due à une rupture de symétrie cubique des puits quantiques GaInAS/InP aux
transitions barrière(InP)-puits(GaInAs) et puits-barrière était connue, mais son renforcement
considérable par la microcavité n’avait jamais été identifiée expérimentalement de manière claire et
incontestable.
Le microrésonnateur seul s’avère inefficace pour une régénération 2R ; une architecture
originale a été proposée pour compléter la fonction du microrésonnateur. L’efficacité de cette
architecture a été étudiée numériquement et expérimentalement dans une liaison optique, une
transmission sur 20 000 km a été démontrée. L’architecture a intéressée la communauté scientifique
car c’est une architecture potentiellement très compacte et qui pourrait permettre une régénération
simultanée de plusieurs canaux à travers le même dispositif.
and wavelength tunability assessment of a 2R regeneration device based on saturable absorber and
semiconductor optical amplifier”, Optical Fiber Communication conference & exposition and the
National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC 2006), Anaheim, USA, mar 2006.
2.1.3 Etude de techniques pour la récupération d’horloge optique
Le projet exploratoire ROTOR (Récupération d’hOrloge Tout-Optique pour la Régénération à
40 Gbit/s) du RNRT a pour objectif la réalisation d’une fonction tout-optique capable d’extraire le
rythme des données – élément essentiel de la transmission d’information numérique, appelé
communément « horloge » – d’un signal de télécommunications à 40 Gbit/s.
Le composant qui a été mis au point dans le projet ROTOR est élaboré au GIE Alcatel-Thalès
III-V lab et se base sur la technologie innovante des lasers à ilots quantiques.
UMR 6082 FOTON -73-
Le composant ROTOR réalise une première mondiale : récupérer l’horloge d’un signal modulé
par des données à des débits allant jusqu’à 160 Gbit/s de manière tout-optique et sans verrouillage
externe de la phase.
L’objectif du laboratoire est de valider dans un environnement système à 40 Gbit/s ce
composant. Cet objectif a non seulement été atteint mais il a même été démontré sur des signaux
quatre fois plus rapides (e.g. 160 Gbit/s) . La validation pratique du fonctionnement du composant à
ces très hauts débits a été assurée par la plate-forme PERSYST [soumis à OFC 2007]. Les
chercheurs ont saisi l’opportunité de la tenue cette année en France à Cannes, de la conférence
européenne sur les communications optiques (ECOC 2006) du 25 au 28 septembre, pour installer leur
banc de démonstration de tests à très hauts débits sur le salon attenant à la conférence (environ 250
exposants venant du monde entier).
Ce projet a également permis de valider une technique plus simple de récupération d’horloge
s’appuyant sur un filtrage optique à l’aide d’un filtre optique Fabry-Pérot présentant une finesse
élevée, ainsi qu’une technique originale de la caractérisation des horloges optiques à 40 GHz en
environnement système.
V.Roncin, S.Lobo, L.Bramerie, J-C.Simon: “Phase Noise Reduction in All Optical Clock
nd
Recovery at 43 Gb/s for 3R Regeneration Applications”, 32 European Conference on Optical
Communication (ECOC 2006), Cannes, France, sep 2006.
Cette activité liée à la récupération d’horloge tout optique a été confortée au sein du
laboratoireau travers d’un projet Régional (PRIR) d’une durée de trois ans ayant pour objectif la
réalisation dans FOTON de lasers adaptés à la récupération d’horloge optique.
2.2 Fonctions optiques à base de fibres optique non-linéaires
En 2004, le groupe FOT initie une thématique autour de l’étude de fonctions optiques à base
de fibres non-linéaires. Cette activité se justifie par le fait qu’à la même époque, à l’initiative de l’UMR
FOTON, se crée à Lannion la plate-forme PERFOS qui, en collaboration avec l’équipe Verres et
Céramiques (EVC) de l’UMR Sciences Chimiques de Rennes, s’est fixée comme objectif de fabriquer
des fibres innovantes atteignant des coefficients non-linéaires encore inégalés.
Les résultats ne se font pas attendre car, peu de temps après, la démonstration du guidage
d’un signal à 1550 nm dans une fibre microstructurée en verre de chalcogénure (fabriquée par
PERFOS/EVC) est démontré par notre groupe. Le coefficient non-linéaire de cette fibre est mesuré à
-1
-1
200 W km . L’atténuation est cependant encore trop élevée pour permettre son utilisation pour des
applications de télécommunications (>15 dB/m). Cependant, les efforts de l’EVC en matière de
purification des verres se poursuivent et nous espérons atteindre bientôt des valeurs de quelques
dB/m.
Cette étape importante dans l’élaboration de nouvelles fibres optiques non-linéaires nous permet
d’envisager des applications de traitement tout optique du signal pour les transmissions à très hautdébit (projet FUTUR).
UMR 6082 FOTON -74-
(a)
(b)
Figure 1 : (a) Section transverse d’une fibre microstructurée en verre de chalcogénure de
composition Ga5Ge20Sb10S65 ; (b) Analyse en champ proche indiquant la propagation sur une aire
effective égale à 50 µm2.
L. Brilland, F. Smektala, G. Renversez, T. Chartier, J. Troles, T. N. Nguyen, N. Traynor, A.
Monteville,Fabrication of complex structures of holey fibers in chalcogenide glass, Optics
Express, Vol. 14, No. 3, 1280-1285, 2006.
Une autre voie explorée est celle des fibres microstructurées en verre de silice. Là aussi les
résultats obtenus par PERFOS sont encourageants grâce à la combinaison d’un fort coefficient nonlinéaire (26 W-1km-1) et d’une faible atténuation à 1550 nm (6 dB/km). Grâce à ce type de fibre nous
avons obtenu, en collaboration avec PERSYST, une valeur record du gain Raman de 9dB/W dans
une fibre microstructurée en verre de silice.
Régénération 2R
Nous avons étudié théoriquement un régénérateur tout-optique basé sur l’auto-modulation de phase
dans une fibre optique non-linéaire (régénérateur de type Mamyshev). Nous avons proposé une étude
basée sur une description spectrale du bruit d’émission spontanée pour évaluer les performances
« systèmes » de ce type de régénérateur. Nous avons obtenu une amélioration de 2 dB du facteur Q
[2] (figure 2) en bon accord avec les résultats expérimentaux rapportés dans la littérature. Notre étude
permet également de mettre en évidence le rôle du filtre optique en entrée du régénérateur.
0
With input filtre
Without input filtre
0.08
-2
0.06
-4
Q-factor
improvement
-6
0.04
-8
-10
0.02
Output peak power (W)
Q-factor improvement (dB)
2
-12
-14
0
0.5
1
1.5
2
0
Figure
2:
Performances
théoriques
du
régénérateur
de
Mamyshev
en
terme
d’amélioration du facteur Q avec et sans filtre
optique en entrée. Seul le régénérateur utilisé avec
un filtre d’entrée améliore de 2dB au maximum le
facteur Q.
Input peak power (W)
T. N. Nguyen, M. Gay, L. Bramerie, T. Chartier, J.-C. Simon, M. Joindot, Noise reduction in 2R regeneration technique utilizing self-phase modulation and filtering, Optics Express, Vol. 14,
No. 5, pp. 1737-1747, 2006.
Perspectives pour le prochain quadriennal:
Poursuite des études sur la régénération des signaux, mais au débit de 160 Gbit/s,
notamment dans le cadre du projet FUTUR et du JRA « optical signal processing » du réseau
ePIXnet. Les composants mis en œuvre seront basés sur des semiconducteurs (amplificateurs
optiques à boîtes quantiques réalisées à FOTON-INSA, au LPN, et dans ePIXnet), des absorbants
saturables à semiconducteurs, des fibres hautement non-linéaires. Une étude exploratoire sur les
polymères non-linéaires sera menée en collaboration avec le CCLO.
UMR 6082 FOTON -75-
II.2.1.C.iii) Groupe Matériaux Nanostructurés et Photonique (GMNP)
L’équipe "Matériaux Nanostructurés et Photonique" est actuellement composée de six
permanents, enseignants - chercheurs au département Mesures Physiques de l’IUT de Lannion :
Mohamed -Lazhar Haji
Annick Chaillou
Joël CHARRIER
Mohammed GUENDOUZ
Nathalie LORRAIN
Yannick DUMEIGE
Parastesh PIRASTEH
de Loire
Adel NAJAR
HAESAERT Séverine
Professeur, Responsable de l’équipe,
Maître de Conférences,
Maître de Conférences, HDR
Maître de Conférences (50%),
Doctorante, Financée par les régions Bretagne -Pays
Doctorant (Cotutelle -Tunisie)
Assistant Ingénieur (CNRS, 50%)
Problématique et fondements scientifiques :
Les axes de recherche menés au sein du Groupe Matériaux Nanostructurés et Photonique
(GMNP) s’appuient sur notre savoir faire sur l’élaboration de matériaux nanostructurés à base de
silicium poreux ainsi que sur la réalisation technologique de guides d’onde passifs et actifs. Les
études réalisées ont pour objectifs de démontrer les potentialités offertes par les matériaux
nanostructurés fonctionnalisés pour les applications en optique non linéaire et les capteurs pour
l’environnement et la biologie.
Résultats nouveaux :
Technologie des guides d’onde et mesures des pertes optiques
Nos efforts pour diminuer les pertes optiques dans les guides en matériaux nanostructurés se
sont poursuivis à la fois sur le plan de la réalisation technologique que sur celui de la compréhension
de la propagation de la lumière dans ces matériaux.
En plus de la méthode de "cut-back" habituelle, l'équipe a mis au point une technique de
mesure des pertes par analyse de la lumière diffusée à la surface d’un guide. Cette technique permet,
à condition que la surface des guides soit "propres", de s’affranchir des pertes dues aux couplages
(figure 1). La simulation de la propagation optique, des guides plans en silicium poreux non oxydé,
oxydé et remplis avec des colorants ont été étudiés. Les valeurs expérimentales des pertes en
fonction de la longueur d'onde et pour les différents guides étudiés varient entre 0,5 et 2 dB/cm.
Figure 1 : Profil de l’intensité, à 1550 nm, de la lumière diffusée d’un guide plan en silicium
poreux oxydé en fonction de la distance de propagation
UMR 6082 FOTON -76-
Une étude théorique permettant de modéliser la contribution des pertes dues à la diffusion de
volume et celles dues aux rugosités des interfaces a été effectué. Les résultats expérimentaux ont
ainsi été comparés à ceux obtenus par la modélisation comme le montre la figure 2.
Figure 2 : Pertes optiques mesurées et calculées en fonction de la longueur d’onde dans le
cas d’un guide plan en silicium poreux oxydé .
En plus de la technologie des guides canaux enterrés en silicium poreux oxydé que nous
maîtrisons, nous avons développé un procédé de gravure de couches poreuses dans le but de
réaliser des guides de type ruban monomodes à faibles pertes qui seront indispensables pour les
applications en optique non linéaire .
Les guides obtenus présentent un profil quasi rectangulaire sans qu’il y ait effondrement de
l’édifice poreux même après oxydation à haute température comme on pouvait le penser. Les
mesures de pertes et de champ proche ont montré que pour des dimensions latérales inférieures à 4
µm, les guides sont monomodes avec des pertes de l’ordre de 2 à 6 dB/cm. Ces pertes sont élevées
et nous pensons qu’elles sont dues aux rugosités des flancs de gravures. Nous travaillons
actuellement sur l’optimisation de la gravure afin de réduire ces pertes. La figure 3 présente un
exemple de guide ruban obtenu ainsi que la répartition du champ en sortie de guide.
(a)
(b)
Figure 3. Micrographie obtenue au MEB d’un guide ruban en silicium poreux oxydé (a) et
profil en champ proche du mode guidé @1550 nm(b).
UMR 6082 FOTON -77-
Matériaux nanocomposites à propriété spécifique
Les dernières expériences menées sur le matériau composite « silice poreuse / DR1 » ont
porté sur l’étude du remplissage de couches de silicium poreux oxydé avec des molécules de colorant
DR1 en fonction de la porosité.
Ainsi, des mesures par spectrométrie micro-Raman ont permis de prouver la pénétration du
DR1 dans les pores sur toute l’épaisseur des différentes couches. Ces mesures montrent que le taux
de remplissage d’une couche dépend, en plus des paramètres de son remplissage (concentration en
DR1, durée de pénétration,…), de la porosité initiale des couches ainsi que du diamètre des pores
formés. Les couches poreuses ont été systématiquement analysées par spectrométrie UV-Visible-IR
afin de vérifier le remplissage par les molécules de DR1 (figure 4).
Pic d’absorbance (après remplissage).
(2)
(1)
Figure
4.
Courbes
d’absorbance
d’une
bicouche
oxydée
avant
(1)
et
après remplissage (2) montrant la présence du DR1 dans les pores.
Par ailleurs, des mesures par ellipsométrie spectrométrique ont montré un effet d’anisotropie
et d’absorption dans un domaine énergétique précis et nous avons pu déterminer les indices linéaires
effectifs, en fonction de la longueur d’onde, pour les différentes monocouches réalisées.
Un banc ellipsométrique de génération de seconde harmonique (GSH) a été aussi utilisé afin
d’observer l’effet d’anisotropie et d’absorption. Une optimisation de cette technique par une action
thermique et/ou une augmentation du champ électrique appliqué au matériau composite permettrait
l’obtention d’effets d’optique non linéaire plus importants (en collaboration avec le LPCM de
Bordeaux). Une autre possibilité envisagée et qui est en cours d’étude est le remplissage des couches
poreuses avec un mélange de DR1 et de cristaux liquides qui aligneraient les molécules de DR1 à
l’intérieur des pores sans action de champ électrique (en collaboration avec le GMCM de Rennes1).
Actuellement et afin d’étudier l’effet du guidage (propagation de la lumière, analyse modale) et
aussi pour déterminer les pertes optiques dans les guides en matériau nanocomposite, des bicouches
de porosités différentes remplies avec des molécules de DR1 de différentes concentrations sont en
cours de réalisation et de caractérisations optiques.
Enfin, un banc de caractérisation en optique non linéaire a été mis en place au sein de notre
laboratoire et des essais avec des guides nano-composites « silice poreuse – molécules de DR1 »
vont être menés afin d’observer et de quantifier des effets non-linéaires d’ordre 3 tels que
l’automodulation de phase par exemple.
Capteurs à base de matériaux poreux fonctionnalisés
– Capteurs de gaz :
Des guides d’onde en silicium poreux ont été fonctionnalisés par une molécule organique dont
la particularité est un déplacement de la bande d’absorption lorsqu’elle réagit chimiquement à la
présence du gaz. Les études ont été menées pour la détection de gaz tels que HCl ou NH3. La
présence de gaz est détectée par variation de l’intensité lumineuse transmise à travers le guide
d’onde. La réaction est rapide et la variation d’intensité dépend du rapport entre la forme protonée et
déprotonée de la molécule. L’équipe a développé un banc de caractérisation in situ et sous
atmosphère contrôlée d’un capteur de gaz à base de guide d’onde (figure 5).
Nous avons réalisé et étudié un capteur de gaz NH3 utilisant un guide fonctionnalisé par un
colorant : Bleu de Bromothymol (BB). Les espèces ont été confinées dans la structure poreuse de
manière homogène et à des concentrations variables. Dans le cas du BB, le capteur est parfaitement
UMR 6082 FOTON -78-
réversible. La limite de détection est inférieure à 1 ppm et les temps de réponse (détection et
réversibilité) sont de l’ordre de quelques dizaines de secondes (figure 6).
Ainsi, nous avons démontré la faisabilité de ce capteur de gaz et un brevet a été déposé. Les
résultats que nous avons obtenus sont très encourageants et les compétences acquises dans le
domaine de la fonctionnalisation chimique du silicium poreux seront appliquées pour développer le
thème « Bio Capteurs ».
Figure 5 . Banc de caractérisation d’un capteur
de NH3
Figure 6. Courbes de réponse d’un capteur de
gaz à base d’un guide fonctionnalisé par du BB
pour différentes concentrations de NH3.
– Bio-capteurs :
Depuis 2005 nous avons orienté l’étude sur les capteurs à base de silicium poreux
fonctionnalisé vers les applications biologiques. L’objectif de ce thème est de développer de nouveaux
matériaux pour la détection d'interactions bio moléculaires utilisant des guides d'ondes optiques à
base de silicium poreux et de réaliser des bio-capteurs. Ce projet s'inscrit dans une logique
pluridisciplinaire où la Physique, la Chimie et la Biologie interfèrent.
Nous projetons d’explorer deux voies. L’une repose sur l’utilisation d’ondes de surface et
l’autre sur l’utilisation de résonances d’une microcavité. Dans les deux cas, les résonances en jeu
permettraient d’exalter la luminescence de marqueurs ou seraient sensibles à des faibles variations
d’indice.
La réalisation de ces bio-capteurs nécessite la maîtrise de la fabrication de multicouches en
silicium poreux. Par ailleurs, la fonctionnalisation de ces structures demande une modification
chimique de la surface de ces matériaux. Une Thèse sur ce thème débutera en novembre 2006 et
dont le financement est assuré par le Conseil Général des Côtes d’Armor.
Guides d’ondes optiques en silicium poreux dopé Er
UMR 6082 FOTON -79-
L’étude du dopage du silicium poreux par des ions de terres rares menée dans le cadre de
notre collaboration avec le Laboratoire de Spectrométrie Raman de la faculté des sciences de Tunis
s'est consolidée avec le démarrage d'une thèse (M. NAJAR Adel) en cotutelle et portant sur
l'amplification optique dans des guides canaux en silice poreuse en fonction du dopage. Nous avons
confirmé par des analyses de spectrométrie EDX l'efficacité du dopage Er dans le silicium poreux.
Des mesures d’indice de réfraction ont été effectuées et comparées à celles obtenues pour
des couches de Si poreux non dopées. La différence d’indice entre deux couches (de même porosité)
dopées et non dopées est de l’ordre de 0.04, ce qui révèle bien la présence de l’erbium dans les
guides dopés.
L’activation de ces ions Er3+ et leur luminescence ont été montrées par photoluminescence
(PL), un pic intense à 1.53 µm qui correspond à la transition 4I13/2Æ4I15/2 de l’ion Er3+ a été observé.
Une étude de la PL en fonction de la puissance d’excitation a été menée et a montré que l’intensité de
la PL augmente avec la puissance d’excitation (figure 7). La durée de vie des ions Er3+ à 1.53 µm
mesurée sur un guide plan à la température ambiante en fonction de la puissance d’excitation décroît
de 420 µs à 46 µs. Cette décroissance de la durée de vie nous a permis d’une part d’expliquer les
mécanismes d’excitation des ions Er3+ dans la matrice et d’autre part de mettre en évidence des
phénomènes physiques sur nos échantillons, comme la luminescence coopérative « up conversion »
et l’effet Auger.
Les mesures des pertes optiques ont été réalisées sur les guides plans dopés et non dopés
en utilisant la méthode de diffusion de la lumière ainsi que sur les guides canaux en fonction de la
largeur des guides. Les pertes dans les guides plans dopés sont de l’ordre de 1.1 dB/cm et sont
supérieures à celles obtenues pour les guides non dopés. Cette augmentation est essentiellement
due à l’absorption par les ion erbium. Pour les expériences d’amplification optique nous avons réalisé
un banc de mesure de la photoluminescence guidée et les tests sont actuellement en cours.
Collaborations
–
–
1. Collaboration interne à l'Université
Groupe Matière Condensée et Matériaux, UMR-CNRS 6626, Denis MORINEAU.
Groupe de Microélectronique de l'URER, Michel SARRET.
–
–
–
–
–
2. Collaborations nationales
Institut des Matériaux Jean Rouxel (UMR 6502), Université de Nantes, Gérard Froyer
Laboratoire LPEC (UMR 6087), Université du Maine, Alain Bulou.
LPCM (UMR 5803), Université de Bordeaux 1 , Vincent Rodriguez
Station Biologique de Roscoff, UMR – 7139, William Helbert
Institut de Recherche Interdisciplinaire (IRI), IEMN, Lille, Rabah Boukherroub
UMR 6082 FOTON -80-
3. Collaborations internationales
– Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico de Turin (Italie) : Eduardo
Garrone et Francesco Geobaldo.
– Laboratoire de Spectroscopie Raman, Faculté des Sciences de Tunis (Tunisie) : M. Ouelasti.
Demande de coopération DGRSRT - CNRS pour des actions d'échange.

Participation au premières Journées Nanosciences de Bretagne juin 2006-Rennes
Thèses et Habilitations
Habilitation à Diriger des Recherches :
-
Mohammed GUENDOUZ : “Synthèse des travaux de recherches : Matériaux composites silicium
poreux /polymère : Elaboration, caractérisations et application aux dispositifs optiques”, soutenue
le 17 juin 2005.
Thèses :
-
Parastesh Pirasteh: “ Etude de guides d'ondes en matériaux nanocomposites à base de silicium
poreux”, soutenue à l’ENSSAT de Lannion, le 07 octobre 2005.
Adel NAJAR : Thèse en co-tutelle, soutenance prévue pour juin 2007.
II.2.1.C.iv) LIDAR et Propagation Atmosphérique (LPA)
O. Lado-Bordowsky, G. Swiathy, et 3 élèves-ingénieurs de 3ème année.
Les études réalisées dans le groupe Lidar et Propagation Atmosphérique ont pour but de
déterminer les propriétés optiques de l‘atmosphère du sol jusqu’à l’altitude de 16 km environ.
Pour cela, nous avons construit un système lidar Rayleigh-Mie émettant à 532 nm.
Les mesures et l’analyse des mesures demandées et financées par la DGA (CELAR : Centre
de l’Electronique de l’Armement)) et l’ONERA concernent :
- d’une part les propriétés optiques des cirrus entre 6 et 16 km,
- d’autre part les propriétés optiques des aérosols de la basse troposphère du sol à 6 km.
-
L’analyse du signal rétrodiffusé des molécules et des particules permet d’obtenir :
des paramètres géométriques des couches nuageuses ou aérosolaires (altitude basse,
altitude haute de la couche, épaisseur géométrique de la couche)
des paramètres optiques des couches (profil du coefficient de rétrodiffusion, profil du
coefficient d’extinction, épaisseur optique).
Contrats obtenus réalisés et en cours de réalisation
Les contrats ont été obtenus dans le cadre des études amont de la DGA : PEA MIRA (Plan
d’Etudes Amont Méthodologie de développement et de validation expérimentale de modèles de
rayonnements des fonds dans l’Infra-Rouge et de leur propagation dans l’Atmosphère).
Les Etudes 1) à 4) sont terminées ; les études 5) à 7) sont en cours .
1)
Etudes des nuages élevés de type cirrus par l’analyse des mesures simultanées
lidar et satellite
PEA MIRA n° 2000 24 05
N°00/09n/CELAR/GEOS/SOP/05122.01.01/DR
DGA / CELAR : durée 42 mois.
Contrat achevé le 15 décembre 2005.
2)
Etude du bruit sur la chaîne d’acquisition électronique du LIDAR
DGA / CELAR .Durée : 6 mois (réalisé en 2004).
UMR 6082 FOTON -81-
3)
Caractérisation fine des nuages de glace de type cirrus à partir des mesures
satellitaires et lidar
Commande ONERA N° 56380/DA/BHUG
ONERA –Durée : 6 mois (réalisé en 2005).
4)
Lidar and Satellite Measurements for the SALIC Cloud database
Publication SPIE – Electro-Optical Remote Sensing
En collaboration avec la DGA / CELAR
DOI : 10.1117/12.631279. présentation en septembre 2005.
5)
Caractérisation des aérosols de la couche limite atmosphérique à partir de
mesures lidar et photométriques - Extension des résultats au domaine infrarouge
PEA MIRA n° 2003 – 100330/DIRAC/MDE.1705008/NC
DGA / CELAR – Durée : 42 mois.
Contrat en voie d’achèvement ; fin du contrat le 17 mai 2007.
6)
Etude comparative de mesures LIDAR
En collaboration avec :
Laboratoire d’Optique Atmosphérique (LOA) de Lille
Gérard Brogniez & Artemio Plana Fattori
Institut Pierre Simon Laplace (IPSL/LMD) de Polytechnique
Pierre Flamant, Geneviève Seze & Yohann Morille
ONERA – Antoine Roblin
Durée : 9 mois ; une collaboration future suite à la création de notre base de données est
prévue.
7)
Etude comparative des données LIDAR & MODIS
Etude financée par l’ONERA
er
Durée : 6 mois – Travail en cours ; les résultats doivent être présentés le 1 février 2007 à la
réunion annuelle, à l’ONERA Palaiseau.
Les travaux :
Nous présentons d’une manière concise les travaux ayant permis l’analyse des données et la
création d’une base de données (SALIN : satellite lidar nuage ) incluant toutes nos mesures depuis
2003.
-
-
Développement d’un outil collaboratif se présentant sous 3 aspects :
une base de données nommée SALIN comprenant les données suivantes :
o Données lidar (mesures du site de Lannion)
o Données radiosondage (mesures de Brest – Guipavas en collaboration avec Météo
France / Centre de Météorologie Spatiale (CMS) Lannion)
o Données Satellite (Mesures AVHRR3 embarquées sur NOAA 16 – 17 & 18 en
collaboration avec Météo France / CMS Lannion)
o Images satellites et photos sur site
Un outil de visualisation des données présenté sous la forme d’une interface unifiée et
ergonomique (figure 1)
Une bibliothèque d’algorithmes permettant l’étude des diverses données de la base dont :
o Algorithmes Lidar :
Algorithme de détection de couches nuageuses et aérosolaires dans des
profils lidar
Algorithme de Klett- Fernald : méthode d’inversion, calcul des profils de
rétrodiffusion et d’extinction des couches nuageuses et d’aérosoles
Algorithme de Klett modifié prenant en compte des profils variables du rapport
lidar Kp
Algorithme d’extraction du profil de Kp
Algorithme de moyennage spatial et temporel sur les séquences de tir lidar.
UMR 6082 FOTON -82-
o
o
Algorithmes Satellite :
Masque terre/mer
Algorithme de détermination de la température de brillance (canaux IR
thermique)
Algorithme de la détermination de la réflectance visible (canaux visibles)
Algorithme de calcul de température de surface de Terre (LST)
Algorithme de calcul de température de surface de Mer (NLSST)
Algorithme de température de sommet de Cirrus
Algorithme NDVI d’indice de végétation (caractérisation du fond de sol)
Algorithmes Radiosondage :
Algorithme de détermination des profils de température, température de
rosée, pression, humidité relative, vitesse de vent, direction du vent.
Figure 1.
Différentes interfaces créées pour les radiosondages (haut-gauche), les mesures lidar (basgauche), les données satellite sous forme d’analyse des canaux AVHRR3/NOAA16 (haut-droite) et
d’images METEOSAT (bas-droite) pour une date donnée (centre).
-
-
D’autres types de données enrichissent la base, notamment :
Les rétro et post trajectoires de la NOAA : utilisées dans le cadre des prévisions de trajectoire
des couches atmosphériques dans le cadre des corrélations Lidar / Satellite
Les données satellite MODIS (satellites Terra & Aqua). Nouvellement introduites dans les
recherches du groupe, les données MODIS permettent d’accéder à des surfaces nuageuses
très étendues facilitant les comparaisons avec les mesures lidar. Une étude en cours pour
l’ONERA est réalisée afin de déterminer la sensibilité des mesures MODIS.
Les données photométriques. Le CELAR a financé l’achat d’un photomètre CIMEL en vue de
l’étude des épaisseurs optiques des aérosols de la basse troposphère et de la comparaison
des résultats avec les mesures concomitantes lidar. L’humidité persistante sur les filtres du
photomètre a retardé la campagne de comparaison des mesures lidar et photomètre qui sera
réalisée début 2007. Nous avons cependant pu nous entrainer à la maitrise de l’instrument et
à la compréhension des différents formats de données ainsi que des algorithmes utilisés pour
réaliser les inversions.
Dans le cadre d’une collaboration rapprochée avec les laboratoires de Lille (LOA) et de
Palaiseau (IPSL/LMD Polytechnique), la base de données est en cours de transformation dans un
format de fichier selon une norme standardisée : les fichiers CDF.
UMR 6082 FOTON -83-
Le développement, la maintenance et l’amélioration des performances des algorithmes et de
l’outil collaboratif nécessitent à eux seuls beaucoup de travail. Le travail de création de base de
données et de bibliothèque d’algorithmes initialisé en juin 2002, est actuellement en voie de
conclusion et sera présenté le 17 mai 2007 à la DGA.
A partir de la base de données, vu le grand nombre de données, les premières études
statistiques réalisées avec l’outil développé sur la base de données ont permis d’établir des
améliorations des algorithmes et des interfaces. Ce travail d’amélioration atteint maintenant une
certaine maturité : les améliorations sont moins nombreuses et plus pointues, comme le prouve la
migration de la base de données de son ancienne forme (fichiers ascii) sous la forme des fichiers CDF
(fichiers binaires balisés et ordonnancés).
Prévision de travaux futurs
Une nouvelle source laser compacte, à plusieurs longueurs d’onde, est en cours d’étude afin
de rendre le lidar mobile et transportable.
Cette transformation s’accompagnerait d’un développement de la chaîne d’acquisition :
- ajout d’une nouvelle voie (1064 nm en plus de 532 nm)
- transformation des modules existants en modules portables/ interconnectables
Toutes les recherches concernant cette évolution ont déjà été réalisées. Il ne reste plus qu’à
trouver les financements pour passer à la phase de réalisation.
Un exemple de séquences lidar obtenues sur une durée de 9h30 (19 séquences de 30 mn)
est présenté page suivante. On voit nettement la présence d’une couche de nuages élevés (cirrus) qui
au cours de la journée s’est progressivement affaissée ; les mesures ont été stoppées à l’arrivée de la
pluie. Cette journée est particulièrement intéressante par la présence également d’aérosols dans la
CLA (couche limite atmosphérique : couche dense d’aérosols) et dans la basse troposphère libre
jusqu’à environ 5 km (couche moins chargée en aérosols)..
UMR 6082 FOTON -84-
UMR 6082 FOTON -85-
II.2.1.C.v) CApteurs de paramètres Physiologiques pour la Télémédecine (CAPT)
-
Principaux sous-thèmes :
Applications à la télémédecine,
Application à la télésurveillance.
Composition en permanents et non permanents, ITA, IATOS
Permanents :
Jean-Marc Goujon
Patrick Guyader
Michel Billon
Ronan Le Page
Optronique
Automatisation - Capteurs
Electronique – Capteurs
Traitement signal
MCF
MCF
IR1 CNRS CPA, retraité depuis juin 2006
IR sous contrat (financement ANVAR)
Michel Billon NON REMPLACÉ depuis juin 2006.
Situation de la thématique par rapport à la concurrence nationale et internationale
La télémédecine est une réponse à une demande de suivi médical à distance ou au maintien
à domicile. Elle peut également bénéficier à la rééducation fonctionnelle, associée notamment aux
pathologies du rachis et de la marche. Elle nécessite la conception ou l’adaptation de systèmes
intégrant des fonctionnalités nomades et conviviales. L’intégration de capteurs optiques pour des
mesures spécifiques (pléthysmographie, oxymétrie) peut apporter un complément de fiabilité de
l’information appréciable
Systèmes bracelets
De nombreux schémas d’organisation de la surveillance de santé (personnes âgées ou à
risque, notamment de chute ou malaise) font apparaître des systèmes en port continu (donc à forte
acceptabilité), proposant des fonctions de monitoring physiologique et d’alarme. Cependant, les
dispositifs actuellement disponibles sont soit trop sensibles au mouvement du porteur, soit à
acceptabilité limitée.
Le domaine des « wrist worn devices » (systèmes portés au poignet) est donc un champ
d’investigations assez concurrentiel, sur lequel des équipes de différentes nationalités travaillent. Les
résultats sont souvent visibles sous formes de brevets, parfois publications et conférences. Parmi
ceux-ci, citons :
−
−
−
En France, l’actimétrie principalement,
En Corée, des systèmes complets de monitoring, mais avec capteurs déportés,
En Suisse (CSEM) et en Allemagne, oxymétrie et la pléthysmographie optique, actimétrie.
Une thématique concurrente est le « vêtement intelligent », encore en phase de recherche, et
dont l’acceptabilité n’est pas encore pleinement montrée.
(D'autres systèmes comprenant des capteurs non physiologiques répartis dans les locaux
d'habitation visant également au maintien à domicile des personnes.)
Systèmes pied-poignet
Parallèlement, l’étude des capteurs spécifiques à la rééducation fonctionnelle a débuté en
2004, en collaboration et suite à une demande de l’Hôpital de Lannion. Ils visent à proposer des
systèmes nomades conviviaux proposant un biofeedback à la personne en rééducation, notamment
par le pied. Ces systèmes ont vocation à être couplés avec les systèmes « poignet » pour une
interprétation élargie de la situation du porteur.
Même s' il existe plusieurs systèmes de contrôle de la pression plantaire, la combinaison de
données pied-poignet est actuellement un champ vierge, et très prometteur.
UMR 6082 FOTON -86-
Systèmes au poignet
Depuis une dizaine d’années, les études et le savoir-faire de l’équipe du Laboratoire
d’Optronique et de ses partenaires dans ce domaine a déjà mené au transfert industriel d’un
« noyau » de capteurs et du traitement du signal embarqué associé (transfert de licences en 2003 à
l’entreprise Aphycare, Lannion). Ce noyau réalise la détection de la chute a posteriori à travers
l’acquisition du pouls, de la fréquence respiratoire et de l’actimétrie sous forme d’un boîtier-montre.
Plus largement, il s’applique aussi à la sécurisation du travailleur isolé.
Les travaux sur la centrale de capteurs se poursuivent dans le cadre d’une aide OSEOANVAR d’un montant de 210 k€ sur la période décembre 2004- août 2007.
Ils concernent l’élargissement des applications, par l’adjonction de nouveaux capteurs, le
traitement du signal, et le modèle de décision adéquat. Les principales applications visées sont :
•
•
•
Les mesures oxymétriques, confirmant une situation de malaise, ou une aide intégré au protocole
de détection d’apnées respiratoires,
Les mesures « robustes », non sensibles au bougé, fiabilisées par capteurs redondants hybrides,
Les mesures déterminant l’état de stress.
Les travaux sont multidisciplinaires et associent des laboratoires universitaires pour les
compétences en recherche « technologique » et « applicative » (voir paragraphe Collaborations).
Le pilotage et la responsabilité scientifique sont assurés par FOTON-ENSSAT/CAPT.
Les objectifs fixés sont originaux, et leur réalisation pourrait donner naissance à une nouvelle
catégorie d’applications (mesure ambulatoire de niveau de stress notamment), et faire progresser la
gamme de services offerte aux seniors et personnes isolées, actuellement essentiellement basée sur
6
les télécommunications .
Les résultats actuels (2006) font émerger de nouvelles architectures de capteurs (dépôt de
brevet en cours, 4 communications), pour lesquelles des prototypes ont été réalisés. Les faisabilités
des différentes fonctions sont démontrées. Les études portent maintenant sur la miniaturisation, et les
stratégies de mesures, notamment vis-à vis des contraintes de consommation et de fiabilité de
décision.
Les travaux souffrent notamment du manque de ressources en technicien en électronique et
« maquettage ».
Systèmes au pied
Une collaboration avec (et à l’initiative de) l’hôpital de Lannion-Trestel a permis de dégager
des axes de réflexion concernant des dispositifs de capteurs appliqués à la rééducation fonctionnelle.
L’équipe a mis au point en 2006 une architecture originale de capteurs au pied, permettant de se
dégager des brevets et systèmes existants (architecture en cours de validation).
Systèmes de capteurs en espace libre
Parallèlement, l’équipe collabore avec
-
le CCLO (M. Thual) pour le co-encadrement de la thèse de G. Rottier depuis septembre 2006,
concernant les projecteurs laser à très haute définition (entreprise Breizhtech).
Le groupe Propagation Atmosphérique (Pr O. Lado-Bordowsky) dans le cadre du contrat
SECMAR (projet labellisé pôle mer PACA), 2006-2009.
Les acteurs du domaine reconnaissent que les centrales de capteurs actuellement disponibles ne donnent pas entière
6
satisfaction.
UMR 6082 FOTON -87-
Objectifs et perspectives pour le prochain contrat
Systèmes bracelets
Poursuite du développement des activités « systèmes de capteurs pour la santé » :
Elargissement des applications, par adjonction de nouveaux capteurs sur les centrales au
poignet.
Seraient souhaités : fiabilisation des mesures d’oxymétrie et, en fonction des technologies,
étudier la faisabilité de capteurs non invasifs de glucose et de tension artérielle.
Mesures couplées pied – poignet.
Dans le cadre de la thématique de couplage des mesures entre les centrales de capteurs,
l’équipe CAPT a initié la mise en place d’un consortium regroupant 8 partenaires :
-
3 industriels : Podo-orthèse, Electronique et systèmes radio, Fédération Française de la
Chaussure.
2 hospitaliers : CH Lannion, CH Embrun
3 universitaires : UMR FOTON/Capt, UT Troyes, UBS-LG2M
Le but est de parvenir à des systèmes de détection des malaises chez la personne isolée, et
de prévention de la chute chez le senior notamment. Un projet est en cours d’élaboration, basé sur le
noyau de capteurs au poignet (en cours de protection par brevet) et sur les systèmes ‘Semelle’, dont
la protection est également envisagée.
La miniaturisation des systèmes de collecte et de traitement des informations est un des
points clés : les volumes alloués pour les capteurs, le stockage de l’énergie et le traitement sont
extrêmement contraints dans le cas de semelles pour conserver une acceptabilité suffisante
(épaisseur totale 3mm environ).
Moyens nécessaires :
- REMPLACEMENT d’un IR1 Electronique – instrumentation (Michel Billon, retraité depuis
er
le 1 juin 2006)
- Technicien Electronique-Instrumentation permanent.
Dispositifs en espace libre
Contrat SECMAR 2006-2009: Caractérisation et calibration de systèmes infrarouges en
espace libre, systèmes de capteurs optroniques immergés.
Collaboration Breizhtech : traitement dynamique de faisceaux laser pour la projection haute
définition (thèse de Gaëtan Rottier).
publications avec comité de lecture ;
Les publications sur les sujets cités seront produites après les dépôts de brevet
correspondants
brevets et enveloppes Soleau ;
Dépôt en cours : « BRAIN SYSTEM » (BRAcelet INtégrant des SYSTÈmes de Mesure)
Architecture du système de capteurs, 2006
Prévision de dépôts :
« Dispositif de mesure de stress et applications » fin 2007
« Fiabilisation des signaux par débruitage » 2008
« Dispositif ambulatoire de mesure d'oxymétrie » 2009
UMR 6082 FOTON -88-
Collaborations nationales et internationales ;
-
traitement du signal (IRISA-R2D2, PR P. Scalart),
mécanique (LG2M-Université de Bretagne Sud, DR S.Thuillier),
psychologie appliquée (Laboratoire de Psychologie Appliquée – Université de Reims, Pr E.
Rosnet et Pr. G. Chasseigne),
gériatrie (Centre Hospitalier d’Embrun, Dr P. Lutzler).
rééducation rhumatologie et fibromyalgie (Centre Hospitalier de Lannion -Trestel, Dr A.
Mégret et Dr D. Baron)
Ressources annuelles au cours du contrat antérieur
-
Jusqu’à septembre 2002, l’équipe comportait seulement un IR1 CNRS (Michel Billon) à 50%
Depuis septembre 2002, 1MCF (Jean-Marc Goujon, partagé durant 1 an avec l’équipe FOT)
Depuis octobre 2005, 1 IGR sous contrat (Ronan Le Page, Financement ANVAR jusqu’en
août 2007)
Depuis septembre 2005, 1 MCF associé (Patrick Guyader, IUT Lannion)
Depuis juin 2006, départ en retraite non remplacé de Michel Billon.
Budget consolidé qui comprend la masse salariale
Budget hors salaires (fonctionnement, équipement)
-
Contrats publics : nature du contrat, montant global et part salariale
OSEO-ANVAR 65 k€+150 k€, dont 164 k€ pour l’équipe CAPT.
Part salariale : 75 k€ pour l’équipe CAPT
-
Contrats privés : nature du contrat, montant global et part salariale
Contrat Idoine Technologies 2003 : contrat Jessica n° JO 2002-037, fonctionnement
4500 €
Valorisation
Licence exclusive des brevets ci-dessous à la société Aphycare Technologies, Lannion, en
mai 2003
•
“ Dispositif de reconnaissance de phases de sommeil et applications correspondantes”
Brevet français n°93 01132 du 28.01.93
•
“ Dispositif de détermination d’informations physiologiques, et utilisation correspondante ”
Brevet PCT n°PCT/FR 94/00110 du 28.01.94
•
“ Dispositif et procédé de détermination d’informations physiologiques, et utilisation
correspondantes”
Brevet français n° 97 14113 du 03-11-97
•
“ Dispositif et procédé de détection de situations anormales “ :
N°: PCT FR01/01375 du 4 mai 2001
Déposant : Université de Rennes 1
UMR 6082 FOTON -89-
II.2.1.C.vi) Plate-Forme (PERSYST)
La Plateforme d'Evaluation et de Recherche sur les SYStèmes de Transmissions optiques
(PERSYST) est une plateforme publique de services et de recherche s'adressant aux industriels et
aux universitaires dont le déploiement a été initié en septembre 2003. Elle présente une double
orientation :
• D'une part, elle offre des services aux industriels des télécommunications optiques
désirant caractériser leurs composants à l'aide des équipements lourds disponibles sur la
plate-forme ou déployer leurs sous-systèmes dans une ligne de transmission à très haut
débit configurable selon leur volonté (10, 40 ou 160 Gbit/s), à différents formats de
modulation (NRZ, RZ, CSRZ et DPSK).
• D'autre part elle est ouverte à la recherche en contribuant à de nombreux projets de
l'Agence Nationale de la Recherche, des pôles de compétitivité ou encore réseaux et
projets européens et en développant ses propres axes de recherche incluant les aspects
systèmes de la régénération optique (impact système et architecture) et les effets de
polarisation. Les nombreuses références à PERSYST dans ce qui précède en est la
meilleure démonstration.
• PERSYST est intégrée au sein de FOTON (CNRS UMR 6082) et rattachée à l'université
de RENNES I (ENSSAT de Lannion). Elle fonde son expertise sur 10 années de
recherche menées à France Télécom R&D. Elle bénéficie également d'une expérience de
3 ans acquise au sein d'Algety Télécom-Corvis sur la conception de systèmes de
transmissions optiques longue distance.
1. Caractérisation d’un amplificateur optique forte puissance dans un système de
transmission optique
La première collaboration scientifique et industrielle de PERSYST a commencé en Janvier
2004 et s’est terminée en Juin 2004. Cette collaboration réunissait PERSYST et la société KEOPSYS.
Elle a débuté par le souhait de la société KEOPSYS de valoriser au niveau de l’état de l’art un
amplificateur de forte puissance dans une expérience de transmission. L’utilisation de ces
amplificateurs délivrant une puissance de +27 dBm n’est pas courante dans les systèmes de
transmission conventionnels.
La plateforme PERSYST a permis de valoriser cet amplificateur par la démonstration d’une
transmission de 40 canaux à 40 Gbit/s sur une distance de 500 Km.
Ces résultats ont fait l’objet de plusieurs publications dont la plus important dans une
conférence internationale dans la catégorie des papiers tardifs dont le taux de réjection est très
important.
B.Clouet, B.Leguyader, S.Lobo, L.Bramerie, F.Merlaud, E.Gueorguiev, C.Vitre, M.LeFlohic,
J-C.Simon: “1.6 Terabit/s RZ Transmission over 4x40 dB SSMF spans using 27.4 dB Contra-Raman
Gain and + 26.5 dBm EDFA”, Optical Amplifier and their Applications (OAA 2004), postdeadline paper,
San Francisco, USA, jun 2004.
2. Cascade de routeurs optiques dans un système de transmission à 40 Gbit/s
Une prestation de service a été mise en place avec la société canadienne Metconnex pour la
validation d'un routeur optique pour systèmes multiplexés en longueur d’onde. Le rôle de la plateforme
est de tester la possibilité de cascader le routeur optique dans un système de transmission optique à
40 Gbit/s, de tester l'impact du décalage spectral du composant par rapport à la longueur d'onde du
signal et d’étudier le rôle des effets de polarisation induits par le composant. La compatibilité du
composant avec une transmission WDM à 40 Gbit/s a été démontrée par la cascade de 16 routeurs
sans pénalités rédhibitoires. Une publication commune a été présentée à la plus grande conférence
européenne des télécommunications optiques. Les études se poursuivent actuellement sur l'emploi de
différents formats de modulation (NRZ et RZ 33%).
B.Clouet, B.Leguyader, S.Lobo, F.Merlaud, J-C.Simon, T.Ducellier: “Cascadability Study of
16 1x9 Wavelength Selective Switches with 5x42.6 Gb/s CS-RZ Channels”, 31st European Conference
on Optical Communication (ECOC 2005), proceedings Vol.3, pp.735-736, Glasgow, Scotland, sep
2005.
UMR 6082 FOTON -90-
3. Démonstration d'une conversion de longueur d'onde à 80 Gb/s
Dans le cadre d'un contrat européen d'action intégrée (PAI) avec le laboratoire du RINCE
(Research Institute for Networks and Communications Engineering) en Irlande, la démonstration d'une
conversion de longueur d'onde à 80 Gbit/s a été réalisée sur la plateforme PERSYST. Les
phénomènes de relaxations intrabandes dans un amplificateur optique à semiconducteur (SOA) ont
été utilisés.
Evolution du Taux d’Erreurs Binaires en fonction de l’OSNR du signal incident modulé à 80
Gbit/s (i) et du signal converti (ii).
Cette démonstration permet de trouver une nouvelle application des amplificateurs optiques à
semi-conducteurs dans le domaine des transmissions à très haut débit (supérieur à 40 Gbit/s).
L.Bramerie, A.Clarke, G.Girault, S.Lobo, M.Gay, C.Guignard, V.Roncin, B.Kennedy,
P.J.Maguire, S.Feve, B.Clouet, F.Ginovart, L.P.Barry, J-C.Simon, A.Prince: “Investigation of SOABased Wavelength Conversion at 80 Gb/s Using Bandpass Filtering”, Conference on Lasers and
Electro-Optics / Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO/QELS 2006), [CMT7],
Long Beach, USA, may 2006.
4. Mise en place d'un FREAG
Dans le cadre d’un stage de Diplôme d’Etude Approfondie (DEA) encadré par PERSYST, un
banc de caractérisation d’impulsions courtes en amplitude et en phase a été mis en place. La
technique choisie est la technique de FREAG (Frequency-Resolved Electro-Absorption Gating), une
technique d’acquisition linéaire, dans le domaine temps-fréquence, adaptée à un signal des
télécommunications de puissance crête peu élevée. Cet outil développé est indispensable pour
travailler à très haut débit (160 Gbit/s).
Spectrogramme et profil en intensité et en phase mesurée d’une impulsion de 1,5 ps de
largeur à mi-hauteur modulée à 40 Gbit/s.
Cette technique de mesure permettra également à l’équipe FOT de pouvoir étudier le
couplage phase-amplitude dans des composants semi-conducteur ou l’automodulation de phase dans
des fibres optiques fortement non-linéaires. Ces études vont se poursuivre dans le cadre d’une thèse
régionale qui a débuté en septembre 2006.
UMR 6082 FOTON -91-
II.2.1.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-ENSSAT (ACL.a)
P.GROSSO, D.BOSC: “Bragg grating photo-writing method suitable for ITU grid wavelengths”, Optics
Communication, Vol.214, Issues 1-6, pp.129-132, dec 2002.
ACL.a-2.
I.ASSAÏD, I.HARDY, D.BOSC: “Controlled refractive index of photosensitive polymer: towards
photo-induced waveguide for near infrared wavelengths”, Optics Communication, Vol.214, Issues 1-6,
pp.171-175, dec 2002.
ACL.a-3.
J-N.MARAN, S.LAROCHELLE, P.BESNARD: “C-band Multi-wavelength Frequency-shifted Erbium-doped
Fiber Laser”, Optics Communication, Vol.218, Issues 1-3, pp.81-86, mar 2003.
ACL.a-1.
C.PARANTHOËN, C.PLATZ, G.MOREAU, N.BERTRU, O.DEHAESE, A.LECORRE, P.MISKA, J.EVEN, H.FOLLIOT,
C.LABBE, G.PATRIARCHE, J-C.SIMON, S.LOUALICHE: “Growth and Optical Characterizations of InAs Quantum Dots
ACL.a-4.
on InP Substrate: Towards a 1.55 µm Quantum Dot Laser”, Journal of Crystal Growth, Vol.251, Issues 1-4,
pp.230-235, apr 2003.
ACL.a-5.
T.P.NGUYEN, P.LERENDU, M.LAKEHAL, M.DEKOK, D.VANDERZANDE, A.BULOU, P.JOUBERT: “Filling porous
silicon pores with poly(p phenylene vinylene)”, Physical Status Solidi A, Vol.197, Issue 1, pp.232-235,
may 2003.
ACL.a-6.
J.CHARRIER, P.PIRASTEH, N.PEDRONO, P.JOUBERT, L.HAJI, D.BOSC: “Thermo-optic properties of oxidised
porous silicon impregnated with index-matching liquids for active optical components”, Physical Status
Solidi A, Vol.197, Issue 1, pp.288-292, may 2003.
ACL.a-7.
M.GUENDOUZ, N.PEDRONO, R.ETESSE, P.JOUBERT, J-F.BARDEAU, A.BULOU, M.KLOUL: “Oxidised and non
oxidised porous silicon/disperse red 1composite: physical and optical properties”, Physical Status Solidi A,
Vol.197, Issue 2, pp.414-418, may 2003.
ACL.a-8.
M.BOUSTIMI, J.BAUDON, P.FERON, J.ROBERT: “Optical Properties of Metallic Nanowires”, Optics
Communication, Vol.220, Issues 4-6, pp.377-381, may 2003.
ACL.a-9.
N.ERRIEN, P.JOUBERT, A.CHAILLOU, C.MAHRIC, C.GODON, G.LOUARN, G.FROYER: “Electrochemical growth of
poly(3-dodecylthiophene) into porous silicon: a nanocomposite with tubes or wires?”, Materials Science and
Engineering B, Vol.100, Issue 3, pp.259-262, jul 2003.
ACL.a-10.
F.GINOVART, J-C.SIMON: “Semiconductor Optical Amplifier Length Effects on Gain Dynamics”, Journal
of Physics D: Applied Physics, Vol.36, n°13, pp.1473-1476, jul 2003.
ACL.a-11.
S.BLIN, C.GUIGNARD, P.BESNARD, R.GABET, G.M.STEPHAN, M.BONDIOU: “Phase and Spectral Properties of
Optically Injected Semiconductor Lasers”, Comptes Rendus de Physique, Vol.4, Issue 6, pp.687-699,
jul-aug 2003.
K-F.MACDONALD, V.A.FEDOTOV, S.POCHON, B.F.SOARES, N.I.ZHELUDEV, C.GUIGNARD, A.MIHAESCU,
P.BESNARD: “Oscillating Bubbles at the Tips of Optical Fibers in Liquid Nitrogen”, Physical Review E, Vol.68,
ACL.a-12.
n°2, 027301, aug 2003.
C.ARNAUD, P.FERON, P.GROSSO, D.BOSC, M.BOUSTIMI, P.GUIGNARD: “FDTD simulation of a 30 µm
diameter polymer mircro-ring”, Electronics Letters, Vol.39, Issue 17, pp.1249-1250, aug 2003.
ACL.a-14.
M.MORTIER, P.GOLDNER, P.FERON, G.M.STEPHAN, H.Y.XU, Z.P.CAÏ: “New fluoride glasses for laser
applications”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol.326-327, pp.505-509, oct 2003.
ACL.a-15.
A.V.NAUMENKO, P.BESNARD, N.A.LOÏKO, G.UGHETTO, J-C.BERTREUX: “Characteristics of a Semiconductor
Laser Coupled with a Fiber Bragg Grating with Arbitrary Amount of Feedback”, IEEE Journal of Quantum
Electronics, Vol.39, Issue 10, pp.1216-1228, oct 2003.
ACL.a-16.
M.THUAL, P.CHANCLOU, O.GAUTREAU, L.CALEDEC, C.GUIGNARD, P.BESNARD: “Appropriate micro-lens to
improve coupling between laser diodes and singlemode fibres”, Electronics Letters, Vol.39, Issue 21,
pp.1504-1506, oct 2003.
ACL.a-17.
D.GAUDEN, E.GOYAT, A.MUGNIER, P.LESUEUR, P.YVERNAULT, D.PUREUR: “A Tunable 4-Channel Fiber Bragg
Grating Dispersion Compensator”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.15, Issue 10, pp.1387-1388,
oct 2003.
ACL.a-18.
J-N.MARAN, S.LAROCHELLE, P.BESNARD: “Erbium-doped Fiber Laser Simultaneously Mode-locked on
More than 24 Wavelengths at Room Temperature”, Optics Letters, Vol.28, Issue 21, pp.2082-2084,
nov 2003.
ACL.a-19.
P.LERENDU, T.P.NGUYEN, K.CHEAH, P.JOUBERT: “Formation of nanosize poly(p-phenylene vinylene) in
porous silicon substrate”, Materials Science and Engineering C, Vol.23, Issues 6-8, pp.847-850, dec 2003.
ACL.a-20.
Z.P.CAÏ, H.Y.XU, G.M.STEPHAN, P.FERON, M.MORTIER: “Red-shift in Er:ZBLALiP Whispering Gallery
Mode Laser”, Optics Communication, Vol.229, Issue 1-6, pp.311-315, jan 2004.
ACL.a-21.
F.GINOVART, E.LECREN, J-C.SIMON: “2R Regeneration Study in a Microcavity with a Saturable
Absorber”, Optics Communication, Vol.229, Issues 1-6, pp.413-417, jan 2004.
ACL.a-22.
D.GAUDEN, D.MECHIN, C.VAUDRY, P.YVERNAULT, D.PUREUR: “Variable Optical Attenuator based on
thermally tuned Mach-Zehnder Interferometer within a twin core fiber”, Optics Communication, Vol.231,
Issues 1-6, pp.213-216, feb 2004.
ACL.a-23.
I.ASSAÏD, D.BOSC, I.HARDY: “Improvements of the poly(vinyl cinnamate) photoresponse in order to
induce high refractive index variations”, Journal of Physical Chemistry B, Vol.108, n°9, pp.2801-2806,
mar 2004.
ACL.a-24.
P.CHANCLOU, C.KACZMAREK, G.MOUZER, O.GAUTREAU, M.THUAL, P.GROSSO: “Design and demonstration of
a multicore single-mode fiber coupled lens device”, Optics Communication, Vol.233, Issues 4-6, pp.333-339,
apr 2004.
ACL.a-13.
UMR 6082 FOTON -92-
ACL.a-25.
3+
S.BORDAIS, S.GROT, Y.JAOUËN, P.BESNARD, M.LEFLOHIC: “Double-clad 10 W Yb -doped Fiber Master
3+
Oscillator Power Fiber Amplifier for He
apr 2004.
Optical Pumping”, Applied Optics, Vol.43, Issue 10, pp.2168-2174,
J.BOURDERIONNET, D.DOLFI, J-P.HUIGNARD, B.EA-KIM, E.CORBEL, C.MAHODAUX, A.POUDOULEC, D.GAUDEN:
“Endless fiber-to-fiber polarization controller based on ceramic programmable waveplates”, IEEE Photonics
Technology Letters, Vol.16, n°4, pp.1101-1103, apr 2004.
ACL.a-27.
D.BOSC, P.GROSSO, I.HARDY, I.ASSAÏD, T.BATTE, S.HAESAERT, B.VINOUZE: “High refractive index contrast
in a photosensitive polymer and waveguide photo-printing demonstration”, Optics Communication, Vol.235,
Issues 4-6, pp.281-284, may 2004.
ACL.a-28.
M.GAILLET, M.GUENDOUZ, M.BENSALAH, B.LEJEUNE, G.LEBRUN: “Characterisation of porous silicon
composite material by spectroscopic ellipsometry”, Thin Solid Films, Vol.455-456, pp.410-416, may 2004.
ACL.a-29.
J.POËTTE, S.BLIN, G.BROCHU, L.BRAMERIE, R.SLAVIK, J-C.SIMON, S.LAROCHELLE, P.BESNARD: “Relative
Intensity Noise of Multi-wavelength Fiber Laser”, Electronics Letters, Vol.40, Issue 12, pp.724-726, jun 2004.
ACL.a-30.
P.RIVOLO, P.PIRASTEH, A.CHAILLOU, P.JOUBERT, M.KLOUL, J-F.BARDEAU, F.GEOBALDO: “Oxidised porous
silicon impregnated with Congo Red for chemical sensoring applications”, Sensors and Actuators B, Vol.100,
Issues 1-2, pp.99-102, jun 2004.
ACL.a-31.
P.CHANCLOU, C.KACZMAREK, G.MOUZER, P.GRAVEY, M.THUAL, M-A.LECOLLINET, P.ROCHARD: “Expanded
single-mode fiber using graded index multimode fiber”, Optical Engineering, Vol.43, Issue 7, pp.1634-1642,
jul 2004.
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ACL.a-45.
M.GUENDOUZ, M.BENSALAH, B.LEJEUNE, S.RIVET, G.LEBRUN, M.GAILLET, C.MARCHAND: “Porous silica
composite material for non linear optical properties: characterisation by spectroscopic ellipsometry and
second harmonic generation”, Physical Status Solidi C, Vol.2, Issue 9, pp.3370-3374, jun 2005.
ACL.a-46.
M.GUENDOUZ, M.KLOUL, S.HAESAERT, P.JOUBERT, J-F.BARDEAU, A.BULOU: “Oxidised Porous Silicon /
Disperse Red 1 composite material: Fabrication and micro-Raman spectrometry analysis”, Physical Status
Solidi C, Vol.2, Issue 9, pp.3453-3456, jun 2005.
ACL.a-47.
R.BOULA-PICARD, M.ALOUINI, J.LOPEZ, N.VODJDANI, J-C.SIMON: “Impact of the Gain Saturation Dynamics in
Semiconductor Optical Amplifiers on the characteristics of an Analog Optical Link”, Journal of Lightwave
Technology, Vol.23, Issue 8, pp.2420- 2426, aug 2005.
ACL.a-48.
T.CHARTIER, A.MIHAESCU, G.MARTEL, A.HIDEUR, F.SANCHEZ: “Multiwavelength fiber laser with an
intracavity polarizer”, Optics Communication, Vol.253, Issues 4-6, pp.352-361, sep 2005.
ACL.a-43.
G.C.RIGHINI, C.ARNAUD, S.BERNESCHI, M.BETTINELLI, M.BRENCI, A.CHIASERA, P.FERON, M.FERRARI,
M.MONTAGNA, G.NUNZICONTI, S.PELLI, H.PORTALES, C.SILIGARDI, A.SPEGHINI, L.ZAMPEDRI: “Integrated optical amplifiers
ACL.a-49.
UMR 6082 FOTON -93-
and microspherical lasers based on erbium-doped oxide glasses”, Optical Materials, Vol.27, Issue 11,
pp.1711-1717, oct 2005.
ACL.a-50.
E.LECREN, S.LOBO, S.FEVE, J-C.SIMON: “Polarization sensitivity characterization under normal
incidence of a multiple quantum wells saturable absorber nonlinear mirror as a function of the temperature of
the chip”, Optics Communication, Vol.254, Issues 1-3, pp.96-103, oct 2005.
ACL.a-51.
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maintaining fibre for coupling with 1.55 µm quantum dot devices”, Optics Communication, Vol.255, Issues 46, pp.278-285, nov 2005.
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Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics; Vol.72, n°6, 066609, dec 2005.
ACL.a-53.
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disorder effects on a smectic liquid crystal confined in porous silicon”; Physical Review E: Statistical Physics,
Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics; Vol.73, n°1, 011707, jan 2006.
ACL.a-54.
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technique utilizing self-phase modulation and filtering”, Optics Express, Vol.14, Issue 5, pp.1737-1747,
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M.GAY, L.BRAMERIE, D.MASSOUBRE, A.O’HARE, A.SHEN, J-L.OUDAR, J-C.SIMON: “Cascadability Assessment
of a 2R Regenerator Based on a Saturable Absorber and a Semiconductor Optical Amplifier in a Path
Switchable Recirculating Loop”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.18, Issue 11, pp.273-1275,
jun 2006.
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chalcogenide holey fibres from GeGaSbS glass”, Materials Research Bulletin, Vol.41, Issue 7,
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microring resonator”, Optics Letters, Vol.31, Issue 14, pp.2187-2189, jul 2006.
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Y.DUMEIGE, L.GHISA, P.FERON: “Dispersive multistability in microring resonators”, Journal of Optics A:
Pure and Applied Optics, Vol.8, n°7, S483-S489, jul 2006.
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C.LUPI, P.CHANCLOU, V.TORAILLE, G.LANOË, M.LEPIPEC, S.MOTTET, R.A.SOARES, S.TOUTAIN, D.PUREUR: “A
Simple Elegant Optical Coupling Method for 20-GHz and 40-Gb/s Photoreceiver”, IEEE Journal of Quantum
Electronics, Vol.12, Issue 5, pp.940-944, sept-oct 2006.
G.NUNZICONTI, A.CHIASERA, L.GHISA, S.BERNESCHI, M.BRENCI, Y.DUMEIGE, S.PELLI, S.SEBASTIANI, P.FERON,
3+
M.FERRARI, G.C.RIGHINI: “Spectroscopic and lasing properties of Er -doped glass microspheres”, Journal of
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Non-Crystalline Solids, Vol.352, pp.2360-2363, 2006.
D.L.BOÏKO, P.FERON, P.BESNARD: “Simple method to obtain symmetry harmonics of point groups”,
Journal of Chemical Physics, Vol.125, Issue 9, 094104, sep 2006.
ACL.a-66.
II.2.1.E) Liste des brevets FOTON-ENSSAT (BRE.a)
BENOIT, BILLON, ROY, LECOCHE: “Endoscop”, brevet français, Université de Rennes I et
ENST-Bretagne, n° de publication 03.11648, déposé le 03-oct-2003.
BRE.a-2.
P.CHANCLOU, M.THUAL: “Dispositif de couplage optique d'une fibre monomode multi-coeurs, et
procédé de fabrication correspondant”, brevet français, Université de Rennes I, n° de publication 2838325,
déposé le 04-dec-2002, extension PCT US/Canada.
BRE.a-3.
P.FERON, R.LEBRAS: “Résonateur optique en anneau sans surface, appareil de télécommunication
et/ou de projection vidéo correspondant”, brevet français, OXXIUS SA et Université de Rennes I, n° de dépôt
FR 01 16065, n° de publication 24. PCT n° WO 03/050925, publié le 13-jun-2003, extension PCT Europe n°
PCT/FR02/04332 déposée le 14-jun-2004, extension PCT US n° US-2005-0068611-A1 déposée le
31-mar-2005.
BRE.a-4.
P.GROSSO, D.BOSC, P.GUIGNARD: “Composant optique incluant des microstructures résonantes
connectées en cascade”, brevet français, France Telecom R&D, n° de publication FR03/03201, déposé le
20-oct-2003.
BRE.a-5.
P.BESNARD, O.BOUCHET, P.FERON, A.MIHAESCU: “Concentrateur amplificateur d'onde électromagnétique
optique”, brevet français, France Telecom R&D et Université de Rennes I, n° de dépôt U16.12-0004, n° de
publication PCT/EP2004/006421, déposé le 15-jun-2004.
BRE.a-1.
UMR 6082 FOTON -94-
P.BESNARD, P.GUIGNARD, A.MIHAESCU: “Borne optique de raccordement sans fil à source infrarouge
étendue”, brevet français, France Telecom R&D et Université de Rennes I.
BRE.a-6.
II.2.1.F) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-ENSSAT (OUV.a)
F.RAINERI, Y.DUMEIGE: “Chapter 5: Non-linear optics in nano- and microstructures”, dans
« Nanophotonics », Editions ISTE, ISBN 1905209282, jun 2006.
OUV.a-2.
D.BOSC: “Propiétés optiques des polymères”, Ouvrage édité par le Groupe Français des Polymères
(GFP) sur la Physique des Polymères à l’Etat Solide, Initiation à la Science des Polymères Edition 2006,
Volume 17, Physique des Polymères à l’Etat Solide, Chap.XII, pp.349-380, 2006.
OUV.a-1.
II.2.1.G) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-ENSSAT (SCL.a)
P.FERON, Z.P.CAÏ, H.Y.XU, G.M.STEPHAN, P.GOLDNER, M.MORTIER: “Red-shift Due to Pump Intensity in
Er:ZBLALiP Whispering Gallery Mode Lasers”, Integrated Optical Devices: Fabrication and Testing,
proceedings of SPIE (Photonics Fabrication Europe 2002), Vol.4944, pp.32-40, apr 2003.
SCL.a-1.
V.BOUCHER, J.CARDIN, D.LEDUC, R.SEVENO, R.LENY, H-W.GUNDEL, C.BOISROBERT, S.LEGOUPY, F.LEGROS,
V.MONTEMBAULT, F.ODOBEL, C.MONNEREAU, E.BLART, D.BOSC, A.GOULLET, J-Y.MEVELLEC: “Synthesis and
SCL.a-2.
characterization of polymers for nonlinear optical applications”, Advanced Organic and Inorganic Optical
Materials, proceedings of SPIE (AOMD-3), Vol.5122, pp.206-209, aug 2003.
SCL.a-3.
A.MIHAESCU, P.BESNARD, G.M.STEPHAN: “Controlled Spectral Emission of Fiber Lasers Using Two
External Cavities”, 19th Congress of the International Commission for Optics: Optics for the Quality of Life,
proceedings of SPIE (ICO 19), Vol.4829, pp.969-970, nov 2003.
SCL.a-4.
J-L.OUDAR, G.AUBIN, J.MANGENEY, S.LOUALICHE, J-C.SIMON, A.SHEN, O.LECLERC: “Ultra-fast quantum-well
saturable absorber devices and their application to all-optical regeneration of telecommunication optical
signals”, Annals of Telecommunications, Vol.58, n°11-12, pp.1667-1707, nov-dec 2003.
SCL.a-5.
J-C.SIMON, L.BRAMERIE, F.GINOVART, V.RONCIN, M.GAY, S.FEVE, E.LECREN, M-L.CHARES: “All Optical
Regeneration Techniques”, Annals of Telecommunications, Vol.58, n°11-12, pp.1859-1875, nov-dec 2003.
SCL.a-6.
C.ARNAUD, P.FERON, P.GROSSO, D.BOSC, M.BOUSTIMI: “Passive polymer micro resonators (rings and
disks): WGMs FDTD simulation”, Optical Design and Engineering, proceedings of SPIE (OSD 2003),
Vol.5249, pp.501-507, feb 2004.
SCL.a-7.
A.V.NAUMENKO, N.A.LOÏKO, C.GUIGNARD, P.BESNARD: “Slow Dynamics in a Semiconductor Laser Coupled
to Fiber Bragg Grating”, Laser Optics 2003: Diode Lasers and Telecommunication Systems, proceedings of
SPIE (LO 2003), Vol.5480, pp.11-19, may 2004.
3+
3+
SCL.a-8.
C.ARNAUD, M.BOUSTIMI, P.FERON, G.NUNZICONTI, G.C.RIGHINI: “Microsphere Laser in Er /Yb Co-doped
Phosphate Glass: Coupling with an External Cavity”, Laser Resonators and Beam Control VII, proceedings
of SPIE (LASE 2004), Vol.5333, pp.140-149, jun 2004.
SCL.a-9.
T.GEORGES, J.ROUVILLAIN, Y.GARIN, R.LEBRAS, P.FERON: “Nd Concentration Optimization for Efficient
Low-cost 473 nm Diode Pumped Nd:YAG/KNbO3 Microchip Assembly”, Solid State Lasers XIII: Technology
and Devices, proceedings of SPIE (LASE 2004), Vol.5332, pp.157-168, jul 2004.
SCL.a-10.
P.FERON, C.ARNAUD, M.BOUSTIMI, G.NUNZICONTI, G.C.RIGHINI, M.MORTIER: “Optical Feedback on
Whispering Gallery Mode Laser: Wavelength shifts in Erbium-doped Microspherical Laser”, Integrated Optics
and Photonic Integrated Circuits, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2004), Vol.5451, pp.199-209,
aug 2004.
SCL.a-11.
C.GUIGNARD, P.BESNARD, A.MIHAESCU, K.F.MACDONALD, S.POCHON, N.I.ZELUDEV: “Pulse Operation of
Semiconductor Laser with Nonlinear Optical Feedback”, Semiconductor Lasers and Laser Dynamics,
proceedings of SPIE (Photonics Europe 2004), Vol.5452, pp.152-162, sep 2004.
SCL.a-12.
S.BLIN, P.BESNARD, O.VAUDEL, S.LAROCHELLE: “Optical injection in semiconductor or fiber lasers: a
comparison, the influence of coherence”, Semiconductor Lasers and Laser Dynamics, proceedings of SPIE
(Photonics Europe 2004), Vol.5452, pp.534-545, sep 2004.
SCL.a-13.
Y.G.BOUCHER, S.BLIN, P.BESNARD, G.M.STEPHAN: “Generalized Transfer Function of a Single-mode
Semiconductor Laser Across Threshold: a Self-consistant Analysis”, Semiconductor Lasers and Laser
Dynamics, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2004), Vol.5452, pp.654-655, sep 2004.
SCL.a-14.
C.ARNAUD, M.BOUSTIMI, M.BRENCI, P.FERON, M.FERRARI, G.NUNZICONTI, S.PELLI, G.C.RIGHINI: “Microlaser in
Er3+/Yb3+ co-doped glass microsphere”; 5th Iberoamerican Meeting on Optics and 8th Latin American
Meeting on Optics, Lasers, and Their Applications; proceedings of SPIE (V RIAO / VIII OPTILAS 2004),
Vol.5622, pp.315-320, oct 2004.
SCL.a-15.
S.GROT, L.GOLDBERG, P.BESNARD, Y.JAOUËN: “High performance pulsed coherent fiber laser emitting
>1.7 kW at 1060 nm in ns regime”; Fiber Lasers II: Technology, Systems, and Applications; proceedings of
SPIE (LASE 2005), Vol.5709, pp. 338-342, apr 2005.
SCL.a-16.
I.HARDY, P.GROSSO, D.BOSC: “Fabrication of polymer waveguides and spot size converters by UV
induced refractive index modification”; Opto-Ireland 2005: Optoelectronics, Photonic Devices, and Optical
Networks; proceedings of SPIE (OPTO-Ireland 2005), Vol.5825, pp.290-299, jun 2005.
SCL.a-17.
G.SWIATHY, O.LADO-BORDOWSKY, Y.HURTAUD: “Lidar and Satellite Measurements for the Cloud database
SALIC”, Electro-Optical Remote Sensing, proceedings of SPIE, Vol.5988, 59880O, oct 2005.
UMR 6082 FOTON -95-
J.POËTTE, O.VAUDEL, P.BESNARD: “Relative Intensity Noise of an injected semiconductor laser”;
International Conference on Lasers, Applications, and Technologies 2005: Advanced Lasers and Systems;
proceedings of SPIE (ICONO/LAT 2005), Vol.6054, pp.48-57, jan 2006.
SCL.a-19.
G.C.RIGHINI, M.BRENCI, A.CHIASERA, P.FERON, M.FERRARI, G.NUNZICONTI, S.PELLI: “Whispering Gallery Mode
resonators for microlasers and microsensors”, ICO20: Materials and Nanostructures, proceedings of SPIE
(ICOXX), Vol.6029, pp.19-26, jan 2006.
SCL.a-20.
N.AUBERT, T.GEORGES, C.CHAUZAT, R.LEBRAS, P.FERON: “Low-cost 7 mW CW 355 nm diode-pumped
intracavity frequency tripled microchip laser”, Solid State Lasers XV: Technology and Devices, proceedings
of SPIE (LASE 2006), Vol.6100, pp.58-64, jan 2006.
SCL.a-21.
A.CHAILLOU, J.CHARRIER, N.LORRAIN, M.SARRET, L.HAJI, P.JOUBERT: “Porous silicon based optical
waveguide sensor for NH3 detection”, Optical Sensing II, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006),
Vol.6189, 61890U, mar 2006.
SCL.a-22.
Y.G.BOUCHER, Y.DUMEIGE, L.GHISA, P.FERON: “Generalized transfer function of nonlinear active
semiconductor microring resonators”; Integrated Optics, Silicon Photonics, and Photonic Integrated Circuits;
proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6183, 61831B, apr 2006.
SCL.a-23.
A.MAALOUF, D.BOSC, F.HENRIO, S.HASESAERT, P.GROSSO, I.HARDY, M.GADONNA: “Polymer optical circuits
technology for large scale integration of passive functions”; Integrated Optics, Silicon Photonics, and
Photonic Integrated Circuits; proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6183, 61831H, apr 2006.
SCL.a-24.
C.GUIGNARD, P.BESNARD, M.THUAL, J-C.SIMON: “Actively mode-locked semiconductor lasers using fibre
Bragg grating external cavities: importance of apodization on performances”, Semiconductor Lasers and
Laser Dynamics II, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6184, 61841R, apr 2006.
SCL.a-25.
N.AUBERT, T.GEORGES, C.CHAUZAT, R.LEBRAS, P.FERON: “Diode-pumped low noise CW 355 nm intracavity tripled laser up to 20 mW”, Solid State Lasers and Amplifiers II, proceedings of SPIE (Photonics
Europe 2006), Vol.6190, 61900E, apr 2006.
SCL.a-26.
A.AKWOUEONDO, J.TORRES, C.PALERMO, L.CHUSSEAU, M.THUAL: “Two mode operation of 4-section
semiconductor laser for TeraHertz generation by photomixing”, Millimeter-Wave and Terahertz Photonics,
proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6194, 61940L, apr 2006.
SCL.a-18.
II.2.1.H) Liste des conférences sur invitation FOTON-ENSSAT (INV.a)
P.FERON, C.ARNAUD, M.BOUSTIMI, G.NUNZICONTI, G.C.RIGHINI, M.MORTIER: “Optical Feedback on
Whispering Gallery Mode Laser: Wavelength shifts in Erbium-doped Microspherical Laser”, Photonics
Europe 2004, [5451-30], proceedings of SPIE, Vol.5451, pp.199-209, Strasbourg, France, apr 2004.
INV.a-2.
S.BLIN, P.BESNARD, O.VAUDEL, S.LAROCHELLE: “Optical injection in semiconductor or fiber laser:
a comparison of the real effect of coherency”, Photonics Europe 2004, [5452-63], proceedings of SPIE,
Vol.5452, pp.534-545, Strasbourg, France, apr 2004.
INV.a-3.
C.ARNAUD, M.BOUSTIMI, P.FERON: “Wavelength Shift in Erbium-doped Glass microspherical
Whispering Gallery Mode Lasers”, International Workshop on Photonics and Applications (IWPA 2004),
Hanoï, Vietnam, apr 2004.
INV.a-4.
S.BLIN, O.VAUDEL, T.T.TAM, P.BESNARD, S.LAROCHELLE, R.GABET, G.M.STEPHAN: “Spectral and Time
Phenomena in Optical Injection Using Distributed Feedback Semiconductor or Fiber Lasers”, International
Workshop on Photonics and Applications (IWPA 2004), Hanoï, Vietnam, apr 2004.
INV.a-1.
C.ARMELLINI, A.CHIASERA, M.FERRARI, Y.JESTIN, A.CHIAPPINI, M.MATTARELLI, M.MONTAGNA, E.MOSER,
H.PORTALES, C.TOSELLO, L.ZAMPEDRI, V.FOGLIETTI, A.MINOTTI, G.NUNZICONTI, S.PELLI, G.C.RIGHINI, R.M.ALMEIDA,
S.PORTAL, A-B.SEDDON, V.K.TIKHOMIROV, B.GAILLARD-ALLEMAND, V.BENOIT, C.ARNAUD, P.FERON: “Rare Earth-Activated
INV.a-5.
Materials and Structures for Photonic Application: Ultratransparent Glass Ceramics, Planar Waveguides,
Spherical Microresonators and Microcavities”, 27th International Convention MIPRO 2004 conference on
Microelectronics Electronics and Electronic Technologies (MEET), proceedings pp.15-20, Opatija, Croatia,
may 2004.
INV.a-6.
P.BESNARD: “Characterization of Lasers Using Optical Injection”, COST 288, European Cooperation
in the field of Scientific and Technical Research, Athens, Greece, jun 2004.
INV.a-7.
C.GUIGNARD, P.BESNARD, J-C.SIMON, M.THUAL: “Dynamics of mode-locked lasers with nonlinear or
filtered feedback”, European Semiconductor Laser Workshop, Särö, Sweden, sep 2004.
INV.a-8.
D.BOSC: “Propiétés optiques des polymères pour l’optique guidée”, séminaire du Groupe Français
des Polymères (GFP) « Physique des Polymères à l’Etat Solide », Lyon, France, oct 2004.
INV.a-9.
M.GAY, L.BRAMERIE, J-C.SIMON, V.RONCIN, G.GIRAULT, M.JOINDOT, B.CLOUET, S.LOBO, S.FEVE, T.CHARTIER:
nd
“2R and 3R optical regeneration: from device to system characterization”, 32 European Conference on
Optical Communication (ECOC 2006), [Tu1.3.1], Cannes, France, sep 2006.
II.2.1.I) Séminaires FOTON-ENSSAT (SEM.a)
P.FERON: “Microspherical Laser: Coupling with an External Cavity”, séminaire du CNR-IFN &
Dipartimento di Fisica, Trento, Italy, mar 2004.
SEM.a-2.
P.FERON: “Whispering Gallery Modes Resonators - Applications to biosensors?”, séminaire du
CNR-IFAC, Firenze, Italy, jun 2004.
SEM.a-3.
P.BESNARD, C.GUIGNARD, J-N.MARAN, O.VAUDEL, J.POËTTE, M.THUAL, J-C.SIMON: “Lasers impulsionnels
er
picosecondes à 1,55 µm”, 1 séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques
SEM.a-1.
UMR 6082 FOTON -96-
pour les TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Je1.2], actes des conférences pp.5-7, Plestin-les-Grèves,
France, nov 2004.
J-C.SIMON, L.BRAMERIE, M.GAY, G.GIRAULT, G.MOREAU, E.LECREN, V.RONCIN, S.FEVE, F.GINOVART,
J-M.GOUJON, M-L.CHARES, T.CHARTIER: “Principes de la régénération tout optique des signaux de
SEM.a-4.
er
télécommunication”, 1 séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques pour
les TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Je2.1], actes des conférences pp.17-19, Plestin-les-Grèves,
France, nov 2004.
SEM.a-5.
M.GAY, L.BRAMERIE, E.LECREN, S.FEVE, J-C.SIMON, M.GUEZO, O.DEHAESE, S.LOUALICHE: “L’absorbant
saturable à multipuits quantiques pour la regeneration 2R optique, mise en évidence d’effets thermiques”,
1er séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques pour les
TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Je2.3], actes des conférences pp.25-27, Plestin-les-Grèves, France,
nov 2004.
SEM.a-6.
G.GIRAULT, M.GAY, L.BRAMERIE, V.RONCIN, S.FEVE, J-C.SIMON: “Performance en boucle à recirculation à
10 Gbit/s d'un régénérateur 3R tout-optique à base d'amplificateurs optiques à semi-conducteurs et
insensible à la polarisation”, 1er séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions
Optiques pour les TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Ve4.3], actes des conférences pp.65-67,
Plestin-les-Grèves, France, nov 2004.
P.GROSSO, C.ARNAUD, D.BOSC, A.MAALOUF, T.BATTE, S.HAESAERT, I.HARDY, P.ROCHARD, M.BAPTISTE,
M.GUILLOU, M.GADONNA, R.MADEC, M.THUAL: “Miniaturisation de fonctions optiques en technologie intégrée
SEM.a-7.
polymère: exemple des micro-résonateurs”, 1er séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux
Fonctions Optiques pour les TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Je1.4], actes des conférences pp.13-15,
I.HARDY, I.ASSAÏD, D.BOSC, P.GROSSO, T.BATTE, S.HAESAERT, A.MAALOUF, M.GADONNA, M.THUAL, P.ROCHARD,
er
R.MADEC, M.GUILLOU: “Photo-inscription de guides optiques en polymère”, 1 séminaire du Groupement
SEM.a-8.
d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques pour les TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Ve3.3],
actes des conférences pp.41-43, Plestin-les-Grèves, France, nov 2004.
SEM.a-9.
P.BESNARD: “Signature en phase et en fréquence d'un laser à semi-conducteurs soumis à une
injection optique”, séminaire de l'Université Laval, Québec, Canada, avr 2003.
SEM.a-10.
P.FERON: “Modes de Galerie - Applications laser et pour les fonctions optiques en
Télécommunication”, séminaire de l'IREENA (Université de Nantes, CNRS-EA 1770), Nantes, France,
jan 2005.
SEM.a-11.
P.BESNARD: “ Synchronisation et cohérence dans l'injection optique de lasers à semi-conducteurs”,
séminaire de l'Institut non linéaire, Nice, France, jan 2005.
SEM.a-12.
G.M.STEPHAN, T.T.TAM, S.BLIN, P.BESNARD, M.TETU: “Single mode laser lineshape”, Conference
University of Puebla, Mexico, feb 2005.
SEM.a-13.
P.FERON: “Micro-résonateurs à modes de galerie - Applications: laser et fonctions optiques”,
séminaire du LPMC (CNRS-UMR 6622), Nice, France, avr 2005.
SEM.a-14.
P.FERON: “Micro-résonateurs à modes de galerie - Applications: laser et fonctions optiques”,
séminaire du LOPMD (CNRS-UMR 6174), Besançon, France, avr 2005.
SEM.a-15.
P.BESNARD: “ L'injection optique d'un laser à semi-conducteurs: description des régimes et propriétés
de cohérence”, séminaire de l'Univerté des Sciences et de la Technologie Houari Boumediène, Alger,
Algérie, avr 2005.
SEM.a-16.
P.FERON: “Résonateurs à modes de galerie - Applications: Laser, fonctions optiques…”, séminaire de
Supaéro, Toulouse, France, dec 2005.
SEM.a-17.
M.THUAL: “Microlentilles pour télécommunications optiques”, Journée de la Photonique et de
l'Optique Moderne (JPOM), Lannion, France, mar 2006.
SEM.a-18.
P.FERON: “Whispering Gallery Modes - Applications: Laser et Fonctions Optiques”, Journée de la
Photonique et de l'Optique Moderne (JPOM), Lannion, France, mar 2006.
II.2.1.J) Communications orales FOTON-ENSSAT (CO.a)
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Journées Nationales d’Optique
à semi-conducteur par injection optique à la transparence du gain”, 23
Guidée (JNOG 2004), recueil des communications pp.203-205, Paris, France, oct 2004.
CA.a-45.
L.BRAMERIE, M.GAY, G.GIRAULT, V.RONCIN, S.FEVE, F.GINOVART, M-L.CHARES, J-C.SIMON: “Etude
numérique et expérimentale de l'évolution du taux d'erreurs binaires au passage dans un régénérateur
optique”, 23èmes Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), recueil des communications pp.324326, Paris, France, oct 2004.
CA.a-46.
P.GROSSO, D.BOSC, P.ROGER, I.HARDY: “Réalisation d'adaptateurs de modes indiciels sur guides
optiques intégrés polymères”, 23èmes Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), recueil des
communications pp.167-169, Paris, France, oct 2004.
èmes
CA.a-47.
Y.DUMEIGE, C.ARNAUD, P.FERON: “Modélisation du comportement bistable d'un micro-anneau”, 23
Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), recueil des communications pp.197-199, Paris,
France, oct 2004.
P.PIRASTEH, J.CHARRIER, Y.DUMEIGE, S.HAESAERT, P.JOUBERT, L.HAJI: “Guides planaires en matériaux
CA.a-48.
èmes
poreux: études expérimentale et théorique des pertes optiques”, 23
Guidée (JNOG 2004), Paris, France, oct 2004.
A.BRUYANT, I.STEFANON, G.LERONDEL, S.BLAIZE, S.AUBERT, P.ROYER, P.PIRASTEH, J.CHARRIER, L.HAJI,
P.JOUBERT: “Propagation de la lumière dans des guides à base de silicium poreux: observation en champ
CA.a-49.
proche et analyse modale”, 23èmes Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), Paris, France,
oct 2004.
CA.a-50.
L.GHISA, M.THUAL, Y.DUMEIGE, P.FERON, M.FERRARI: “Laser micro-sphérique en verre oxyde dopé
Erbium”, Journées du Groupement De Recherche “Ondes” (GDR “Ondes”), recueil des communications
pp.64-65, Marseille, France, juin 2005.
CA.a-51.
A.AKWOUEONDO, J.TORRES, C.PALERMO, L.CHUSSEAU, J.JACQUET, M.THUAL: “Lasers à 4 sections 1.55 µm
bimode pour la génération Térahertz par photomélange”, Horizons de l’Optique 2005, actes des conférences
pp.54-55, Chambéry, France, nov 2005.
CA.a-52.
Y.G.BOUCHER, Y.DUMEIGE, L.GHISA, P.FERON: “Bistabilité d’absorption dans un micro-anneau”,
èmes
Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG 2005), actes des conférences pp.171-173, Chambéry,
24
France, nov 2005.
CA.a-53.
P.GROSSO, I.HARDY, M-J.LATORRE-VIDAL, A.LEROUX, D.BOSC: “Réseau de Bragg photo-inscrit sous UV
faible cohérence dans un guide polymère”, 24èmes Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG 2005),
actes des conférences pp.189-191, Chambéry, France, nov 2005.
CA.a-54.
M.THUAL, D.MALARDE, B.ABHERVE-GUEGUEN, P.CHANCLOU: “Micro-lentilles à large gamme de diamètres
èmes
Journées Nationales d'Optique Guidée
de mode et de distances de travail pour couplage optique”, 24
(JNOG 2005), actes des conférences pp.269-271, Chambéry, France, nov 2005.
ème
CA.a-55.
M.BILLON, J-M.GOUJON: “Surveillance de la chute du senior: quelle technologie ?”, 6
Journée
Vendéenne de Gériatrie, La Roche-sur-Yon, France, avr 2006.
II.2.1.L) Récapitulatif pour chaque permanent de FOTON-ENSSAT
NOM, Prénom
Corps
grade
PR2
MCF
MCF
MCF
MCF
MCF
MCF
MCF
MCF
PR2
PR2
MCF
PR2
PR1
PREX
PR2
IGR1
CT.A
Nbre de
publications
avec comité
de lecture
13
3
3
4 (5)
8
14
4
0
6
2
0
1
1
11
4
4
8
3
Nbre de
communications
orales
internationales
18
4
4
4
7
23
5
0
1
2
1
1
0
14
5
5
2
10
Nbre de
chapitres
d’ouvrages
ou ouvrages
0
0
0
0 (1)
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
2
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
Taux annuel de
publications
avec comité de
lecture
3,25
0,75
0,75
1,33
2,67
3,5
1
0
1,5
0,5
0
0,33
0,33
2,75
1
1
2
0,75
BESNARD, Pascal
CHAILLOU, Annick
CHARRIER, Joël
CHARTIER, Thierry (09-03)
DUMEIGE, Yannick (09-03)
FERON, Patrice
GINOVART, Frédéric
GOUJON, Jean-Marc
GUENDOUZ, Mohamed
HAJI, Lazhar
LADO-BORDOWSKI, Olga
LORRAIN, Nathalie (09-03)
MOTTET, Serge
SIMON, Jean-Claude
STEPHAN, Guy
THUAL, Monique
BOSC, Dominique [HDR]
BRAMERIE, Laurent
[IGR2 (>12-06)]
MIHAESCU, Adrian [HDR]
CT.A
2
1
0
2
0,5
Nbre de
brevets
II.2.1.M) Collaborations nationales et internationales
Collaborations nationales :
Par son activité dans le domaine des télécommunications, l’équipe FOTON-ENSSAT se
retrouve fortement impliquée dans 6 projets du Réseau National de Recherche en
Télécommunications (RNRT) (cf § I.2.2.C), page 13). Nous pouvons noter que FOTON-ENSSAT a la
responsabilité du projet ROTOR (se terminant en 2007) et du projet FUTUR (démarrage en 2007).
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
L’équipe FOTON-ENSSAT a également mis en place différentes collaboration nationales :
Institut des Matériaux Jean Rouxel (UMR 6502), Université de Nantes, Gérard Froyer
Laboratoire LPEC (UMR 6087), Université du Maine, Alain Bulou.
LPCM (UMR 5803), Université de Bordeaux 1 , Vincent Rodriguez
Station Biologique de Roscoff, UMR – 7139, William Helbert
Institut de Recherche Interdisciplinaire (IRI), IEMN, Lille, Rabah Boukherroub
IRISA-R2D2, PR P. (traitement du signal), P. Scalart
LG2M-Université de Bretagne Sud (mécanique,), DR S.Thuillier
Laboratoire de Psychologie Appliquée – Université de Reims (psychologie appliquée), Pr E.
Rosnet et Pr. G. Chasseigne
Centre Hospitalier d’Embrun (gériatrie), Dr P. Lutzler
Centre Hospitalier de Lannion -Trestel (rééducation rhumatologie et fibromyalgie) , Dr A.
Mégret et Dr D. Baron
Par ses études appliquées, FOTON-ENSSAT a des interactions avec le tissu industriel
français :
• France Telecom,
• Alcatel III-V Lab
• Anritsu France
• Thales,
• IDIL,
• KEOPSYS,
• KERDRY,
• LASEO,
• OXXIUS,
• QUANTEL
• EKINOPS
• CLEODE
Collaborations internationales :
Dans le cadre du réseau d’excellence européen ePIXnet, fédérant 35 laboratoires de
recherche européens, PERSYST a été récemment mandatée par le comité de pilotage du réseau
pour coordonner une plate-forme de caractérisation haut débit de composants photoniques et
optoélectroniques. Cette plate-forme européenne comporte 7 partenaires dont certains sont de grands
instituts de recherche tels que les laboratoires de COM au Danemark ou du HHI à Berlin.
FOTON-ENSSAT est également impliqué dans le programme d’action intégré ULYSSE dans
le cadre du projet « PSYCHANOSOC » avec le laboratoire RINCE de l’université de Dublin (Ireland).
Cette collaboration a récemment abouti à la mise en place du projet « OPTION160 » dans le cadre de
ERA-SPOT.
L’équipe a également établi plusieurs collaborations internationales :
• Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico de Turin (Italie) :
Eduardo Garrone et Francesco Geobaldo.
• Laboratoire de Spectroscopie Raman, Faculté des Sciences de Tunis (Tunisie) : M. Ouelasti.
Demande de coopération DGRSRT - CNRS pour des actions d'échange.
• SCUOLA SUPERIORE SANT’ANNA,
Pisa,
ITALY,
CENTRO
DI
ECCELLENZA
L’INGEGNERIA DELLE RETI DI COMUNICAZIONE (CEIRC).
II.2.1.N) Liste des thèses soutenues pour FOTON-ENSSAT
Nom
Prénom
Directeur(s)
de thèse
Date de
Numéro des publications
soutenance
Mode de
Situation
financement
professionnelle (*)
(*)
INDUSTR
ATER
Arnaud
Carole
P. Féron
15-déc-04
ACL.a: 13-34-41-49 [ACL.c: 6][ACL.e: 6]
SCL.a: 6-8-10-14 [SCL.c: 3][SCL.e: 2]
INV.a: 1-3-5
SEM.a: 7 [SEM.c: 1][SEM.e: 2]
CO.a: 6-16-24-25-30-41-44-45 [CO.c: 3-4][CO.e: 5-6]
CA.a: 2-13-19-22-47 [CA.c: 1-3-4][CA.e: 1-6-7]
AssaïdGuézou
Imane
D. Bosc
09-déc-04
ACL.a: 2-23-27 [ACL.c: 2-14-21][ACL.e: 2-7-9]
SEM.a: 8 [SEM.c: 2][SEM.e: 3]
CO.a: 8-12 [CO.c: 1-2][CO.e: 3-4]
CA.a: 33 [CA.c: 9][CA.e: 15]
COLL TER
PRIVE
Blin
Stéphane
P. Besnard
03-déc-03
ACL.a: 11-29-38
SCL.a: 12-13
INV.a: 2-4
SEM.a: 12
CO.a: 5-11-35-37-50
CA.a: 5-6-14-16-26
A
POST-DOC ETR
J-C. Simon
J-C. Simon
07-juil-04
20-déc-04
ACL.a: 47
ACL.a: 29-57-59
SCL.a: 5
INV.a: 9
SEM.a: 4-5-6 [SEM.b: 1][SEM.e: 1]
CO.a: 26-40-43-46-48-53-59-75-80-88-99-100-101-102
CA.a: 14-29-42-45
CIFRE
RNRT
PRIVE
IGR
Boula-Picard Reynald
Bramerie
Laurent
Nom
Prénom
Directeur(s)
de thèse
Date de
soutenance
07-nov-03
Gauden
Damien
A. Rolland
Grot
Sébastien
P. Besnard
30-mars-06 ACL.a: 25
SCL.a: 15
CO.a: 17-49-54
CIFRE
PRIVE
Guignard
Céline
P. Besnard
31-janv-05 ACL.a: 11-12-16-56
SCL.a: 7-11-24
INV.a: 7
SEM.a: 3
CO.a: 13-28-36-55-61-65-88-100-101-102
CA.a: 6-15-30-40
A
PRIVE
Le Cren
Elodie
J-C. Simon
COLL TER
POST-DOC ETR
Maran
Jean-Noël
P. Besnard
Extérieur
(Université
Laval
Québec) et
fonds
propres
laboratoire
POST-DOC ETR
20-juil-04
ACL.a: 17-22-26
CO.a: 9-20
CA.a: 10
Mode de
Situation
financement
professionnelle (*)
(*)
CIFRE
PRIVE
ACL.a: 21-50
SCL.a: 5
SEM.a: 4-5 [SEM.c: 1][SEM.e: 1]
CO.a: 26
31-août-05 ACL.a: 3-18-63
SEM.a: 3
CO.a: 14-18-28-38
Nom
Prénom
Directeur(s)
de thèse
Date de
soutenance
Mode de
Situation
financement
professionnelle (*)
(*)
BDI CNRS
POST-DOC FR
Moreau
Gautier
J-C. Simon
15-avr-05
ACL.a: 4-40-51 [ACL.c: 39][ACL.c: 9-29][ACL.e: 5-11-12]
SEM.a: 4
CO.a: 2-3-27-47 [CO.c: 1-2-3-6][CO.e: 1-2-7-8]
CA.a. 7-8-12-27-31 [CA.c: 9-13-18-22-31][CA.e: 3-4-5-9-12]
Pirasteh
Parastesh
P. Joubert
07-oct-05
ACL.a: 6-30-42-43
CO.a: 10-31-34-81
CA.a: 17-25-38-48-49
COLL TER
ATER
Poëtte
Julien
P. Besnard
09-déc-05
ACL.a: 29
SCL.a: 18
SEM.a: 3
CO.a: 58-64-66-79
CA.a: 14
A
CDD UNIV
Roncin
Vincent
J-C. Simon
30-avr-04
SCL.a: 5
INV.a: 9
SEM.a: 4-6
CO.a: 21-26-43-48-53-60-69-88
CA.a: 11-29-42-45
CIFRE
CDD UNIV
II.2.1.O) Ressources annuelles FOTON-ENSSAT au cours du contrat antérieur
Contrat (n° ,
références…)
LH37 (HT)
LH71 (HT)
LH63 (HT)
KTJR (HT)
VTJ3
VTJ2
BTG International
Micro Module
Autres contrats indus.
Oxxiux
ANVAR
Oxxiux
cifre Keopsys
Responsable
Date de début
Date de
fin
Montant
contrat
Monique THUAL
Dominique BOSC
CCLO (10 contrats)
Jean-Claude SIMON
Jean-Marc GOUJON
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Patrice FERON
Pascal BESNARD
17/03/2003
04/01/2005
2002
12/12/2004
16/04/2003
03/02/2005
2006
11/12/2005
14/12/2001
01/10/2006
23/02/2005
11/04/2003
14/12/2004
30/09/2008
23/02/2008
11/04/2006
2 000 €
3 000 €
125 801 €
836 €
60 000 €
90 000 €
140 000 €
8 000 €
10 764 €
ZVNU7
Commu. Lannion-Tregor
Dominique BOSC
440 401 €
30/06/2005
30/06/2008
ZMQI1
ZMQI2
ZMQI3
ZMQI4
ZVEV1
ZVEV2
ZVEV3
ZVEV4
ZVEV5
ZVEV8
ZVEVA
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (PERSYST)
FEDER (CPER FOTON)
FEDER (PERSYST)
FEDER (CPER FOTON)
ZVEJ1
ZVEJ3
FNADT (PERSYST)
FNADT (PERSYST)
46 041 €
46 041 €
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Dominique BOSC
17/09/2002
04/07/2003
26/06/2004
20/10/2005
17/09/2004
04/07/2005
26/06/2006
19/10/2007
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
28/02/2002
31/05/2002
01/04/2003
01/09/2003
25/11/2004
01/09/2005
01/01/2006
28/02/2005
31/05/2004
31/03/2005
31/10/2005
28/02/2006
31/10/2007
30/06/2007
13/06/2003
01/09/2003
13/06/2005
31/08/2005
Total CG
99 092 €
83 847 €
83 847 €
7 316 €
274 102 €
Total contrats FEDER
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Total FNADT
140 212 €
82 852 €
121 959 €
377 732 €
91 469 €
250 000 €
106 714 €
1 170 939 €
350 000 €
500 000 €
850 000 €
Contrat (n° ,
références…)
KBK9
KMK5 (HT)
KNNG
VBK2
Responsable
Date de début
Date de
fin
Montant
contrat
Olga LADO
Olga LADO
Olga LADO
Olga LADO
13/11/2000
28/11/2000
28/05/2002
24/07/2003
13/03/2004
27/05/2004
28/03/2003
17/05/2007
73 160 €
10 940 €
19 755 €
133 668 €
01/01/2001
01/01/2001
01/01/2002
19/12/2003
02/12/2005
31/12/2006
31/12/2006
01/04/2007
30/04/2007
02/12/2008
Total Ministere défense
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Patrice FERON
237 523 €
314A
314C
ZKEAA
ZVA13
ZVAN2
CPER ETAT
CPER-ETAT
Ministere Industrie ASTERIX
Ministere Recherche ROTOR
Minister Recherche ANR oscillateurs
KNU2
KNU3
ZVNU1
ZVNU2
ZVNU3
ZVNU4
ZVNU5
ZVNU6
ZVNU8
ZVNU9
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
Dominique BOSC
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Jean-Claude SIMON
Dominique BOSC
22/05/2002
22/05/2002
17/04/2003
17/04/2003
24/03/2004
24/03/2004
30/05/2005
30/05/2005
09/06/2006
19/09/2006
22/05/2003
22/05/2003
17/04/2004
17/04/2004
24/03/2005
24/03/2005
30/05/2006
30/05/2006
28/02/2008
19/09/2007
ZVNN7
ZVNNA
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
31/07/2002
09/09/2003
31/07/2005
09/09/2004
63 941 €
59 107 €
60 979 €
76 222 €
60 980 €
76 225 €
45 735 €
45 735 €
53 357 €
30 490 €
30 490 €
91 500 €
81 300 €
ZVNNE
Région Bretagne
Thierry CHARTIER
01/01/2005
31/12/2005
91 500 €
ZVPH2
Région Bretagne
Pierre JOUBERT
01/09/2003
31/05/2005
1 170 222 €
Total général
Moyenne annuelle
Lannion:
639 150 €
129 510 €
91 329 €
193 991 €
116 242 €
200 000 €
1 067 558 €
5 116 786 €
852 798 €
II.2.2. Rapport scientifique de FOTON-INSA
II.2.2.A) Composition de l’équipe en permanents et non permanents, ITA, IATOS
La structure de la composante FOTON-INSA de l’UMR continue d’évoluer tant du point de vue
de son personnel, de ses collaborations, que de ses thématiques.
Le renouvellement des enseignants-chercheurs soutenu pendant les dernières
périodes est en phase finale. Sur 18 enseignants chercheurs, 7 sont arrivés en fin d’activité et leurs
remplaçants ont été intégrés et le dernier est en phase de recrutement. Le personnel technique est lui
aussi en phase de renouvellement accéléré avec 3 renouvellements récents et 7 programmés.
L’évolution matérielle a été marquée par l’arrivée et l’installation réussie de la nouvelle
chambre d’épitaxie par jets moléculaires en 2003. Ce bâti de nouvelle génération (Riber Compact 21)
fonctionne entièrement en sources solides et vient épauler une chambre d’épitaxie sources gaz (Riber
2300) ayant plus de 25 ans d’âge. Le laboratoire consolide et modernise son potentiel technique lourd
dans le but de garder un haut niveau d’expertise reconnu en croissance épitaxiale.
Au niveau national, le laboratoire a aussi obtenu le classement de sa salle de technologie
comme salle blanche de deuxième cercle à vocation régionale.
FOTON-INSA
BENHAL Jamal
BERTRU Nicolas
BURIN Jean-Philippe
EVEN Jacky
FOLLIOT Hervé
GICQUEL Maud
GRILLOT Frédéric
LABBE Christophe
LE CORRE Alain
LEMOINE Daniel
LETOUBLON Antoine
LOUALICHE Slimane
PARANTHOEN Cyril
PIRON Rozenn
RICHARD Soline
BATTE Thomas
BOUFFORT Yves
CHABREYRON Jean-Claude
DEHAESE Olivier
LE ROLLAND Jean Pierre
MOUCHET Nicolas
PERRAULT Jean-yves
POLLOCK Michele
RIAUX Ghislaine
ROHEL Tony
TAVERNIER Karine
THOUMYRE Françoise
MCF
PR2
MCF
PR2
MCF
MCF
MCF
MCF
PR2
PR
MCF
PR2
MCF
MCF
MCF
IGE
TS
T Exp
IR
IR
ADT
IGE 2C
SARF S
SARFS
TS
TN
T Exp
Doctorants
FOTON-INSA
DORE François
VESELINOV Kyril
ALGORAIBI
Ibrahim
CORNET
Charles
HOMEYER
Estelle
LAMY Jean Michel
LEVALLOIS
Christophe
NAKKAR
Abdulhadi
PRODHOMME Pierre Yves
II.2.2.B) Situation de la thématique par rapport à la concurrence nationale et
internationnale
La reconnaissance internationale est atteinte par la participation à deux réseaux d’excellence
européens SANDIE et ePIXnet. Le premier, d’aspect plus fondamental, est dédié à la croissance et à
l’étude de nanostructures quantiques et le deuxième, plus appliqué, se consacre aux composants et
fonctions optiques de nouvelle génération pour les télécommunications. Dans le cadre de SANDIE,
notre groupe est reconnu pour son expertise dans le domaine de la croissance de boites quantiques.
Au sein d’ePIXnet, il est leader d’un projet sur les lasers ultra-rapides à modulation directe à base de
boites quantiques. Dans ces deux réseaux, l’équipe travaille en contact étroit avec le LPN avec lequel
a été organisé un workshop international sur les composants à base de boites quantiques en Mars
2006. Au sein de SANDIE nous avons noué des contacts étroits avec l’université technique de Berlin
(groupe de D. Bimberg) par un échange soutenu de doctorants et un travail en commun sur la
simulation de propriétés électroniques de boites quantiques, et avec les universités de Louvain et
Eindhoven qui ont pris un soin particulier à étudier les boites réalisées à l’INSA par XSTM et par
magnétoluminescence. Ces activités internationales confortent le positionnement thématique de notre
laboratoire.
En ce qui concerne les résultats, on peut citer deux avancées remarquables du
laboratoire. Le record du monde de rapidité pour des absorbants saturables à base de multi puits
quantiques est atteint par dopage Fer. La régénération tout optique de signaux est obtenue avec un
-2
temps de réponse de 0.29 ps. Le courant de seuil de 180 A.cm , obtenu sur les lasers à base de
boites quantiques émettant à 1.55µm de longueur d’onde, fait lui aussi l’état de l’art mondial.
Les objectifs futurs de notre équipe seront multiples. Il s’agit de maintenir un haut
niveau de résultats et d’expertise dans notre domaine de travail et de renouveler une partie de nos
thèmes de recherche. L’organisation multisite de l’UMR avec des thématiques complémentaires nous
permet d’engager des projets à long terme sur les fonctions optiques pour les télécommunications et
notamment le projet régional DISTO sur les lasers ultra rapides à base de boites quantiques avec la
composante de Lannion ainsi que le projet Lambda Access porté par la composante de Brest sur les
lasers verticaux accordables pour le réseau d’accès (labellisé par le pôle de compétitivité Images et
réseaux et financé par l’ANR). Les engagements contractuels notamment européens sont aussi un
travail à mener à bien. Enfin l’intégration réussie d’un nombre important de jeunes enseignantschercheurs et techniciens sera également une tâche essentielle de la période à venir.
II.2.2.C) Présentation des résultats de FOTON-INSA;
A) Croissance par épitaxie par jets moléculaires de nanostructures
A-I : Introduction
Une partie du travail de croissance effectuée au sein du groupe FOTON-INSA
consiste en des activités de collaboration dans l’UMR FOTON. On peut placer dans ce cadre, la
croissance de puits quantiques ou de réflecteurs de Bragg. L’activité croissance comporte également
des activités de développement telles que l’optimisation de la croissance des boites quantiques (BQ)
InAs sur InP et la compréhension des mécanismes physiques de leur croissance. Le but est de
contrôler et d’améliorer les propriétés des BQs pour accroître les performances des composants à
base de BQ utilisées en interne ou fournies à nos collaborateurs contractuels.
Un nouveau bâti d’épitaxie a été réceptionné. Il a pour principales spécificités la présence de
sources solides d’arsenic, de phosphore, d’antimoine et d’une cellule d’effusion d’aluminium.
A-II : Installation et développement du bâti compact 21
Le nouveau bâti d’épitaxie par jets moléculaires (Riber Compact 21) a été réceptionné en avril
2003. Nous avons connu un certain nombre de problèmes inhérents à la mise en œuvre d’un nouvel
équipement lourd de conception récents.
Malgré ces difficultés dues au démarrage, nous avons réalisé des miroirs de Bragg AlAs/GaAs
d’alliages Ga(Al)InAs accordés sur substrat InP d’orientation(100) et (311) . Enfin, il faut noter que les
boites quantiques à base d’antimoine sont réalisées sur ce nouveau bâti.
A-III : Croissance de puits quantiques
La croissance de puits quantiques GaInAs/GaInAsP sur InP ou GaInAs(P)/InP est maîtrisée
dans le groupe. Elle est considérée comme une activité de service pour les études transversales au
sein de l’UMR. L’incorporation importante de Fer dans les puits quantiques ( 5x1016 cm-3 et au-delà de
1019 cm-3) permet une réduction très importante de la durée de vie des porteurs grâce à une capture
efficace successivement des électrons et des trous sur le niveau piège Fe3+/Fe2+. Ce résultat
marquant est à la base de la réalisation d’absorbants saturables, régénérant des signaux optiques à
très hauts débits . Le temps de déclin des absorbants saturables pour ces puits fortement dopés
atteint des valeurs records inférieures à 1ps ( 0.29 ps, thèse Maud Guezo).
Des puits quantiques Ga0.47In0.53As/Ga0.2In0.8As0.44P0.56(Q1.18) sont également
employés dans les structures émettant par la surface (VCSEL). (thèse C. Levallois). Ce travail se
poursuit dans le cadre du projet ANR λAccess.
Enfin, nous avons initié une collaboration avec le laboratoire PALMS (Univ- Rennes 1) dans
le cadre de l’ACI NANOOPTOSPIN pour la réalisation de spinDEL.
A-IV : Croissance de boites quantiques émettant à 1.55 µm
L’originalité de la démarche adoptée consiste en l’étude de boites quantiques (BQ) InAs
formées sur substrat InP au lieu du substrat GaAs plus couramment employé. Le système de BQ
InAs/InP est le seul qui forme des structures émettant dans la fenêtre de 1.55 µm employée pour les
télécommunications optiques. Toutefois, la formation des BQs sur substrats InP est moins bien
maîtrisée que sur GaAs. Ainsi sur substrats InP (100), de faibles variations des conditions de
croissance conduisent à des fils, des bâtonnets ou des BQs. Il est toujours difficile de former une forte
densité de BQs sur ce substrat par MBE. Nous avons montré que la croissance sur des surfaces
(311)B permettait la formation de BQs de faibles dimensions et en grande densité. Ceci nous a
conduit à privilégier les études sur les substrats InP(311)B et nous avons été à l’origine d’avancées
reprises par les laboratoires internationaux (Futjisu, NRC Ottawa….).
- L’encapsulation des boites par la technique du double cap (DC) est une innovation
importante de l’équipe, reprise par de nombreux laboratoires dans le monde. Elle permet de contrôler
l’énergie d’émission des BQ. Cette technique de DC lisse également la surface de croissance et
permet d’empiler plusieurs plans de BQ afin d’augmenter le gain dans les structures lasers. La nature
de l’encapsulant permet aussi de maitriser la forme et la dimension des BQ conduisant à de
meilleures propriétés optoélectroniques. Des études X-STM ont été réalisées en collaboration avec
P.Koenraad de la TU Eindhoven (Hollande) dans le cadre du réseau européen d’excellence Sandie.
L’encapsulation par des matériaux de trois compositions différentes (GaInAs, InP, GaInAsP) a été
analysée. Dans tous les cas, il a été observé que les BQs étaient constituées d’InAs pur (Fig. B1) et
que l’encapsulant quaternaire donnait le meilleur résultat.
- La réalisation de lasers nécessite l’emploi de BQ en forte densité et de faibles dimensions.
L’emploi de surfaces (311)B présentant une forte énergie de surface permet d’accroître la densité de
BQs et de diminuer leurs dimensions par rapport à celles obtenues sur substrat (001). Cependant,
ces dimensions restent importantes par rapport à celles reportées dans le système de référence
InAs/GaAs. Pour réduire les dimensions, nous avons mené une étude approfondie de l’effet des
paramètres de croissance : température, flux d’arsenic, vitesse de croissance, temps d’arrêt de
croissance, nature de la couche tampon. Au vu de cette étude systématique, le paramètre critique est
le flux d’arsenic durant la formation des BQs indépendamment de la nature de la couche tampon.
Fig B2 : Images AFM deBQ InAs réalisées sous fort (gauche) et faible (droite) f lux d’arsenic. Le
spectre de PL montre une figure comparée de 2 échantillons sous fort et faible flux d’As. Il souligne
une largeur à mi-hauteur très étroite de 37 meV pour un échantillon de 6 plans de BQ indiquant
l’excellente qualité de la structure.
Sur la figure ci-dessous sont reportées deux images AFM obtenues sur des échantillons
réalisés avec deux flux d’arsenic différents. La diminution du flux s’accompagne d’une réduction de la
taille des boites et d’un accroissement important de la densité. Pour les flux d’arsenic les plus faibles,
11
3
des diamètres de l’ordre de 25 nm et des densités supérieures à 1.10 BQs/cm sont obtenus.
Les progrès importants apportés par la maîtrise des conditions de croissance conduisent à
des structures qui font l’état de l’art. D'autre part la largeur à mi-hauteur du pic de PL de ces structures
présente une valeur record de 37 meV. Aucune dégradation de la qualité structurale des plans de
BQs n’est observée lors de l'empilement jusqu'à 6 plans en utilisant cette procédure.
Des lasers ont été réalisés à base de ces BQs faible flux. Des densités de courants de seuil
records (190 A/cm2), faisant l’état de l’art mondial ont été mesurées sur ces lasers.
A-V: Etudes amont sur la croissance des boites quantiques
Le groupe a aussi développé des études amont originales sur de nouveaux types de BQ.
- un premier travail porte sur les BQ InAs en faible densité sur substrats InP(311)B dont une
application attendue est la sources à photon unique. Les premières structures InAs/InP ont été
réalisées grâce à l’emploi de faibles températures permettant une meilleure maîtrise de l’InAs présent
en surface. Pour des épaisseurs déposées d’InAs proche de l’épaisseur critique, des densités de
l’ordre de quelques boîtes par µm2 ont été mesurées par microscopie à force atomique (AFM). Des
expériences de micro-photoluminescence en collaboration avec l’EPFL (Suisse) sont en cours pour
confirmer la qualité de nos échantillons (Réseau d’excellence ePIXnet).
- Une deuxième étude concerne la formation de BQs InAs sur substrats InP (100) compatible
avec les étapes technologiques bien maîtrisées dans l’industrie. La croissance sous faible flux
d’arsenic conduit à la formation de fils ou bâtonnets quantiques (ou quantum dash, BtQ) en forte
densité. Sous fort flux d’arsenic, nous observons la formation de gros îlots quantiques en plus faible
densité. Nous étudions les effets de la nature de la couche tampon (utilisation d’alliage AlGaInAs) ou
des recuits sous flux d’arsenic.
- Nous travaillons également sur la réalisation de BQ émettant à grande longueur d’onde sur
substrat InP. La première voie utilise des BQ InAs de grandes dimensions. Dans ce but nous avons
réalisé des BQ sous fort flux et à haute température et des BQ de type colonnaire. Nous avons obtenu
des structures à BQ émettant à des spectres allant jusqu’à 2 µm. Pour des longueurs d’onde situées
au-delà de 2 µm, une étude théorique au sein du groupe montre qu’on peut réaliser ces structures à
base de BQ contenant de l’antimoine sur substrat InP. Les résultats préliminaires montrent la
formation d’îlots InSb/InP(100), non relaxés plastiquement avec des densités situées dans la gamme
9
2
des 10 boîtes par cm . Une structure réalisée présente une émission à la longueur d’onde record de
2,35 µm sur substrat InP.
B : MODELISATION ET CARACTERISATION DE NANOSTRUCTURES
B.I : Introduction
L’objectif de la caractérisation et de la simulation de l'équipe FOTON-INSA est de comprendre
et mesurer les caractéristiques fondamentales des nanostructures réalisées (thèses de P. Miska, C.
Cornet, F. Doré) pour optimiser les différentes applications étudiées au sein l'UMR. Parmi ces
applications, citons : les absorbants saturables à puits (thèses de M. Gay, E. Le Crenn, M. GicquelGuézo), les lasers à boîtes quantiques (thèse de C. Platz, G. Moreau, E. Homeyer), les VCSEL
accordables (thèses de V. Verbrugge, C. Levallois, J-M. Lamy). Le groupe intervient aussi comme
soutien auprès de l'épitaxie, notamment pour les manipulations de calibration des sources d'éléments
III-V utilisées, la maîtrise des conditions de croissance nécessitant des vérifications constantes.
Ce chapitre est donc divisé en trois parties. L'une concerne les modélisations théoriques (§
B.II) menées pour comprendre et prévoir les propriétés des nanostructures, la suivante (§ B.III)
concerne les mesures et les caractérisations de ces propriétés, enfin la dernière partie (§ B.IV) fait
un bilan de l'activité concernant les caractérisations de calibration, soutien indispensable à
l'épitaxie (partie B) et à l'élaboration de composants (partie C).
B.II : Modélisations théoriques des nanostructures quantiques
B.II.1 : Calculs ab-initio
Les simulations ab-initio sont menées principalement à l'aide des logiciels Abinit et SIESTA
afin de déterminer les propriétés fondamentales de matériaux massifs, d'alliages ou de super-réseaux
de faibles périodes. Notre étude des alliages de type BGaAs ou BInAs a également montré qu'il est
possible d'établir un lien avec la méthode kp.
B.II.2 : Propriétés électroniques des puits quantiques
La simulation par la méthode kp des propriétés électroniques et optiques des puits
quantiques est un sujet maitrisé depuis plusieurs années. Les simulations peuvent être ainsi
directement liées à l'activité contractuelle ou fournir un outil associé au design des cavités optiques.
Dans le cadre de l'étude des absorbants saturables à puits quantiques (contrat RNRT Astérix), la
modélisation a été utilisée pour simuler les propriétés en régime non-linéaire. Des simulations de
courbes de gain matériau et de réflectivité de cavités verticales ont également été effectuées afin
d'affiner la modélisation des lasers de type VCSEL accordables. L'accordabilité du laser en fonction
de la couche de nanoPDLC a notamment été étudiée.
B.II.3 : Propriétés électroniques des boites quantiques
B.II.3.a : Solutions analytiques
Les modèles analytiques permettent une première approche de paramètres comme
les dimensions, les symétries, la morphologie. Une étude a été menée dans le système de
coordonnées elliptiques afin d'analyser l'effet d'une morphologie anisotrope dans le plan de
croissance. En utilisant le système de coordonnées paraboliques nous avons obtenu la fonction
d'onde pour une boite de forme lenticulaire puis le passage continu d'une boite quantique à un anneau
quantique. L'existence de solutions analytiques permet l'étude simplifiée d'effets à n-corps ou de
potentiels perturbateurs.
B.II.3.b : Simulations numériques
L'approche basée sur l'utilisation de modèles analytiques atteint ses limites pour prendre en
compte précisément les paramètres matériaux, les géométries de boites particulières ou des
phénomènes complexes. Un modèle kp à une bande avec des masses anisotropes et l'effet des
contraintes a été développé pour simuler les boites InAs ou InAsSb associés à différents matériaux en
barrière. Une étude similaire a été menée en collaboration avec des laboratoires de Lyon (LEOM,
LPMC, LENC) et Orsay (IEF) pour des "bâtonnets" quantiques (boites très allongés) obtenus sur InP
(001). Une extension dans l'espace réciproque du modèle kp nous a aussi permis de montrer que le
couplage latéral indirect par la couche de mouillage est important. Dans le cadre du réseau Sandie
(TU Berlin), des calculs kp 8 bandes ont été effectués afin d'étudier précisément l'effet de l'orientation
du substrat ou les états multiexcitoniques.
B.II.4 : Modélisation dynamique des nanostructures
La dynamique de retour à l'équilibre d'un absorbant saturable à PQ après excitation
impulsionnelle a fait l'objet d'un modèle d'équations cinétiques prenant en compte les populations
d'excitons, de porteurs libres et de pièges. Dans le cas des structures à BQ InAs/InP, l'étude des
effets dynamiques a d'abord été développée en collaboration avec l'INSA de Toulouse pour interpréter
des expériences d'excitation de luminescence résolues en temps (PLRT).
La simulation des phénomènes observés est obtenue à l'aide d'un modèle basé sur la
dynamique des populations de paires électron-trou. Il permet d'inclure notamment l'effet Auger, l'effet
de saturation propre aux boites, les niveaux fondamental et excité des boites et celui de la couche de
mouillage. Ce modèle est particulièrement bien adapté à la modélisation des composants (lasers,
amplificateurs). Ce modèle d’équations d’évolution a récemment été utilisé avec succès pour
reproduire par exemple l'effet de saturation des mesures de PLRT mais aussi pour modéliser la
caractéristique courant-puissance d’un laser afin d’en déduire le courant de seuil et le rendement
externe. Parmi les résultats marquants obtenus, il convient de citer également celui de la double
émission laser (sur l’état fondamental et sur l’état excité) laquelle a été simulée avec un bon accord
avec l’expérience. Enfin, tout récemment, le modèle a commencé d'être utilisé pour prédire les
réponses impulsionnelles et fréquentielles des composants à BQ.
Des propriétés fondamentales ne sont cependant pas prises en compte par ce premier niveau
de modélisation et notamment les rôles non-symétriques joués par les électrons et les trous. On
travaille également au développement d’une modélisation plus complète introduite par Asryan et al.
prenant en considération le rôle spécifique des trous mais aussi des paramètres structuraux tels que
la densité de boites ou le nombre de plans. Cette approche cinétique plus raffinée peut permettre de
dégager des règles de sélections pour l’optimisation des caractéristiques statiques (courant de seuil,
rendement) des lasers mais aussi de mieux comprendre les paramètres qui contrôlent la température
caractéristique. Ce travail en cours de développement dans le cadre d’une thèse a déjà permis de
comprendre que le courant de seuil d’un laser peut être minimisé par un ajustement de la densité et
du nombre de plans de BQ.
B.III : Mesures et caractérisation des nanostructures
Ces études fondamentales ont pour but d'améliorer la compréhension du comportement des
boîtes quantiques (BQ) dans les composants optoélectroniques comme les lasers à BQ, les VCSEL
ou les absorbants saturables.
Une collaboration, avec la Katholieke Universiteit de Leuven (réseau d'excellence SANDIE), nous
a permis de réaliser une étude de BQ par magnéto-photoluminescence (§C.III.3). Nous étudions aussi
la dynamique des porteurs par photoluminescence résolue en temps (PLRT) (collaboration avec
l'équipe du labo de Physique de la Matière Condensée) (§C.III.4.a), ou à l'aide d'une expérience
pompe-sonde (§C.III.4.b). L'ensemble de ces résultats offre ainsi la possibilité d'affiner les
modélisations.
B.III.1 : Mesure absolue de l'absorption des boîtes quantiques
En optoélectronique, le coefficient d'absorption (α) est un paramètre capital. Nous avons donc
réalisé par FTIR une mesure absolue de l'absorbance (αl) d'un unique plan de BQ d'InAs, d'épaisseur
l sur substrat d'InP. Après traitement des spectres, nous pouvons voir l'absorbance d'un unique plan
de BQ pour la transition fondamentale à 0,9 eV à 4K et 0,8 eV à 293 K. Nous évaluons l'absorbance
-3
-3
des boîtes à 1,65x10 et 1,32x10 respectivement à 4K et 293K, avec une précision de 20%, pour
10
une densité de boites de 5x10 cm-2. C’est la première fois que cette mesure a été faite directement.
Ce résultat, nous permet de conclure qu’environ 6 plans de BQ ont une absorbance équivalente à
celle d’un puits quantique ayant le même environnement. Ce rapport est aussi celui de la matière
optiquement active, entre les puits et les boites. Enfin, nous pouvons conclure que le coefficient
d'absorption de ces boites à température ambiante est de 4400 cm-1 pour une hauteur de 3 nm.
Autrement dit, l'absorbance est proportionnelle à la quantité de matière épitaxiée, quelle que soit la
structure épitaxiée, pour ce genre de BQ.
10
0 .6
0 .7
0 .8
0 .9
1 .0
1 .1
4 K
8
1 .2
W L0
(c)
6
-3
Absorbance: αl (10 )
Photoluminescence (arb. units)
(a)
4
2
(b )
0
W L 0(x 1 0 )
293 K
8
W L0
W L1
6
(c)
(a )
4
Figure C.III.1 : a) Mesure de
l'absorbance à 4 et 293 K d'un
échantillon à un plan unique de BQ
(b) : Ajustement de l’absorption par
une gaussienne (c) : Spectres de PL à
4 K et 293 K
2
(b )
0
0 .6
0 .7
0 .8
0 .9
1 .0
E n erg y (eV )
1 .1
1 .2
B.III.2 : Etude en photoluminescence
Caractérisations de la photoluminescence de BQ de faibles densités
Dans le cadre du réseau Epixnet avec l'EPFL (Suisse), le CNM de Rome et l'Université de
Saint-Andrews, des structures de boîtes en faibles densités ont été élaborées afin de réaliser des
émetteurs à photons uniques à 1,55µm. une luminescence de boîtes autour de 1,45µm a pu ainsi être
observée en PL à l'INSA pour des densités atteignant 108.cm-3.
D’autres mesures de luminescence étudient plus précisément les propriétés optiques de
polarisation de l'émission de nanostructures quantiques (fils et boites) InAs/InP (311B). L'objet de
l’étude de l'émission des fils quantiques est de maîtriser leurs propriétés afin de les insérer dans des
structures verticales (VCSEL) pour fixer la direction de polarisation du laser.
Etude en magnéto-photoluminescence
Figure C.III.2: Spectres de PL de la transition fondamentale en fonction du champ magnétique appliqué sur des
BQ InAs/InP/InP (A) (a). Les mesures équivalentes pour les échantillons B et C (b) donnent l’évolution de la
transition fondamentale en fonction du carré du champ.).
Une étude de différents types de boites quantiques par magnéto-photoluminescence a été
menée en coopération avec la Katholieke Universiteit de Leuven (réseau européen SANDIE). Il s’agit
des structures InAs/InP/InP (A), InAs/InP/Q1.18 (B), et InAs/Q1.18/Q1.18 (C). Il apparaît que sur les deux
premières structures, le confinement latéral est plus faible, ce qui est interprété comme une
conséquence d’un phénomène d’interdiffusion atomique aux interfaces durant la croissance.
L’influence et l’importance du premier « cap » sont ainsi démontrées. Une expérience de
photoluminescence sous forte puissance d’excitation confirme ce résultat. Elle montre que les écarts
d’énergie mesurés entre les transitions fondamentales et celles des états excités sont plus élevées
pour la structure InAs/Q1.18/Q1.18 (C) qui possède ainsi le plus fort confinement latéral et s’avère la plus
adaptée aux réalisations de lasers.
Dynamique des porteurs:
Photoluminescence résolue en temps.
Une étude de la dynamique des porteurs des BQ InAs/InP(113)B, double-cap (DC) et non
double-cap, par photoluminescence résolue en temps a été menée à l'INSA de Toulouse. On observe
que la relaxation des porteurs vers le niveau fondamental des BQ DC est plus efficace.
Les temps expérimentaux de montée et de déclin de la luminescence ont été utilisés dans un modèle
cinétique à trois niveaux. L’ordre de grandeur du temps de transition inter-sous-niveaux entre le premier état
excité et l’état fondamental des boites (inaccessible à l’expérience) a été déduit de ce modèle simple (~ ps sur la
gamme de puissance analysée). On dégage deux régimes de relaxation des porteurs distincts de l’analyse de la
dynamique des porteurs dans les BQ DC : le premier est lié à une relaxation des porteurs par émission de
phonons, l’autre correspond à une relaxation des porteurs par effet Auger. Des temps de relaxation des porteurs
venant de la barrière vers les niveaux fondamentaux des BQ de l’ordre de 10 ps ont été mesurés en régime de
forte injection (figure C.III.3)
Figure C.III.3 : a) Temps de relaxation des porteurs vers les boites à partir de la
couche de mouillage, en fonction de la puissance excitatrice. Les points
expérimentaux ont été ajoutés. b) Temps de transition inter-sous-niveaux issu du
modèle donné en fonction de la puissance excitatrice.
Etude en "pompe-sonde"
Un échantillon de 72 plans de BQ InAs/InP sur substrat (311)B a été mesuré à l'aide d'une
expérience de pompe-sonde en transmission. La transmission différentielle (ΔT/T) sous excitation
résonante à différentes longueurs d'onde montre un maximum d'absorption des BQ à 805 meV (1,54
µm). L’absorption des BQ met en évidence un décalage énergétique de 13 meV des maximas des 2
spectres relatif au maximum de PL, appelé "stoke-shift" dans la littérature.
fig.CIII.4 :
temps de déclin
mesuré en pompe-sonde en
fonction
de
la
densité
d’excitation.
Nous avons aussi mesuré la durée de vie des porteurs et la transmission différentielle au
maximum de transmission différentielle à 1,54 µm (figure C.III.4). La variation du temps de déclin en
fonction de la puissance d'excitation est attribuée à la différence de durée de vie entre l'exciton et le
biexciton. La durée de vie est mesurée à environ 1720 ps pour l'exciton et 550 ps pour le biexciton.
En tenant compte d'une telle différence des durées de vie, l'évolution de la transmission différentielle
est interprétée sur 3 domaines d'excitation. La population par BQ est estimée et permet d'interpréter le
blanchiment de l'état fondamental et du premier état excité.
B.IV.3 : Les absorbants saturables :
Les absorbants saturables à base de multipuits quantiques InGaAs/InP pour la régénération
du signal optique à 1,55µm ont donné des résultats remarquables. Le temps de retour à l’équilibre est
contrôlé par le dopage au fer des structures et des durées de vie des porteurs subpicosecondes ont
été atteintes (0,290 ps) (Figure C.IV.1). La simulation de la dynamique de l’absorption excitonique
clarifie le rôle des espèces en présence (électron, trou, exciton, Fe2+, Fe3+). La prise en compte des
phénomènes non linéaires qui gouvernent la saturation de l’absorption permet d’expliquer la baisse de
l’amplitude de la non linéarité d’absorption pour les fortes concentrations de dopage en fer (temps de
déclin subpicoseconde). Ce phénomène est du à l’inhibition de la formation de l’exciton qui se traduit
par une baisse de la composante excitonique par rapport à celle du continuum dans l’absorption totale
(Fig. C.IV.2).
FIG.C.IV.1 : MQW decay time with Fe doping
decay time
FIG. C.IV.2: Differential transmission with
C) Dispositifs et fonctions optiques :
C.1) Introduction et moyens technologiques
Cette partie concerne les études et réalisations de composants originaux effectuées au sein
FOTON-INSA. Les applications visées touchent essentiellement la bande de longueur d'onde autour
de 1.55µm qui est le domaine des télécommunications optiques. Plus récemment, le laboratoire a
diversifié ses thématiques de recherche, par la réalisation de dispositifs à base de nanostructures
fonctionnant à de plus grandes longueurs d’onde (2-5µm). L’extension vers ce domaine spectral devra
permettre la réalisation de composants spécifiques pour tout un ensemble d’applications : médicales,
détection de gaz polluant, …
Les principales étapes de fabrication et les caractérisations physiques des composants se font
dans l’équipe FOTON-INSA de l'UMR FOTON en étroite collaboration avec les autres composantes
de l’UMR (FOTON-ENNSSAT, FOTON-ENSTB) qui sont centrées sur la définition des fonctions et les
mesures systèmes. Le développement de ces composants fait l'objet de collaborations avec des
partenaires industriels (Alcatel-Thalès III-V lab, France Telecom R&D), publics (Région Bretagne),
universitaires (Coria Rouen et Trinity College Dublin) ou s’inscrit dans le cadre des réseaux
d'excellence européens Sandie (Composants à base de nanostructures pour la photonique et
l’électronique) et Epixnet (Composants et circuits photoniques intégrés).
Le groupe FOTON-INSA a été soutenu par le ministère afin de renforcer l’activité liée aux
nanotechnologies. Notre salle blanche a été reconnue en 2003 en tant que centrale de technologie de
proximité avec la salle blanche du Groupe de Microélectronique de la composante Université de
Rennes 1 de l’IETR. Nous avons bénéficié du recrutement d’un IGE, et de l’octroi de 3 ACI en
2002,2003 et 2005. De plus, l’année 2006 est une année de transition pour les activités
technologiques du laboratoire, avec l’acquisition de nouveaux équipements scientifiques (PECVD, et
l’extension de la salle blanche de 100 m² à 140 m² financée par l’établissement. Par ailleurs, le rôle de
centrale de technologie devrait être consolidé par la demande de soutien d’un projet ANR « centrale
de technologie » au cours de l’année 2006.
C.2) Microcavités à absorbants saturables
L’étude des absorbants saturables (AS) a fait l'objet de deux thèses au laboratoire (Alexandre
Marceaux en 2001 et Maud Guézo en 2004) s’articulant chacune autour d’une partie de modélisation
associée à la réalisation et la caractérisation de démonstrateurs. En particulier, au cours des 4
dernières années, une modélisation de la dynamique des porteurs a été menée (voir partie
modélisation des nanostructures quantiques) afin d’avoir une bonne compréhension des phénomènes
physiques mis en jeu dans le composant. Le rôle de la diffusion latérale des porteurs a été évalué
pour observer son incidence théorique sur la diaphonie entre les canaux traités simultanément sur le
composant, de manière à définir les limites d’application dans le cadre du D-WDM.
En parallèle, nous avons montré expérimentalement comment le dopage Fer des multipuits
quantiques InGaAs/InP permet d’améliorer la réponse temporelle du composant. La durée de vie de la
saturation d'absorption du composant a montré une décroissance constante en fonction de la
19
-3
concentration en Fer jusqu'à des concentrations supérieures à 10 cm . A cette concentration, un
temps de déclin aussi faible que 0.29ps a été atteint.
L'insertion des puits dopés au Fer dans une microcavité a permis d'obtenir des taux
d'extinction de 12dB et des temps de déclin subpicosecondes (figure D1). La caractérisation de ces
composants à FOTON-ENSSAT a constitué une partie du travail de thèse de Elodie Le Crenn (2004),
Laurent Bramerie (2005) et Mathilde Gay (2005).
Figure D2.1 : Contraste en
fonction de la longueur
d’onde pour deux cavités à
absorbants saturables
Cette étude sur les absorbants saturables à donné lieu à 3 publications [pub43, pub59, pub60]
dans des revues internationales et une contribution à un article publié dans les Annales des
Télécoms.
Une autre utilisation des absorbants saturables à base de multi-puits quantiques dopés au Fer
a été développée. Il s’agit de composants optiques intra-cavité de lasers à fibre dopée erbium
fonctionnant à 1,55 µm pour la génération d'impulsions brèves. Ce projet s’effectue en collaboration
avec le CORIA de Rouen(G. Martel A. Hideur).
C.3) Laser à émission par la surface (VCSEL)
Le laser à cavité verticale (VCSEL) est le fruit de la collaboration de toutes les composantes
de l'UMR FOTON (INSA, ENSSAT et ENSTB) avec le soutien de la région Bretagne. Le travail
préliminaire a visé la réalisation d’un VCSEL en pompage optique accordable en longueur d’onde.
Le VCSEL pompé optiquement
Pour fabriquer des structures VCSEL, au sein de FOTON-INSA, nous avons tout d’abord
développé des miroirs de Bragg diélectriques constitués de silicium amorphe et de nitrure de silicium.
La différence d’indice élevée entre ces matériaux (Δn = 1,9 contre environ 0,3 pour les alliages sur
InP) a permis d’atteindre les hautes réflectivités (R = 99,5%). De plus, ce matériau possède de
bonnes qualités thermiques menant à une réduction de l’échauffement du composant.
Un VCSEL comprenant deux miroirs de Bragg diélectriques et une zone active à base de puits
quantiques InGaAs/InGaAsP a été réalisé. Le procédé de fabrication a consisté à reporter le
composant sur un substrat hôte en silicium par collage métallique à l’aide de l’alliage AuIn2 à
relativement basse température (< 220°C). La qualité de ce report illustrée en figure D3.1.
Cette approche technologique permet d’assurer une évacuation thermique efficace afin de
permettre le fonctionnement en continu du dispositif. Un autre intérêt de ce procédé est la réalisation
des dispositifs hybrides de semi-conducteurs III-V sur substrat de silicium. Ce VCSEL fonctionne en
continu jusqu’à des températures proches de 40°C et lase en monomode (fig. D3.2 et 3). Le rapport
de suppression de modes secondaires vaut 30 dB. Ces résultats valident notre procédé de fabrication
ainsi que la fiabilité et la bonne qualité de nos miroirs de Bragg.
Le VCSEL stabilisé en polarisation
L’existence de l’instabilité en polarisation optique du VCSEL est connue et sa stabilisation
constitue un véritable défi. Notre approche a consisté à introduire une anisotropie de polarisation du
gain de la zone active du VCSEL.
Figure D3.4 : Structure VCSEL à fils quantiques : (a) Émission spontanée de fils quantiques (FQs) selon les deux axes de
clivage du substrat d’InP ; (b) Représentation du taux de polarisation (0% au centre, 100% à l’extérieur) de la luminescence
intégrée de fils quantiques (FQs) et de puits quantiques (PQs) par rapport à la direction [1 1 0] .
Cette approche originale revient à remplacer des puits quantiques standards par des
nanostructures à base de fils quantiques. Les premières structures réalisées à base de fils quantiques
ont montré une importante variation du taux de polarisation de l’émission spontanée de ces
nanostructures (de 100% à 54%), en comparaison avec des structures à puits quantiques (de 100% à
80%), comme le montre la figure D3.4.
Le VCSEL accordable en longueur d’onde
Enfin, le développement d’une structure VCSEL accordable a été étudié ces dernières années
au sein de FOTON-INSA. Cette structure constitue le cœur de la collaboration entre les différents
sites de l’UMR FOTON. L’accordabilité en longueur d’onde de l’émission du laser est obtenue grâce à
une couche de phase électro-optique insérée à l’intérieur de la cavité du VCSEL. La croissance
épitaxiale et les étapes technologiques à base de semiconducteurs sont effectuées dans l’équipe
FOTON-INSA, des tests systèmes sont prévus à FOTON-ENSSAT tandis que la couche de phase
électro-optique est fabriquée à FOTON-ENSTB. Pour cette couche de phase, le matériau utilisé,
appelé nano-PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), permet d’obtenir une variation isotrope de
l’indice de réfraction au sein de la cavité VCSEL sous l’effet de l’application d’une tension électrique.
Cette approche a montré pour la première fois une émission laser accordable par voie électro-optique
pour un VCSEL (figures D3.5 et 6).
L’accordabilité maximum, de 10 nm autour de 1.55 µm, est obtenue pour une tension de 170
V et le temps nécessaire pour balayer la gamme spectrale du composant est de 40µs. Ce résultat fait
de ce composant un candidat potentiel et crédible face aux solutions à base de MEMS (Micro-ElectroMechanical-Sytems) victime de leurs fragilités et dont les temps de commutation restent encore
élevés (la milliseconde).
Perspectives
Le projet (Lambda Access) sélectionné par le pôle de compétitivité Images et
Réseaux et labellisé par l’ANR, qui regroupe France Télécom, les PME Yenista et Kerdry ainsi que les
équipes de FOTON (ENSSAT, ENSTB et INSA), a vu le jour en 2006. Dans ce projet on doit réaliser
avec les bases décrites ci-dessus, un VCSEL accordable en pompage électrique, modulable
électriquement jusqu’à 10 GHz. Le développement d’une technologie spécifique de gravure et de
contact électrique intra-cavité est déjà entrepris. L’étape préliminaire de gravure des miroirs de Bragg
diélectriques par plasma a été réalisé (figure D3.7).
C.4) Laser et amplificateurs à boites quantiques
Le savoir faire reconnu de FOTON-INSA sur la maitrise des BQ InAs sur substrat InP a permis
d’avoir accès aux réseaux d’excellences européens (EPIXnet et Sandie) et de bénéficier des
programmes nationaux (CPER, ACI …). L’insertion des nanostructures à BQ dans les composants
tels que les lasers est un prolongement naturel de nos études et résulte d’une demande forte de nos
partenaires.
Laser à boites quantiques sur substrat InP(113)B
Une première démonstration d’émission laser de BQ InAs/InP à 1.55 µm de longueur d’onde à
température ambiante en pompage optique a été réalisée en 2001. Le pompage électrique a été
obtenu à basse température (125 K) pour une structure comportant 6 plans de BQ dans la zone
active. Dans cette structure, la fine couche d’InP utilisée pour l’encapsulation et le contrôle de la
longueur d’onde d’émission des BQ (procédure DC) est apparue néfaste à une bonne injection
électrique des porteurs. Le remplacement de la barrière en InP par du quaternaire de plus faible gap,
a permis d’atteindre le fonctionnement à température ambiante.
Les structures pour les lasers ont bénéficié du savoir faire unique développé au laboratoire
dans la maitrise de la croissance et de la compréhension des propriétés électroniques des BQ :
- Emploi de la procédure originale de double cap (DC) que nous avons développé et qui est
utilisée par d’autres laboratoires. Celle-ci sert à réaliser l’encapsulation des BQ, à contrôler leur
longueur d’onde d’émission et à lisser la surface de croissance afin de pouvoir empiler les plans de
BQ en leur gardant leurs qualités.
- L’encapsulation DC par le même quaternaire (Q1.18) que celui qui sert au guidage optique
dans la cavité afin de faciliter l’injection de porteurs.
- L’optimisation de la croissance grâce aux études approfondies qui permettent d’arriver à des
densités de BQ record de 1.3x1011 cm-2 avec de faibles dispersions. Ce résultat a été obtenu par une
maitrise précise des faibles flux d’arsenic.
L’utilisation de ces structures optimisées a permis de réaliser un laser contenant 6 plans de
BQ, émettant à la température ambiante avec un courant de seuil de 840 A/cm2. L’utilisation des
faibles flux d’arsenic sur une structure à 3 plans de BQ a permis de réaliser un laser à l’état de l’art
mondial avec un seuil de 190 A/cm2 sur une cavité de 3 mm de long. Depuis, nous avons amélioré ce
record à 147A/cm2 pour une structure à 2 plans de BQ grâce à une étude théorique d’optimisation.
Ensuite, nous avons été le premier laboratoire à faire laser à température ambiante une structure
contenant un plan unique dense de BQ avec un seuil de 320 A/cm2.
Une caractérisation approfondie des performances du laser contenant 3 plans de BQ a été
menée. La puissance optique émise atteignait plus de 100 mW et le rendement quantique interne était
de 39%. Le courant de transparence de ce laser était aussi faible que 21 A/cm2 soit 7 A/cm2 par plan
de boites.
Des structures similaires sans jonction p-n ont été mesurées en pompage optique par l’équipe
FOTON-ENSSAT au cours de la thèse Gautier Moreau en (2005).
Comme la procédure de croissance « double cap » quaternaire avec un faible flux d’arsenic
nous a permis d’obtenir de très bons résultats sur des lasers à larges rubans, elle a aussi été utilisée
pour la fourniture de plaques épitaxiées à processer en laser Fabry-Pérot monomode par le LPN dans
le cadre du réseau d’excellence EpixNet.
Les contraintes inhérentes à ce type de composant (ruban de 2 à 3 µm de large) ont nécessité
pour le laboratoire un important travail sur la reproductibilité et la fiabilisation de nos procédures. Ce
travail a abouti au cours de l’année 2006 à un premier résultat positif avec l’obtention d’un effet laser
en continu sous pompage électrique à température ambiante (figures D 4.2 et 3).
Laser à bâtonnets quantiques
Les optimisations du flux d’Arsenic ont permis également de définir les conditions de
croissance optimales de formation de bâtonnets quantiques (BtQ) sur InP(001). Des échantillons
9
-2
contenant des fortes densités (4x10 cm ) de BtQ, homogènes en taille (2.2 nm de hauteur, 25 nm de
large, sur 0.5-1 µm de long) sont obtenues sur InP(001). Des lasers à trois plans de BtQ, espacés de
40 nm, ont été réalisés et caractérisés. Une densité de courant de seuil de 350A.cm-2 a été obtenue
pour une cavité de 3 mm de long. Un rendement quantique externe de 54 % a été déduit et une
densité de courant de transparence par plan de BtQ évaluée à 60 A.cm-². Les densités de courant de
seuil et de transparence sont proches et inférieures à celles reportées au niveau international
(Université de Wuerzburg - Allemagne, Alcatel-Thalès III-V Lab ).
C.5) Absorption à deux photons dans les microcavités
Dans le cadre d'un programme d’action intégré (PAI, Ulysse), le laboratoire a collaboré avec
le groupe d'optoélectronique de Trinity College Dublin (John Donegan, Louise Bradley) ainsi que
Dublin City University (Liam Barry) sur la compréhension théorique du phénomène d'absorption à
deux photons dans les microcavités avec pour objectif la réalisation de démultiplexeurs optiques
ultrarapides pour les télécommunications. Les résultats ont donné lieu au dépôt d’un brevet et à la
rédaction de plusieurs publications.
Perspectives
Le savoir faire de l’équipe qui a conduit à l’obtention de résultats d’importance
internationale sur les BQ a permis de proposer et de faire accepter par nos partenaires au sein
d’ePIXnet une évolution pour les deux prochaines années de notre sujet au sein de ce réseau
d’excellence consacré aux lasers et amplificateurs optiques et lasers à blocage de mode à BQ.
Au sein de l’UMR l’extension de la salle blanche et l’introduction de nouveaux équipements
permettront de maîtriser les technologies de réalisation de lasers monomodes. Dans ce sens, deux
composantes de l’UMR FOTON (INSA et ENSSAT) se sont associées à travers un Projet de
Recherche d’Intérêt Régional (PRIR) nommé DISTO afin de réaliser et de caractériser des lasers à
modes bloqués à boites et à bâtonnets quantiques. Ce projet a débuté en mars 2006.
Le projet Lambda Access sur le laser vertical accordable est lui aussi au cœur de la
coopération dans l’UMR.
D.6) Conclusion
Les résultats mettant en œuvre des composants, attestés par des publications dans des
revues internationales, ont été démontrés dans les différents sujets de recherche :
- Cavité verticale à absorbants saturables rapides à base de puits quantiques dopés au Fer
avec un record de rapidité pour la régénération de signaux de télécommunications à haut-débit.
- les lasers à émission par la surface (VCSEL) à 1.55 µm à pompage optique accordable en
longueur par un nano-PDLC inséré dans la cavité.
- les lasers à BQ et à FQ faisant l’état de l’art mondial..
Chacun de ces sujets a été l’objet de collaboration au sein de l’UMR FOTON. L’UMR (INSA,
ENSSAT, ENSTB) a conduit des programmes régionaux (CPER, PRIR), nationaux (ACI, salles
blanches de proximité, ANR) ou européens (réseaux d’excellence Sandie et Epixnet) avec le souci
d’un développement équilibré entre moyens techniques (croissance épitaxiale, procédés
technologiques de fabrication en salle blanche) et résultats plus fondamentaux.
II.2.2.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-INSA (ACL.b)
H.FOLLIOT, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, T.KRUG, L.A.DUNBAR, J.HEGARTY, J.F.DONEGAN, L.P.BARRY: “Two-photon
induced photoconductivity enhancement in semiconductor microcavities: a theoretical investigation”, Journal
of the Optical Society of America B: Optical Physics, Vol.19, Issue 10, pp.2396-2402, oct 2002.
ACL.b-2.
V.VERBRUGGE, L.PLOUZENNEC, A.LECORRE: “A smart pixel based on a double VCSEL for free space
optical interconnects”, Optics Communication, Vol.214, Issues 1-6, pp.77-81, dec 2002.
ACL.b-3.
P.MISKA, C.PARANTHOËN, J.EVEN, O.DEHAESE, H.FOLLIOT, N.BERTRU, S.LOUALICHE, M.SENES, X.MARIE:
“Optical spectroscopy and modelling of double-cap grown InAs/InP quantum dots with long wavelength
emission”, Semiconductor Science and Technology, Vol.17, Issue 10, L63-L67, oct 2002.
ACL.b-4.
P.MISKA, C.PARANTHOËN, J.EVEN, N.BERTRU, A.LECORRE, O.DEHAESE: “Experimental and theoretical
studies of electronic energy levels in InAs quantum dots grown on (001) and (113)B InP substrates”,
Journal of Physics: Condensed Matter, Vol.14, n°47, 12301, dec 2002.
ACL.b-5.
J.EVEN, M.BERTHAULT, B.TOUDIC, H.CAILLEAU, A.GIRARD, Y.DELUGEARD, F.MOUSSA: “Dynamics of the
incommensurate phase of the fully deuterated diacetylene pTS-D”, Phase Transitions, Vol.76, n°3, pp.229237, jan 2003.
ACL.b-6.
V.VERBRUGGE, L.DUPONT, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE: “C-Band wavelength tunable vertical-cavity
laser using a nano polymer dispersed liquid crystal material”, Optics Communication, Vol.215, Issues 4-6,
pp.353-359, jan 2003.
ACL.b-7.
M.GUEZO, S.LOUALICHE, J.EVEN, A.LECORRE, H.FOLLIOT, C.LABBE, O.DEHAESE, G.DOUSSELIN: “Ultrashort,
nonlinear, optical time response of Fe-doped InGaAs/InP multiple quantum wells in 1.55 µm range”,
Applied Physics Letters, Vol.82, Issue 11, pp.1670-1672, mar 2003.
ACL.b-1.
A.MARKUS, J.X.CHEN, C.PARANTHOËN, C.PLATZ, O.GAUTHIER-LAFAYE, A.FIORE: “Simultaneous two state
lasing in quantum dot lasers”, Applied Physics Letters, Vol.82, Issue 12, pp.1818-1820, mar 2003.
ACL.b-8.
ACL.b-9.
pp.230-235, apr 2003.
ACL.b-10.
P.MISKA,
J.EVEN,
C.PARANTHOËN,
O.DEHAESE,
H.FOLLIOT,
S.LOUALICHE,
M.SENES,
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“Optical properties and carrier dynamics of InAs/InP(113)B quantum dots emitting between 1.3 and 1.55 µm
for laser applications”, Physica E, Vol.17, pp.56-59, apr 2003.
C.GRILLET, X.LETARTRE, C.SEASSAL, P.ROJO-ROMEO, P.VIKTOROVITCH, M.LEVASSOR D'YERVILLE, D.CASSAGNE,
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F.DORE, C.CORNET, A.SCHLIWA, A.BALLESTAR, J.EVEN, N.BERTRU, O.DEHAESE, I.ALGHORAIBI, H.FOLLIOT,
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ACL.b-52.
C.CORNET, A.SCHLIWA, J.EVEN, F.DORE, C.ÇELEBI, A.LETOUBLON, E.MACE, C.PARANTHOËN, A.SIMON,
P.M.KOENRAAD, N.BERTRU, D.BIMBERG, S.LOUALICHE: “Electronic and optical properties of InAs/InP quantum dots
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on InP(100) and InP(311)B substrates: Theory and experiment”, Physical Review B: Condensed Matter,
Vol.74, n°3, 035312, jul 2006.
II.2.2.E) Liste des brevets FOTON-INSA (BRE.b)
H. FOLLIOT: “ Two photon absorption microcavity photodetector”, brevet européen, Trinity college of
Dublin, déposé en 2005 sous le n° de dépôt 257053000, publié en 2005 sous le n° de publication
H01L029/04.
BRE.b-1.
II.2.2.F) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-INSA (OUV.b)
II.2.2.G) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-INSA (SCL.b)
G.MARTEL, C.LABBE, F.SANCHEZ, M.FROMAGER, K.AÏTAMEUR: “Generation of non-Gaussian fundamental
modes in low-power end-pumped Nd:YVO/sub 4/ microchip laser”; Photonics, Devices, and Systems II;
proceedings of SPIE, Vol.5036, pp.211-217, jul 2003.
SCL.b-2.
SCL.b-1.
C.LEVALLOIS, V.VERBRUGGE, L.DUPONT, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE, B.CAILLAUD, A.LECORRE,
O.DEHAESE, H.FOLLIOT, S.LOUALICHE: “1.55 µm optically pumped tunable VCSEL based on a nano-polymer
SCL.b-3.
dispersive liquid crystal phase modulator”; Micro-Optics, VCSELs, and Photonic Interconnects II: Fabrication,
Packaging, and Integration; proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6185, 61850W, apr 2006.
SCL.b-4.
F.GRILLOT, B.THEDREZ: “Facet Phase effects on the onoset of the coherence collapse threshold of
1.55 µm AR/HR distributed feedback semiconductor lasers”, Semiconductor Lasers and Laser Dynamics II,
proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6184, 61841J, apr 2006.
II.2.2.H) Liste des conférences sur invitation FOTON-INSA (INV.b)
N.BERTRU, I.ALGHORAIBI, P.CAROFF, C.PARANTHOËN, H.FOLLIOT, A.LECORRE: “Low threshold current density
th
(311)B QD lasers”, 6 International Workshop on Epitaxial Semiconductors on Patterned Substrates and
Novel Index Surfaces, University of Nottingham, UK, 2006.
INV.b-2
J.M.ULLOA, C.ÇELEBI, P.M.KOENRAAD, A.SIMON, A.LETOUBLON, N.BERTRU: “Capping of InAs quantum dots
grown on (311)B InP studied by cross-sectional scanning tunneling microscopy”, 6th International Workshop
on Epitaxial Semiconductors on Patterned Substrates and Novel Index Surfaces, University of nottingham,
2006.
INV.b-1
II.2.2.I) Séminaires FOTON-INSA (SEM.b)
M.GAY,
L.BRAMERIE,
E.LECREN,
S.FEVE,
J-C.SIMON,
M.GUEZO,
O.DEHAESE,
S.LOUALICHE:
“L'absorbant saturable à multi puits quantiques pour la regeneration 2R optique, mise en évidence d’effets
thermiques”, 1er séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques pour les
nov 2004.
SEM.b-2
F.GRILLOT: “Composants innovants à îlots quantiques pour les télécommunications optiques”,
Journée de la Photonique et de l'Optique Moderne (JPOM), Lannion, France, mar 2006.
SEM.b-1
II.2.2.J) Communications orales FOTON-INSA (CO.b)
èmes
Journées
CO.b-1
J-C.SIMON, S.LOUALICHE: “Caractérisations optiques des boites quantiques InAs/InP émettant à 1.55 µm”,
CO.b-2
9èmes Journées Nationales Microélectronique Optoélectronique (JNMO 2002), Saint-Aygulf, France, oct 2002.
CO.b-3
G.MOREAU, C.PLATZ, O.DEHAESE, N.BERTRU, A.LECORRE, S.LOUALICHE, J-C.SIMON: “Laser et amplificateurs
à Ilots Quantiques”, Colloque de l’Action Spécifique n°36 CNRS-STIC « Communications Numériques
Optiques et Systèmes “Tout Optique” » (COSTO), ENST Paris, France, dec 2003.
CO.b-4
N.BERTRU: “Ilots quantiques”, congrès annuel de l’Association Française de Cristallographie Caen,
France, 2003.
C.CORNET, C.PLATZ, P.MISKA, C.LABBE, H.FOLLIOT, J.EVEN, S.LOUALICHE: “Reciprocal space description of
the electronic coupling between a wetting layer and a QD superlattice plane”, Workshop European Centre for
Atomic and Molecular Computations (CECAM), Lyon, France, jun 2004.
CO.b-6
G.MOREAU, J-C.SIMON, C.PLATZ, O.DEHAESE, N.BERTRU, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “Etude du gain d’un
milieu amplificateur à boîtes quantiques”, 23èmes Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), recueil
CO.b-7
J-B.LECOURT, B.ORTAÇ, H.HIDEUR, G.MARTEL, C.LABBE, M.GUEZO, O.DEHAESE, S.LOUALICHE: “Laser à fibre
Er3+ à verrouillage de modes par absorbant saturable à multipuits quantiques InGaAs/InP dopés Fe”,
23èmes Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), Paris, France, oct 2004.
CO.b-8
E.HOMEYER,
R.PIRON,
P.CAROFF,
C.PARANTHOËN,
O.DEHAESE,
A.LECORRE,
S.LOUALICHE:
“Temperature studies on a single InAs/InP QD layer laser emitting at 1.55 µm”, International Symposium on
Compound Semiconductors (ISCS), Rust, Germany, 2005.
CO.b-9
F.GRILLOT: “Low Cost Semiconductor Lasers for optical telecommunications”, International
Conference CITSA, 2005.
CO.b-5
C.CORNET, C.LEVALLOIS, L.JOULAUD, H.FOLLIOT, C.LABBE, J.EVEN, A.LECORRE, S.LOUALICHE, M.HAYNE,
V.V.MOSHCHALKOV, C.ÇELEBI, P.M.KOENRAAD: “Optical characterisation of InAs/InP self-assembled quantum dots
CO.b-10
for optimisation of lasing properties”, Sandie Optics Task Force meeting, jan 2006.
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dispersive liquid crystal phase modulator”, Photonics Europe 2006, [6185-34], proceedings of SPIE,
Vol.6185, 61850W, apr 2006.
C.LEVALLOIS, S.RICHARD, B.CAILLAUD, A.LECORRE, O.DEHAESE, S.LOUALICHE, J-L.DEBOUGRENET DE LA
TOCNAYE, L.DUPONT: “Design and fabrication of a tunable InP-based VCSEL using a electro-optic index
CO.b-12
modulator”, International Conference on Indium Phosphide & Related Material, proceedings pp.64, may 2006.
M.HAYNE, C.CORNET, J.EVEN, C.LABBE, H.FOLLIOT, V.V.MOSHCHALKOV, S.LOUALICHE: “Charge carrier
redistribution in ordered Arrays of laterally coupled self-assembled quantum dots”, UK Compound
Semiconductors, jul 2006.
CO.b-14
K.VESELINOV, F.GRILLOT, A.BEKIARSKI, S.LOUALICHE: “Modelling of the two-state lasing and the turn-on
delay in 1.55 µm InAs/InP (113)B quantum dot lasers”, Semiconductor and Integrated Optoelectronics 2006
(SIOE 2006), 2006.
CO.b-15
J.M.ULLOA, C.ÇELEBI, P.M.KOENRAAD, A.SIMON, A.LETOUBLON, N.BERTRU: “Effect of the capping material on
the structural properties of InAs/InP(311)B quantum dots studied by cross-sectional scanning tunneling
microscopy”, 28th International Conference on the Physics of Semiconductor (ICPS 2006), Vienna, Austria,
2006.
CO.b-16
C.LABBE, C.CORNET, H.FOLLIOT, P.CAROFF, C.LEVALLOIS, O.DEHAESE, J.EVEN, A.LECORRE, S.LOUALICHE:
“Exciton and biexciton lifetimes in InAs/InP quantum dots emitting at 1.55 µm wavelength under high
resonant excitation”; International Conference on SuperLattices, Nano-structures and Nano-Devices (ICSSN);
Istanbul, Turkey, 2006.
CO.b-17
C.CORNET, C.HAYNE, A.SCHLIWA, F.DORE, J.EVEN, D.BIMBERG, V.V.MOSHCHALKOV, S.LOUALICHE: “InAs/InP
quantum dots (QD): From fundamental understanding to coupled QD 1.55 µm laser applications”;
International Conference on SuperLattices, Nano-structures and Nano-Devices (ICSSN); Istanbul, Turkey,
2006.
CO.b-18
K.VESELINOV, F.GRILLOT, J.EVEN, S.LOUALICHE, A.BERKIARSKY: “Numerical modelling of the two-state
lasing in 1.55 µm (113)B InAs/InP quantum dot lasers”, International Workshop on Semiconductor quantum
dot based devices and applications (IWSQDA), Institut Curie, Paris, France, 2006.
CO.b-19
C.LEVALLOIS, P.CAROFF, C.PARANTHOËN, H.FOLLIOT, O.DEHAESE, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “Growth of
Quantum Wires for Long-Wavelength VCSEL with a Stable Polarization State”, International Workshop on
Semiconductor quantum dot based devices and applications (IWSQDA), Institut Curie, Paris, France, 2006.
CO.b-20
C.LABBE, C.CORNET, H.FOLLIOT, P.CAROFF, C.LEVALLOIS, O.DEHAESE, J.EVEN, A.LECORRE, S.LOUALICHE:
“Dynamics spectroscopy in 1.55 µm InAs/InP quantum dots under high resonant excitation”, International
Workshop on Semiconductor quantum dot based devices and applications (IWSQDA), Institut Curie, Paris,
France, 2006.
CO.b-13
II.2.2.K) Communications par affiche FOTON-INSA (CA.b)
P.MISKA, A.SAKRI, C.LABBE, H.FOLLIOT, C.PLATZ, J.EVEN, A.LECORRE, O.DEHAESE, N.BERTRU, D.LEMOINE,
S.LOUALICHE, M.SENES, X.MARIE: “Caractérisations optiques des boites quantiques InAs/InP émettant à
CA.b-1
1.55 µm”, 9èmes Journées Nationales Microélectronique Optoélectronique (JNMO 2002), Saint-Aygulf, France,
oct 2002.
CA.b-2
M.GUEZO, S.LOUALICHE, J.EVEN, A.LECORRE, C.LABBE, O.DEHAESE, H.FOLLIOT: “Etude de la saturation
èmes
Journées
d'absorption excitonique en fonction du dopage Fe dans les puits quantiques InGaAs/Inp”, 9
CA.b-3
M.GUEZO, S.LOUALICHE, J.EVEN, A.LECORRE, C.LABBE, O.DEHAESE: “Exciton formation inhibition in
GaInAs/InP Fe doped quantum wells”, International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS),
[We-P-20], Lausanne, Switzerland, oct 2002.
CA.b-4
A.SAKRI, P.MISKA, C.PLATZ, D.LEMOINE, J.EVEN, O.DEHAESE, K.TAVERNIER: “Photocurrent spectroscopy of
èmes
Journées Nationales Hétérostructures à
self assembled InAs/GaInAsP/InP(113)B quantum dots”, 4
Semiconducteurs IV-IV / 1ères Journées Nationales Composants Micro et Nano-électroniques, jan 2003.
M.LYNCH, T.KRUG, H.FOLLIOT, A.L.BRADLEY, L.P.BARRY, J.F.DONEGAN: “Optical autocorrelation using
two-photon absorption in semiconductor microcavities”, Semiconductor and Integrated Optoelectronics
(SIOE), Cardiff, Wales, apr 2003.
CA.b-6
T.KRUG, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, L.P.BARRY, P.MAGUIRE, H.FOLLIOT, J.F.DONEGAN, J.S.ROBERTS, G.HILL:
“A novel approach towards two-photon absorption based detectors”, Conference on Lasers and
Electro-Optics 2003 / Quantum Electronics and Laser Science conference (CLEO/QELS 2003), Baltimore,
USA, jun 2003.
CA.b-5
V.VERBRUGGE, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE, L.DUPONT, L.PLOUZENNEC, S.LOUALICHE, A.LECORRE,
J.EVEN: “Wavelength-tuneable C-band nano polymer dispersed liquid crystal vertical-cavity surface-emitting
CA.b-7
laser”, Conference on Lasers and Electro-Optics Europe 2003 / 7th European Quantum Electronic Convention
CA.b-8
T.KRUG, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, L.P.BARRY, P.MAGUIRE, H.FOLLIOT, J.F.DONEGAN, J.S.ROBERTS, G.HILL:
“Two-photon absorption in microcavties for optical autocorrelation and sampling”, Conference on Lasers and
th
Electro-Optics Europe 2003 / 7 European Quantum Electronic Convention (CLEO-Europe/EQEC 2003),
CA.b-9
G.MOREAU, J-C.SIMON, C.PLATZ, O.DEHAESE, N.BERTRU, A.LECORRE: “Etude Expérimentale du Gain d'un
Guide Plan à Base d’Îlots quantiques InAs/InP(311)B dans le domaine spectral 1.55 µm”, Journée
CA.b-10
A.SAKRI, F.GLOUX, D.LEMOINE, O.DEHAESE, H.FOLLIOT: “Caractérisation par spectroscopie de
photo-courant de boites quantique InAs/InP”, Journée Nationale Boites Quantiques, Marcoussis, France,
juin 2003.
CA.b-11
M.GUEZO, S.LOUALICHE, J.EVEN, O.DEHAESE: “Ultrafast high-contrast all-optical nonlinearity of
InGaAs/InP multiple quantum wells at 1.55 µm“, 29th European Conference on Optical Communication
(ECOC 2003), [We4.P.82], Rimini, Italy, sep 2003.
CA.b-12
J-B.LECOURT, A.BEAUCAMP, T.CHARTIER, G.MARTEL, C.LABBE, M.GUEZO, O.DEHAESE, S.LOUALICHE: “Laser à
fibre dopée erbium passivement déclenché par un absorbant saturable à multipuits quantiques en
InGaAs/InP”, 22èmes Journées Nationales d’Optique Guidées (JNOG 2003), actes de la conférence
CA.b-13
CA.b-14
C.PLATZ, N.BERTRU, H.FOLLIOT, C.LABBE, J.EVEN, O.DEHAESE, A.LECORRE, P.MISKA, S.LOUALICHE: “Laser à
boîtes quantiques InAs/InP pour les télécommunications”, Journée Nationale des Boîtes Quantiques,
Marcoussis, France, juin 2003.
CA.b-15
P.MISKA, A.JBELI, A.SAKRI, M.SENES, J.EVEN, X.MARIE, O.DEHAESE: “Caractérisations optiques et
dynamiques des boîtes quantiques InAs/InP”, Journée Nationale des Boîtes Quantiques, Marcoussis, France,
juin 2003.
CA.b-16
A.MARKUS, A.FIORE, J.X.CHEN, C.PARANTHOËN, M.ILEGEMS, C.PLATZ, O.GAUTHIER-LAFAYE: “Simultaneous
two-state lasing in quantum-dot lasers”, Journée Nationale des Boîtes Quantiques, Marcoussis, France,
juin 2003.
CA.b-17
P.CAROFF, C.PLATZ, N.BERTRU, O.DEHAESE, A.LECORRE, H.FOLLIOT, S.LOUALICHE: “Contrôle de la longueur
d'onde d'émission d'îlots quantiques InAs/GaInAsP/InP(311)B”, Journée Nationale des Boîtes Quantiques,
Marcoussis, France, juin 2003.
CA.b-18
France, sep 2003.
CA.b-19
C.PLATZ, O.DEHAESE, N.BERTRU, J.EVEN, A.LECORRE, H.FOLLIOT, C.LABBE, P.MISKA, S.LOUALICHE: “Lasers à
boîtes quantiques InAs/InP pour les telecommunications”, MEITO, Nantes, France, 2003.
CA.b-20
A.ROCHER, M.CABIE, A.PONCHET, N.BERTRU: “TEM analysis of stress in GaInAs/(001)InP epitaxial
systems”, Material Research Society Symposium, [T3.19], pp.794, 2003.
CA.b-21
M.GUEZO, S.LOUALICHE, J.EVEN, A.LECORRE, H.FOLLIOT, C.LABBE, O.DEHAESE: “Absorbant saturable
ultra-rapide à base de multipuits quantiques InGaAs/Inp dopés fer pour la régénération de signaux optiques à
1.55 µm”, congrès de la Société Française de Physique, II-74, 2003.
CA.b-22
juin 2004.
CA.b-23
C.LEVALLOIS, A.LECORRE, S.LOUALICHE, O.DEHAESE, H.FOLLIOT, C.LABBE, L.DUPONT: “Laser à cavité
verticale accordable en longueur d'onde”, 10èmes Journées Nationales Microélectronique Optoélectronique
(JNMO 2004), La Grande Motte, France, juin 2004.
CA.b-24
J.EVEN, C.CORNET, S.LOUALICHE: “Exact solutions of the Schrödinger equation in disk-shaped quantum
dots and rings, infinite and finite confinement potentials, Stark and excitonic effect”, Workshop European
Centre for Atomic and Molecular Computations (CECAM), Lyon, France, jun 2004.
CA.b-25
T.KRUG, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, J.F.DONEGAN, H.FOLLIOT, L.P.BARRY, J.S.ROBERTS, G.HILL: “Two-photon
absorption based microcavity detector”,
University College, Cork, jul 2004.
Emerging
Technologies
in
Optical
Sciences
(ETOS),
C.CORNET, C.PLATZ, J.EVEN, P.MISKA, C.LABBE, H.FOLLIOT, S.LOUALICHE: “Theoretical description of the
electronic coupling between a wetting layer and a QD superlattice plan”, 27th International Conference on the
Physics of Semiconductor (ICPS 2004), pp.787, Flagstaff, USA, jul 2004.
CA.b-27
M.GUEZO, S.LOUALICHE, J.EVEN, A.LECORRE, O.DEHAESE, C.LABBE: “Inhibition of exciton formation in iron
th
doped InGaAs/InP multiple quantum wells”, 27 International Conference on the Physics of Semiconductor
(ICPS 2004), pp.987, Flagstaff, USA, jul 2004.
CA.b-28
P.CAROFF, C.PLATZ, O.DEHAESE, C.PARANTHOËN, N.BERTRU, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “Molecular Beam
Epitaxy growth of quantum dot lasers emitting around 1.5 µm on InP(311)B substrates”, International
Conference on Molecular Beam Epitaxy (ICMBE), aug 2004.
CA.b-29
C.CORNET, C.LABBE, J.EVEN, C.PLATZ, O.DEHAESE, H.FOLLIOT, P.MISKA, A.SAKRI, J-P.BURIN, S.LOUALICHE:
“Mesure directe de l'absorption optique à 1,55 µm de boîtes quantiques InAs/InP (113)B et étude de
l'influence du couplage boîte/couche de mouillage sur les propriétés électroniques”, Journées de la matière
Condensée (JMC9), Nancy, France, 2004.
CA.b-30
C.LEVALLOIS, A.LECORRE, S.LOUALICHE, O.DEHAESE, H.FOLLIOT, C.PARANTHOËN, C.LABBE: “Design and
Fabrication of GaInAsP/InP VCSEL with two a-Si/a-SiNx Bragg reflectors”, 2005 international workshop on
PHysics and Applications of SEmiconductor lasers (PHASE 2005), [poster23], pp.57, Metz, France,
mar 2005.
CA.b-26
O.DEHAESE, H.FOLLIOT, A.LECORRE, S.LOUALICHE, G.MOREAU, J-C.SIMON, X.MARIE, A.RAMDANE: “Carrier dynamics and
CA.b-31
saturation effect in (311)B InAs/InP quantum dot lasers”, 2005 international workshop on PHysics and
CA.b-32
P.J.MAGUIRE, L.P.BARRY, T.KRUG, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, J.F.DONEGAN, H.FOLLIOT: “Highly-efficient optical
sampling based on two-photon absorption in a semiconductor micro-cavity device”, Conference on Lasers
and Electro-Optics 2005 / Quantum Electronics and Laser Science conference (CLEO/QELS 2005),
pp.1112-1114, Baltimore, USA, may 2005.
CA.b-33
J-B.LECOURT, G.MARTEL, H.HIDEUR, M.GICQUEL-GUEZO, C.LABBE, O.DEHAESE, S.LOUALICHE: “Passively
Mode-locked EDFL with highly Fe-doped semiconductor saturable absorber InGaAs/InP”, Journées
Scientifiques de l’ONERA, Châtillon, France, juin 2005.
CA.b-34
P.MAGUIRE, L.P.BARRY, T.KRUG, J.O'DOWD, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, J.F.DONEGAN, H.FOLLIOT: “Highly-efficient
optical sampling of a 100 Gbit/s OTDM data signal via two-photon absorption in a semiconductor
microcavity”, 31st European Conference on Optical Communication (ECOC 2005), proceedings Vol.3, pp.483484, Glasgow, Scotland, sep 2005.
J.EVEN, C.CORNET, F.DORE, A.SCHLIWA, A.BALLESTAR, N.BERTRU, A.LECORRE, H.FOLLIOT, R.PIRON,
S.LOUALICHE: “InAsSb/InP quantum dots for midwave infrared emitters: a theoretical study”, Mid-infrared
CA.b-35
Optoelectronics: Materials and Devices (MIOMD-VII), Lancaster, UK, sep 2005.
F.DORE, C.CORNET, P.CAROFF, A.BALLESTAR, J.EVEN, N.BERTRU, O.DEHAESE, I.ALGHORAIBI, R.PIRON,
H.FOLLIOT, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “First observation of lamda greater than 2 micron photoluminescence of
CA.b-36
quantum dots on InP substrate”, Mid-infrared Optoelectronics: Materials and Devices (MIOMD-VII),
Lancaster, UK, sep 2005.
CA.b-37
F.DORE, A.BALLESTAR, C.CORNET, N.BERTRU, O.DEHAESE, I.ALGHORAIBI, R.PIRON, J.EVEN, S.LOUALICHE:
“Structures à îlots quantiques sur substrat InP(100) pour l'émission dans le moyen infrarouge (2-5 microns)”,
9ème COlloque sur les Lasers et l'Optique Quantique (COLOQ'9), pp.233, Dijon, France, sep 2005.
CA.b-38
E.HOMEYER, R.PIRON, P.CAROFF, C.PARANTHOËN, O.DEHAESE, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “Etude en
température d’un laser à un seul plan de boîtes quantiques d’InAs sur substrat InP émettant à 1,55 µm”,
ème
COlloque sur les Lasers et l'Optique Quantique (COLOQ'9), Dijon, France, sep 2005.
9
CA.b-39
C.LEVALLOIS, A.LECORRE, O.DEHAESE, H.FOLLIOT, C.PARANTHOËN, C.LABBE, S.LOUALICHE: “Etude de
dispositifs optiques à microcavité verticale pour une émission laser polarisée”, 9ème COlloque sur les Lasers
et l'Optique Quantique (COLOQ'9), pp.64, Dijon, France, sep 2005.
C.CORNET, M.HAYNE, C.LEVALLOIS, P.CAROFF, E.HOMEYER, J.EVEN, C.PARANTHOËN, H.FOLLIOT, C.LABBE,
S.LOUALICHE: “Réalisation d'un laser à faible courant de seuil, avec des boites quantiques InAs/InP organisées
CA.b-40
et couplées latéralement”, 9ème COlloque sur les Lasers et l'Optique Quantique (COLOQ'9), pp.80, Dijon,
France, sep 2005.
CA.b-41
J-B.LECOURT, G.MARTEL, H.HIDEUR, M.GICQUEL-GUEZO, C.LABBE, S.LOUALICHE: “Régime impulsionnel
300 fs, 100pJ, autodémarrant généré par un laser à fibre Er3+ avec absorbant saturable InGaAs/InP dopés
fer ultrarapide”, 9ème COlloque sur les Lasers et l'Optique Quantique (COLOQ'9), pp.288, Dijon, France,
sep 2005.
CA.b-42
J-B.LECOURT, G.MARTEL, H.HIDEUR, M.GICQUEL-GUEZO, C.LABBE, S.LOUALICHE: “Génération d'impulsions
courtes dans un laser à fibre dopée erbium grâce à la combinaison d'un absorbant saturable rapide et d'effets
de polarisation”, 9ème COlloque sur les Lasers et l'Optique Quantique (COLOQ'9), pp.286, Dijon, France,
sep 2005.
CA.b-43
P.J.MAGUIRE, L.P.BARRY, T.KRUG, J.O'DOWD, M.LYNCH, A.L.BRADLEY, J.F.DONEGAN, H.FOLLIOT:
“Direct measurement of a high-speed (>100Gbit/s) OTDM data signal utilising two-photon absorption in a
th
semiconductor microcavity”, 18 annual meeting of the IEEE Lasers and Electro-Optics Society
(LEOS 2005), pp.142-143, oct 2005.
F.DORE, C.CORNET, P.CAROFF, A.SCHLIWA, A.BALLESTAR, J.EVEN, N.BERTRU, O.DEHAESE, I.ALGHORAIBI,
H.FOLLIOT, R.PIRON, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “InAsSb/InGaAs quantum nanostructures on InP (100) substrate:
CA.b-44
observation of 2.35 microns photoluminescence”, International Symposium on Compound Semiconductors
(ISCS), Rust, Germany, 2005.
CA.b-45
A.LETOUBLON, N.BERTRU: “InAs quantum dots grown on InP substrates emitting at 1.55 µm: growth
control and structural characterization”, Characterization and Modelling of Self-assembled Semiconductor
Nanostructures, Eindhoven, The Netherlands, 2005.
CA.b-46
C.CORNET, C.LABBE, J.EVEN, S.LOUALICHE: “Nanotechnologies: Etude des boites quantiques pour des
applications télécoms, environnementales et médicales”, Moniteurs du Grand Ouest, Rennes, France, 2005.
F.DORE, C.CORNET, A.BALLESTAR, J.EVEN, N.BERTRU, O.DEHAESE, I.ALGHORAIBI, H.FOLLIOT, R.PIRON,
A.LECORRE, S.LOUALICHE: “First observation of 2.4 µm photoluminescence of InAsSb/InP quantum dots on
CA.b-47
InP(100) substrate”, 12th international conference on Narrow Gap Semiconductors (NGS12), Toulouse,
France, 2005.
CA.b-48
F.GRILLOT, B.THEDREZ: “Facet Phase effects on the onoset of the coherence collapse threshold of
1.55 µm AR/HR distributed feedback semiconductor lasers”, Photonics Europe 2006, [6184-56], proceedings
of SPIE, Vol.6184, 61841J, Strasbourg, France, apr 2006.
F.DORE, C.CORNET, A.BALLESTAR, J.EVEN, N.BERTRU, O.DEHAESE, I.ALGHORAIBI, H.FOLLIOT, R.PIRON,
A.LECORRE, S.LOUALICHE: “First observation of 2.4 microns photoluminescence of InAsSb/InP quantum dots on
CA.b-49
InP substrate”, 4th international conference on semiconductor quantum dots, Chamonix-Mont Blanc, France,
2006.
CA.b-50
C.CORNET, C.HAYNE, A.SCHLIWA, F.DORE, J.EVEN, D.BIMBERG, V.V.MOSHCHALKOV, S.LOUALICHE: “InAs/InP
th
quantum dots: from fundamental understanding to coupled QD laser applications”, 4 international
conference on semiconductor quantum dots, Chamonix-Mont Blanc, France, 2006.
P.CAROFF, E.HOMEYER, C.PARANTHOËN, R.PIRON, F.GRILLOT, O.DEHAESE, K.TAVERNIER, A.LECORRE,
S.LOUALICHE: “Ultra-low threshold current density 1.55 µm InAs quantum dot lasers grown on InP”,
CA.b-51
International Workshop on Semiconductor quantum dot based devices and applications (IWSQDA),
Institut Curie, Paris, France, 2006.
CA.b-52
C.LABBE, J.EVEN, C.CORNET, H.FOLLIOT, P.CAROFF, C.LEVALLOIS, O.DEHAESE, A.LECORRE, S.LOUALICHE:
“Dynamique des boites quantiques InAs/InP émettant à 1,55 µm à l'aide d'une excitation résonante”,
11èmes Journées Nano-Micro Electronique et Optoélectronique (JNMO 2006), Aussois, France, 2006.
P.OFFERMANS, J.M.ULLOA, C.ÇELEBI, R.NOTZEL, P.M.KOENRAAD, K.PIERZ, D.GRANADOS, A.G.TABOADA,
J.M.GARCIA, A.SIMON, A.LETOUBLON, N.BERTRU: “Atomic scale analysis of intermixing, segregation and
CA.b-53
th
decompostion during self assembly of nanostructures”, 4 international conference on semiconductor
quantum dots, Chamonix-Mont Blanc, France, 2006.
A.LETOUBLON, P.CAROFF, N.BERTRU, O.DEHAESE, T.ROHEL, A.LECORRE, I.ALGHORAIBI, A.SIMON, C.ÇELEBI,
J-M.ULLOA, P.M.KOENRAAD: “Boîtes quantiques InAs/InP(113) pour l'émission à 1.55 µm: contrôle de la
CA.b-54
èmes
Journées Nano-Micro Electronique et Optoélectronique
croissance et caractérisation Structural”, 11
(JNMO 2006), Aussois, France, 2006.
CA.b-55
J.EVEN, C.CORNET, F.DORE: “Ecrantage par un gaz d’électrons 2D-3D: application à la relaxation Auger
dans les îlots InAs/InP”, 11èmes Journées Nano-Micro Electronique et Optoélectronique (JNMO 2006),
Aussois, France, 2006.
II.2.2.L) Récapitulatif pour chaque permanent de FOTON-INSA
NOM, Prénom
Corps
grade
BENHAL, Jamal
BERTRU, Nicolas
BURIN, Jean-Philippe
EVEN, Jacky
FOLLIOT, Hervé
GICQUEL-GUEZO, Maud
GRILLOT, Frédéric (09-04)
LABBE, Christophe
LECORRE, Alain
LEMOINE, Daniel
LETOUBLON, Antoine (09-05)
LOUALICHE, Slimane
PARANTHOËN, Cyril (09-03)
PIRON, Rozen (02-05)
RICHARD, Soline (09-05)
DEHAESE, OLIVIER
MCF
PR2
MCF
PR2
MCF
MCF
MCF
MCF
PR2
PR2
MCF
PR2
MCF
MCF
MCF
IGR2
Nbre de
publications
avec comité
de lecture
0
16
0
27
26
5 (1)
2 (4)
13
25
0
2
33
16 (4)
3 (1)
0
25
Nbre de
communications
orales
internationales
0
3
0
7
8
0
3 (2)
5
8
0
2
12
3 (2)
1 (1)
1
6
Nbre de
chapitres
d’ouvrages
ou ouvrages
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Nbre de
brevets
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Taux annuel
de publications
avec comité de
lecture
0
4
0
6,75
6,5
1,67
0,5
3,25
6,25
0
2
8,25
5,33
2
0
6,25
II.2.2.M) Liste des thèses soutenues pour FOTON-INSA
Nom
Prénom
Directeur(s)
de thèse
Date de
soutenance
Mode de
financement
(*)
COLL TER
Situation
professionnelle
(*)
CDD Univ
Gay
Mathilde
S. Loualiche 10-févr-06
ACL.a: 57-59
SCL.a: 5
INV.a: 9
SEM.a: 4-5-6 [SEM.b: 1][SEM.d: 1]
CO.a: 19-20-26-43-48-52-53-59-75-80-88-99
CA.a: 10-29-36-45
Verbrugge
Vivien
A. Le Corre
06-janv-03
ACL.b: 2-6 [ACL.c: 3-4][ACL.d: 3-4]
SCL.b: 3 [SCL.c: 5][SCL.d: 4]
CO.b: 11 [CO.c: 7][CO.d: 12]
CA.b: 7 [CA.c: 2][CA.d: 2]
AM
PRIVE
Miska
Patrice
P. Even
07/2003
ACL.b: 3-4-9-10-16-17-27-46 [ACL.a: 4][ACL.d: 5]
CO.b: 1-2-5 [CO.a: 2-3][CO.d: 1-2]
CA.b: 1-4-13-14-15-19-26-29-31
[CA.a: 8-31][CA.d: 4-12]
A
SUP
Guezo
Maud
S. Loualiche
07/2004
ACL.b: 7-13-24-32-36
SEM.b: 1 [SEM.a: 5][SEM.d: 1]
CO.b: 7
CA.b: 2-3-11-12-21-27-33-41-42
A
SUP
Platz
Charly
A. Le Corre
08-juil-04
ACL.b: 8-9-14-16-17-25-26-29-30-33-41-46
COLL TER
PRIVE
A
POST-DOC ETR
[ACL.a: 4-40][ACL.d: 5-11]
CO.b: 1-2-3-5-6 [CO.a: 2-3-27-47][CO.d: 1-2-7-8]
CA.b: 1-4-9-13-14-16-17-18-19-22-26-28-29-31
[CA.a: 7-8-12-27-31][CA.d: 3-4-5-9-12]
Caroff
Philippe
A. Le Corre
12-juil-05
ACL.b: 14-26-29-30-33-39-41-42-46-47-50
[ACL.a: 40][ACL.d: 11]
INV.b: 1
CO.b: 8-16-19-20
CA.b: 17-22-28-36-38-40-44-51-52-54
[CA.a: 27][CA.d: 9]
II.2.2.N) Ressources annuelles de l’équipe au cours du contrat antérieur
FOTON-INSA Rennes
Contrat (n° ,
références…)
ACI nanotech
ACI nanotech
ACI nanotech
CPER FOTON
Etat
Etat
Etat
Etat
PRIR
PRIR
PRIR
CPER FOTON
Région Bretagne
Région Bretagne
Région Bretagne
Région
Epixnet
sandie
Europe
Europe
Responsable
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
S. Loualiche
Total Contrats Europe
2002
2003
2004
2002
Date de
fin
2006
2007
2008
2007
2004
2004
2004
2002
2008
2008
2008
2007
2005
2005
2008
2010
Date de début
Total général
Moyenne annuelle
Rennes:
Montant
contrat
46 000 €
120 000 €
90 000 €
930 000 €
1 186 000 €
72 000 €
72 000 €
72 000 €
315 000 €
531 000 €
150 000 €
370 000 €
520 000 €
2 237 000 €
372 833 €
II.2.3. Rapport scientifique de FOTON-ENST
II.2.3.A) Composition de l’équipe FOTON-ENST
FOTON-ENST
CHEVALLIER Raymond
De BOUGRENET De La
TOCNAYE
Jean-Louis
DUPONT
Laurent
FRACASSO
Bruno
HEGGARTY Kevin
WOLFFER
Nicole
WU
Zongyan
CARRE
Christiane
GADONNA
Michel
GROSSO
Philippe
HARDY
Isabelle
MORVAN
Michel
MOULINARD Marie-Laure
VINOUZE
Bruno
DANIEL
Emmanuel
GRAVEY
Philippe
GREGOIRE
Sylvie
CARIOU Anne-Catherine
MOULINARD Marie-Laure
DANIEL
Emmanuel
DEFOSSE
Yves
MCF
PR1
MCF
MCF
MCF
MCF
PR1
CR1
IE-GET
IE-GET
IE-GET
IE-GET
IE-GET
IE-GET
IE-GET
DE2-GET
TCH
ADT
IE-GET
IE-GET
IE
Doctorants
FOTON-ENST
CORNEJO BAUTISTA
Joaquin
CAILLAUD Bertrand
LETORT Cédric
PAYOUX Franck
SINHA Pravin
DENISOV Alexey
FRAVAL Nicolas
KESSELS Mélanie
BELFQIH Zineb
MALARDE Damien
LECOCHE Frédéric
internationnale
Les recherches du département d’Optique concernent le domaine des systèmes et fonctions
optiques pour les STIC. Elles couvrent la composante physique, sous l’angle matériaux et fonctions à
base de cristal liquide-composite polymère ainsi que la composante transmission et codage, les
fonctions passives dynamiques (égalisation, compensation, routage), les architectures de nœuds et
de réseaux optiques (métropolitains, accès). Nous avons initialisé en 2005 une nouvelle activité dans
le domaine des capteurs optiques pour l’océanographie et l’environnement côtier au sein du pôle de
compétitivité MER ainsi que dans le domaine des transports intelligents et de la cryptographie optique.
Plusieurs projets ont été menés dans le cadre du RNRT (ROM, CRISTO, COPOLDYN,
ROMEO, RYTHME), ou européen (DRAWMAP : N° BRST-CT-98-5524, LASSAR : N° CRA 9970400), STREP (NewTon), réseau d’excellence européen ePhoton ONE et ePhotonOne+ et DGASTTP. Nos études sont principalement contractuelles, en liaison avec des industriels du domaine des
télécommunications comme Alcatel, FT R&D, Sagem, Lucent, Optogone. Pour plus d’information se
reporter au site du département (http://departements.enst-bretagne.fr/optique/). Nous avons soumis
plusieurs projets dans le cadre du pôle Images & Réseaux (Stopim@ge, InteraAccess,
LambdaAccess, Ecoframe) et Mer (CD2O, NOOS), tous labellisés et procédé courant 2006 à
l’essaimage de la société Lixys dans le domaine de la protection individuelle (casque de soudure) et
second essaimage est prévu en 2007.
II.2.3.C) Présentation des résultats de FOTON-ENST
I) Matériau cristal liquide et composite :
Cette composante exploite la filière cristal liquide, une des technologies génériques pour les
fonctions optiques passives, pour lesquelles le département a une expertise internationale. Elle
couvre aussi le domaine de l’optique en espace libre (élément diffractif, nano-structure). Le
département a reçu le Technical Achievement Award 2006 de la société SPIE
(http://www.spie.org/AboutSPIE/index.cfm?fuseaction=Awards_SPIETech).
II) Fonctions optiques pour les télécommunications :
Cette activité concerne les problèmes de compensation dynamique, en particulier de la PMD
(1er& 2e ordres), mais également de la dispersion chromatique par l’utilisation de mélange à 4 ondes.
Elle inclue l’étude de solutions originales en matière de codage pour minimiser l’impact des nonlinéarités sur la qualité de transmission. Nous disposons d’une compétence d'ensemble sur les
technologies et les architectures de fonctions dynamiques, du type égaliseurs, multiplexeurs à
insertion-extraction et brasseurs optiques, développées grâce à une connaissance du contexte du
réseau optique ainsi que des différents verrous techno-logiques, fondée sur les diverses interactions
du département avec le milieu industriel. Dans ce cadre nous nous intéressons (RNRT-RYTHME) à
l’étude de la transparence optique, sur la base de scénarios représentatifs de la diversité des réseaux
de transport et de leurs topologies. Le département est aussi impliqué dans l’étude d’architectures de
réseau de paquets optiques (RNRT-ROMEO), en charge du sous-projet « Réseau » ainsi que dans le
cadre du réseau d’excellence européen e-Photon One et e-Photon One+.
III) Traitement optique de l’information et métrologie optique:
On exploite les compétences traditionnelles dans le domaine du traitement de l’information et
de la métrologie en soutien de l’activité technologique liée à la réalisation de composants diffractifs
fixes ou reconfigurables (essaimage en cours Holotetris). De nouvelles applications concernent le
domaine de la sécurité automobile (transport intelligent) et des capteurs océanographiques (dans le
cadre du pôle MER).
A) Matériaux cristal liquide composite et éléments diffractifs:
Les matériaux composites et leurs effets électro-optiques ont été étudiés en fonction du type
de polymère utilisé et de leur structuration (taille, forme des gouttelettes de cristaux liquides,
connexité). Le composite polymère/cristal liquide a été utilisé pour l’enregistrement hologra-phique
caractérisé par une structure formée de domaines riches et pauvres en cristal liquide. La différence
d’indice entre ces domaines est variable en fonction de la tension appliquée. Il résulte que les
hologrammes sont effaçables par une tension de commande. Nous avons contribué à la
compréhension du processus de formation d’un réseau de phase lors de l’en-registrement et la
caractérisation de ses propriétés optiques, incluant la dépendance en polarisation. Nous avons réalisé
un miroir holographique à réflectivité variable pour bloqueur de longueurs d’onde en bande C ainsi
que le multiplexage de deux réseaux commutables.
Comportements théorique (a) et expérimental (b) de 2 réseaux multiplexés enregistrés dans le matériau
holo-PDLC. Les efficacités de diffraction des ordres 1 sont représentées / la tension appliquée.
Nous avons récemment abordé la seconde génération de fonctions passives accordables en
longueur d’onde, sur la base d’une convergence entre aspects matériaux (polymère-cristal liquide et
cristal liquide cholestérique) et réseaux holographiques résonants. Le lien entre les composantes
physiques est un axe clé dans l’ingénierie de filtres ou récepteurs accordables. Les anomalies de
résonance présentées par certains réseaux de diffraction ont été utilisées pour réaliser des filtres
accordables exploitant la résonance de plasmon de surface d’un réseau métallique couvert d’un
diélectrique présentant des propriétés d’accordabilité (ici un nano-PDLC). L’excitation d’une onde de
surface de plasmon se traduit par une variation brutale de réflectivité de la couche métallique à la
longueur d’onde incidente. Le nano-PDLC crée une modulation de l’indice isotrope qui déplace la
condition d’excitation de résonance.
Réseau résine recouverte d’or au pas de 0,7 µm recouvert de
nano-PDLC scellé par une contre électrode en ITO
Filtre accordable à plasmon de surface
Transposition de résonance par la tension
Nous étudions également les cristaux photoniques 2D-3D reconfigurables à base de struc-ture
de Bragg naturelle du cholestérique planaire par dislocation locale les hélices pour créer une structure
diffractante ayant les propriétés d’un réseau mince perpendiculaire au Bragg (b). La résonance des
ordres diffractés du réseau mince avec le Bragg permet d’optimiser l’efficacité de diffraction et
d’améliorer la sélectivité spectrale. L’accordabilité est obtenue en modulant le pas du réseau mince et
du réseau de Bragg, par champ électrique appliqué.
a) Principe du réseau résonant 2D
b) CL photonique à CLC
c) Efficacité Bragg/ nbr pitch
Des travaux ont été réalisés sur des photopolymères Dupont pour lesquels un modèle de
formation d’hologrammes a été établi et testé. Ils visaient l’étude et la réalisation de réseaux de
diffraction 1D, 2D permettant d’obtenir des fonctions de type réseau de Bragg ou de filtres en longueur
d’onde, basés sur des effets de résonance. Ces modélisations et les travaux sur les matériaux
d’enregistrement ont permis de valider le principe de deux filtres en longueur d’onde originaux, dont
un cristal photonique 2D constitué de deux structures périodiques (comme ci-dessus (a)), et un filtre
accordable à base de plasmon de surface (voir ci-dessus).
Essaimage Lixys :
La soudure est un secteur clé de l’assemblage et de la construction mécanique. L’équipement d’un poste de soudure comporte un système de protection individuelle qui permet d’éviter
travail effectué. Les obturateurs cristal liquide offrent une bonne obturation (>30dB) à l’amorçage de
l’arc, évitant au soudeur de relever son casque.
Graduation : 2ms par division. En bleu tension de
commande, en rouge réponse optique.
Obturateur et électronique dans sa cassette
Commutation obturateur Lixys
L’innovation est un système de protection alliant sécurité de temps d’obturation rapides et
confort de vision. La rapidité est obtenue par un gel cristal liquide ferroélectrique polymère. Une
concentration adhoc assure homogénéité sur une grande surface, avec état stable. Des temps
<400µs permettent de synchroniser le filtre aux pics lumineux des arcs de soudure.
Photo-inscription et nano-structures diffractantes :
i) Les recherches dans le domaine de la conception et fabrication par photo-inscription de
micro, nano-structures diffractantes ont connu un regain d’intérêt avec les contrats : PRINT et
NewTon. Le projet PRINT (Phototraceur Rapide pour l’optique diffractive et INTégrée), en
collaboration avec le laboratoire d’optronique de l’ENSSAT et L’UBS, concerne l’extension du phototraceur existant (écriture massivement parallèle à base de micro-écrans à cristaux liquides pour la
fabrication de structures d’une résolution de l’ordre de qqs µm) vers la fabrication de structures submicroniques 3D. Pour ce faire le micro-écran à cristaux liquides est remplacé par une matrice de
micro-miroirs UV (Texas Instruments), contournant la limite liée à la longueur d'onde de photoinscription (actuellement 436nm) permettant la fabrication de structures diffractantes haute résolution
pour photo-inscription directe de guides optiques en matériaux photo-polymères étudiés au CCLO.
Cette méthode permet d’éviter les étapes de gravure créer des tapers indiciels permettant d'adapter la
taille du mode entre fibre-guide.
Le projet STREP NewTon (New Materials and Process Techno-logies for Real 3D Integrated
Optical Circuits, Photonic Band Gap Devices and Photonic Circuits) en collaboration avec divers
partenaires dont BASF, Thalès et le centre de recherche COM au Danemark, vise la fabrication, à bas
coût, de cristaux photoniques, particulièrement pour les applications en communications optiques.
Notre rôle dans ce projet consiste à: définir les fonctions ciblées et les performance pour les
applications en communications optiques, la caractérisation structurelle et fonctionnelle (transmission
spectrale, pertes, PMD) des structures réalisées par les autres partenaires et d’étudier l’apport des
techniques de photo-traçage massivement parallèle comme moyen de fabrication de masse de
circuits optiques en cristal photonique.
ii) Mesure de fronts d’onde par interférométrie optique :
L’objectif était la conception, la fabrication et le test d’un système optique pour l’analyse de
structures diffractives complexes (e.g. matrice de fibres), basé sur un réseau diffractif programmable
utilisant un modulateur spatial à cristal liquide qui permet la synthèse de différents fronts d’onde
éclairant l’objet inconnu au moyen de réseaux zonés de longueurs focales et de centrages différents.
Les formes diffractées sont enregistrées sur disque, permettant ainsi les traitements numériques
ultérieurs. L’algorithme de reconstruction est basé sur le principe des "Multi diffraction plane based
algorithms" (Allen & Oxley). Les résultats expérimentaux ont montré que les fonctions de base
permettent de bonnes reconstructions à partir des formes diffractées acquises. Les travaux actuels
visent à améliorer les algorithmes de traitement (adaptation aux techniques à vues multiples
techniques et en extrapolant la gamme des distances de diffraction pour lesquelles elles sont
valables). A ce stade, la technique opère sur des formes diffractées simulées et non des formes
réelles qui seront testées dans la deuxième phase du projet.
II) Les fonctions dynamiques pour le réseau optique :
i) Egaliseur dynamique de gain :
Composant clef du réseau de transport et métropolitain il sert à contrôler la puissance des
canaux WDM, en entrée ou en sortie d’amplificateurs optiques pour aplanir leur réponse spectrale ou
pour compenser les pertes consécutives à l’insertion extraction de longueurs d’onde de noeuds de
routage. Nous avons proposé une amélioration des performances de cette gamme de composants
tirant parti du potentiel de l’espace libre. L’idée consiste à substituer un modulateur spatial du type
PDLC aux solutions à MEMS, comme filtre spatial atténuateur de longueur d’onde. La combinaison
d’une optique dispersive en espace libre et d’un modulateur à PDLC opérant en atténuateur variable
permet de traiter des longueurs d’onde isolées ou des bandes de longueurs d’onde (sans présélection
de voies).
L’emploi d’un PDLC confère insensibilité à la polarisation. Ces améliorations permettent une
réduction du coût, de compacité et davantage de fonctionnalités. La figure ci-dessus donne le résultat
en sortie d’un EDFA après l’égaliseur. Nous avons réalisé les réseaux épais permettant une plus
grande efficacité de diffraction, et permettant de rendre ces réseaux insensibles en polarisation. Nous
avons recherché un compromis efficacité-bande passante et montré qu’il est possible d’avoir une
courbe d’efficacité relativement plate sur la bande C avec une efficacité >80%. Les paramètres
géométriques ont été optimisés pour une très faible dépendance en polarisation (PDL<0,1 dB) et une
dispersion dans le plan du modulateur de l’ordre de 23-30 µm/nm. Une solution utilisant deux réseaux
croisés a été développée par la société Optogone.
ii) Fonction du type multiplexeur Add&Drop reconfigurable :
Une des principales fonctions d’un OADM fixe est d’extraire une longueur d’onde dans un
peigne de longueurs d’onde WDM. Aujourd’hui, les équipementiers exigent plus de flexibilité apportée
par les OADM reconfigurables (R-OADM), en particulier dans les couches métro-politaines qui
nécessitent d’insérer ou d’extraire une ou plusieurs longueurs d’onde à différents points (choix de la
bande et du port comme sur la figure ci-dessous).
Reconfig.
Demux
Equivalent function
S
S
M
S
S
D
S
M
S
S
M
S
Coupe du VCSEL à nano-PDLC
Transposition spectrale en fonction de la
tension
Etant donné qu’il n’y a pas de fonction ROADM clairement définie, de nombreux acteurs
proposent des ROADMs avec des technologies et fonctions différentes. Les technologies actuelles
sont l’optique intégrée, l’acousto-optique, les cristaux liquides, les MEMS classiques et les MEMS
diffractifs. Dans ce cadre, nous avons pris en compte deux approches : une approche réseau afin
d’étudier le besoin de la fonction ROADM et d’en définir les contours, et une approche composant
analysant les différentes technologies. Un prototype a été réalisé fin 2004 dans un cadre industriel, en
collaboration avec les sociétés Optogone et Alcatel Marcoussis et Metconnex.
iii) Eléments accordables à base d’amplificateurs à cavité verticale :
Les lasers accordables sont incontournables pour exploiter la capacité en bande passante des
réseaux métropolitains. Ils apportent de la flexibilité du fait qu’ils peuvent être rapidement accordés à
distance pour s’adapter aux utilisateurs, aux services ou aux évolutions de la circulation de
l’information à bas coûts. L’ENST Bretagne et l’INSA de Rennes ont réalisé le premier Vertical Cavity
Surface Emitting Laser (VCSEL) accordable non-mécaniquement, dans la bande C. Ceci a été
possible grâce à l’optimisation d’une structure à puits quantiques InGaAs couplée à une couche de
6µm de nano-PDLC utilisé comme modulateur d’indice. La figure (b) donne la gamme d’accord
(autour de 10nm) en fonction de la tension appliquée. L’excellent fonctionnement mono-mode sur
cette gamme est observable. Un autre argument décisif, comparé aux solutions mécaniques (type
MEMS) est le temps d’accord. Moins de 30µs sont nécessaires pour couvrir la plage spectrale
complète, rendant ce composant bien adapté aux besoins du réseau d’accès. Sa robustesse et son
faible coût sont d’autres atouts. La précision d’accord est inférieure à 2,5GHz. L’amplitude de tension
est la limitation principale à une extension de la gamme spectrale, 100Volts sont nécessaires pour
atteindre 15nm (20nm pourraient être obtenus sous 150Volts).
Les travaux se poursuivent actuellement visant à augmenter la gamme d’accordabilité et les
vitesses de commutation de manière à les rendre compatible avec les besoins du réseau d’accès.
iv) Fonction de brassage et de routage optique :
Le département d’optique travaille depuis plusieurs années sur l’utilisation de cristaux liquides
pour la génération d’éléments diffractifs de phase au sein de commutateurs optiques spatiaux, en
particulier, les possibilités offertes par les composants LCoS (Liquid Crystal on Silicon) dont les
caractéristiques (dimension, nombre de pixels) permettent la réalisation de dispositifs compacts et
versatiles. Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet RNRT CRISTO, dont l’objectif était
l’assemblage de deux prototypes de capacités respectives 1×32 et 64×64. Les autres partenaires du
projet étaient Alcatel, FT R&D, Thales Avionics LCD et Opto+. Le premier prototype (CF32) a assuré
la connexion entre l’entrée et une des sorties par l'intermédiaire d'un système d'imagerie 4f utilisant un
élément de déflexion programmable dans le plan de Fourier. Le déflecteur est un modulateur spatial
de lumière à cristal liquide ferroélectrique, en technologie LCoS, en réflexion (ci-dessous). Cette
configuration permet en théorie d’assurer une déflexion d’un rendement de 40% (structure à deux
niveaux de phase), insensible à la polarisation et rapide (environ 100 µs).
Le second prototype (CN64) reposait sur une architecture à double déflexion de matrices de
faisceaux collimatés par micro-lentilles (figure ci-dessous). Le modulateur spatial de lumière est à
cristal liquide nématique. Cette solution permet la génération de rampes de phase (efficacité de l’ordre
de 70%), avec temps de réponse de quelques 10ms. Elle nécessite un montage à diversité de
polarisation, prévoyant la réalisation d’un composant spécifique à partir d’un circuit VLSI.
hologram
array
hologram
array
axis of the second
intermediate lens
1
intermediate lens
4
2
3
3 h
2
4
1
array of
input fibres
axis of the first
intermediate lens
intermediate lens
array of
micro-lenses
D
output fibres
array of
micro-lenses
La nécessité de recourir à une filière (0,18µm) plus coûteuse que prévu initialement, a allongé
les délais de réalisation du circuit VLSI. Ceci n’a pas permis de lancer la fonderie du circuit. Mais, du
fait que les fonctions mises en œuvre et les fréquences de fonctionnement ne sont pas critiques, la
validation en conception VHDL de tous les blocs garantit la faisabilité du circuit final. Le procédé
cristal liquide sur Silicium a pété validé sur des circuits tests l’assemblage d’un prototype de capacité
8×8 à base d’un circuit développé par FTR&D. Les tests ont montré des pertes d’insertion et une
sensibilité à la polarisation très proches des spécifications initiales, et des possibilités d’améliorations
notables ont été identifiées. Le prototype n'apporte aucune pénalité sur les signaux optiques à 40
Gbit/s, autant en fonctionnement statique que dynamique.
v) Brasseur acousto-optique 8 vers 8 :
Les cellules acousto-optiques sont en AsGa à 8 voies acoustiques délimitées par 8 électrodes
piézo-électriques de 500 µm de large au pas de 750 µm. Quand une des électrodes (en LiNbO3) est
alimentée par une onde électrique HF sinusoïdale (ici entre 100 et 200 MHz), elle propage dans
l'AsGa une onde mécanique sinusoïdale de même fréquence, qui crée dans le milieu de propagation
un réseau d'indice épais (compression et dilatation du matériau) qui diffracte sur un seul ordre le
faisceau optique fonction du rapport de la longueur d'onde optique sur la longueur d'onde acoustique.
Les faisceaux d'entrée et de sortie issus de fibres optiques sont élargis par des micro-optiques pour
diminuer les contraintes de positionnement. Une optique cylindrique collective collimate les faisceaux
optiques dans l'axe acoustique uniquement pour satisfaire les conditions de Bragg. Une optique
sphérique en configuration de Fourier conjugue les fibres d'entrée et de sortie au grandissement 1
avec une rotation de π/2. Chacune des 8 voies d'entrée ou de sortie peut ainsi, en étant défléchie par
une des 8 fréquences discrètes de son alimentation, être dirigée sur l'une des 8 voies du port opposé.
L'ensemble travaille dans les deux fenêtres télécom. Un premier démonstrateur 4 vers 4 a été réalisé
en collaboration avec l’ENIB financé par la Région Bretagne.
Transmission sur fibre optique :
L’activité se décline suivant trois axes. Le premier concerne la compensation de PMD du 1er
et 2ième ordre pour lequel le département a acquis une compétence reconnue dans le domaine
depuis quelques années. La problématique de la dispersion modale de polarisation (PMD) dans les
télécommunications optiques a été abordée à travers plusieurs axes de recherche. Tout d’abord, dans
le cadre d’un contrat RNRT (COPOLDYN), concernant le développement d’un contrôleur de
polarisation rapide et sans fin pour la compensation de PMD. Les partenaires étaient : Alcatel, Thales,
Highwave et l’INRIA (Loria). Le contrôleur, développé à l’ENST Bretagne, est un assemblage de
lames biréfringentes à base de cristaux liquides à axes tournants grâce à un système d’électrodes en
étoile induisant un champ électrique tournant. Différents types de cristaux liquides ont été testés sous
l’angle de l’optimisation de l’absorption, de la PDL, des temps de réponses et tensions de commande.
Le principe d’une lame à axe tournant (sans fin) et à biréfringence variable a permis d’optimiser les
algorithmes de recherche, en limitant le nombre de paramètres de contrôle. Pour la réalisation des
contrôleurs, une partie de l’activité a été transférée à la société Optogone.
Aujourd’hui il existe divers moyens de compensation pour la dispersion chromatique et pour la
PMD du 1er ordre. A 40 Gbits/s on peut compenser ces effets mais d’autres perturbations ont une
influence plus importante et entraînent des erreurs de transmission. La PMD du 2ème ordre est
analogue à une dispersion chromatique variable et aléatoire et peut s’ajouter ou se retrancher à la
dispersion chromatique proprement dite. Les conséquences des interactions entre la PMD (1er et 2nd
ordres) et les effets non-linéaires ne sont pas parfaitement identifiées. Notre travail a consisté à les
modéliser pour évaluer leur impact sur les systèmes et, dans un deuxième temps, sur la PMD et les
effets non-linéaires. Le problème clef de l’émulation des effets de PMD est également abordé. Une
analyse détaillée des architectures d’émulateurs de PMD a été entreprise et le choix de l’architecture
d’un premier démonstrateur a été effectué. Les recherches dans ce domaine sont menées en
collaboration avec France Télécom dans le cadre d’un contrat de recherche externe et la plate-forme
PERDYN pour les études d’émulateurs. Une collaboration a été amorcée avec Lucent Bell-Labs
(Eindhoven) sur le thème de la gestion de la qualité de transmission notamment par rapport à la PMD
au moyen d’une gestion des ressources en longueur d’onde.
Le deuxième axe concerne le codage et la modulation et s’est concentré sur le
développement et la simulation d’une nouvelle approche pour la transmission d’information sur fibres
optiques. Nous avons conçu une nouvelle allure du signal plus adaptée pour limiter les effets nonlinéares issus de l’effet Kerr et la dispersion chromatique pour des transmissions à haut débit. Nous
avons adopté une stratégique différente de celles utilisées dans le domaine visant la conception d’une
allure du signal qui minimise les effets du chirp issus de la SPM (Self-Phase Modulation). Le chirp
généré par ce type de signal est beaucoup plus petit que celui du signal NRZ (Non-Return to Zero).
Cette allure du signal nous permet d’augmenter la puissance moyenne d’entrée dans la fibre sans
dégrader la performance de liaison. Cette nouvelle approche suit celle adoptée par la plupart des
concepteurs de réseaux intéressés par une plus longue portée et une meilleure qualité des liaisons
avec un minimum d’équipement de ligne. Elle permet de réduire les effets de la SPM dans le cadre de
systèmes à modulation d’amplitude sans augmenter la complexité des réseaux, permettant
d’augmenter la portée de la liaison sans dégradation des performances. De cette façon nous pouvons
espérer une amélioration des performances avec une basse complexité. Les résultats de simulation
sur des fibres SMF confirment les prévisions pour des transmissions de longue portée sous les effets
de l’atténuation, la dispersion chromatique et SPM pour un seul canal.
(a)
(b)
(a) BER v puissance moyenne d’entrée pour 1000 Km (espacé de 100 Km entre amplificateurs). (b) BER v distance pour le
même système que (a). Puissance d’entrée fixée pour la valeur optimale de (a) pour une puissance d’entrée autour de 0dBm.
Le troisième thème concerne la conjugaison de phase optique (OPC) et son application à la
compensation de l’effet Kerr dans les fibres optiques. Nous avons étudié le processus de la
compensation pour les effets non linéaires, incluant l’auto-modulation de phase, la modulation de
phase croisée, l’interaction non-linaire intra-canal, l’amplification non-linéaire du bruit dans un système
OPC. On a démontré que l’OPC avait une capacité à compenser les effets non linéaires. Cependant
sa performance de compensation est influencée par plusieurs facteurs tels que la symétrie de
l’évolution du signal, le régime de la dispersion et la configuration de la liaison. Avec l’optimisation
pour une carte de dispersion donnée, la performance de l’OPC peut être fortement améliorée facilitant
la mise en œuvre de schémas de multiplexage de type TDM ou WDM.
Quand le débit dépasse 160Gb/s par voie, la distance de transmission est très réduite à cause
de la dispersion chromatique et des effets non linéaires. Plusieurs méthodes sont utilisées pour
diminuer la dispersion, afin d'augmenter la distance de transmission : la gestion de dispersion, les
réseaux Bragg dilatés, la fibre à modes d’ordre supérieur et la MSSI (l'inversion de spectre à miportée). Cette dernière technique est attractive car elle compense non seulement la dispersion
chromatique mais aussi l'effet Kerr. L'inversion de spectre se fait au moyen d’un composant PPLN
(Periodically Poled Lithium Niobate). Aujourd'hui, la technique QPM, créant une modulation périodique
du coefficient non linéaire χ2, permet l'accord de phase sur une large bande avec un profil plat.
L'efficacité de conversion et la largeur de bande sont les points clé de la performance du MSSI. Nous
avons modélisé la PPLN afin d'optimiser les paramètres comme le pas de modulation de χ2, le
désaccord de longueur d'onde de pompage, la distribution de température et proposé une méthode
innovante basée sur une segmentation de la PPLN en températures différentes. Par cette méthode,
nous avons obtenu une bande de 100nm de large avec profil plat à 1dB.
Modélisation et dimensionnement de réseau optique:
L’activité comporte un volet principal dédié aux problèmes d’architectures physiques des
réseaux de transport ainsi que des études plus générales d’architecture de réseau, pour les réseaux
cœur (ROM-EO sur un réseau de paquets opto-électronique, terminé en novembre 2005),
métropolitains (évaluation d’anneaux RPR) et d’accès (CRE avec France Télécom depuis septembre
2005).
Les études d’architectures physiques sont axées vers deux thèmes complémentaires:
l'introduction de la transparence dans les réseaux de transport, et la modélisation et le
dimensionnement des réseaux métropolitains colorés. Le premier volet est lié au concept de réseau
hybride, étudié en partenariat avec FT R&D, Alcatel CIT, l’ENST et Optogone dans le cadre du projet
RYTHME. Cette étude porte sur la faisabilité technique et l'intérêt économique de la transparence
optique dans le réseau cœur, par une approche mettant en jeu un design physique du réseau (i .e. un
ensemble de règles de conception physique du réseau) couplé à un dimensionnement, et un routage
pour les réseaux hybrides. Le fil conducteur est le réseau cœur pan-européen qui sert de base au
dimensionnement logique des liens et des nœuds, considéré comme la phase initiale de l'étude. Le
problème de dimensionnement des réseaux transparents hybrides est contraint par la prise en compte
de la physique de la transmission sur fibre optique. Ce point est crucial pour les réseaux dorsaux dont
l’extension géographique peut atteindre plusieurs milliers de kilomètres. Les paramètres physiques
sont traités de façon originale par l’utilisation d’un "vecteur" décrivant la qualité de la ligne, appelé QoT
pour Quality of Transmission. On vise à quantifier l'apport d'une liste pertinente de fonctions
identifiées: compensation dynamique et régénération optique, insérées en ligne et/ou dans les nœuds
du réseau (OADM et OXC). Plusieurs schémas d'implantation des nœuds de routage ont été étudiés:
architectures à modules discrets (WDMUX+matrices de commutation) ou à modules intégrés
(bloqueurs ou Commutateurs sélectifs en longueur d'onde. Une analyse détaillée des problèmes de
diaphonie et de filtrage dans ces structures a été engagée. L’analyse de la diaphonie s’appuie sur des
modélisations analytiques et des simulations sous VPI. L’étude des effets de filtrage a mis l’accent sur
la caractérisation de la fonction de transfert complexe de commutateurs sélectifs en longueurs d’onde
et l’étude de son impact sur le BER à 40 Gb/s, travail mené en collaboration avec les plates-formes
PERSYST et PERDYN.
Le deuxième thème concerne le dimensionnement et l'implantation d'architectures d'anneaux
métropolitains D/C WDM, en vue d'une augmentation de capacité et de flexibilité à coûts réduits. Ceci
doit intervenir où la couche optique doit se positionner par rapport aux technologies de transport
concurrentes comme SDH ou l'Ethernet Gigabit. Cette étude est menée en partenariat avec SAGEM
possédant une bonne expertise des réseaux métropolitains à base d'anneaux SDH. Les travaux sont
conduits dans deux directions. A court et moyen termes, on a proposé et caractérisé une architecture
générique d'anneau STM16 (2,5Gbit/s) flexible, évolutive et bas-coût. La validation de cette solution
repose sur l'emploi croisée du simulateur (VPI-TM) et de la mesure expérimentale sur les modules
optiques passifs et actifs. Le modèle prend en compte la protection optique (OSNCP) et étudie ses
conséquences sur l'ingénierie de transmission de l'anneau (2 fibres), et tout spécialement sur les
paramètres de la chaîne d'amplification. Dans un deuxième temps on a étudié le passage à des
anneaux de plus forte capacité, tant au niveau débit transporté par canal optique (STM64) que du
nombre de canaux optiques dans l'anneau. Le premier point impose des schémas d'émission
/réception/compensation optimisés, le second nécessite un travail de modélisation poussé sur
l'amplification et les composants passifs d'aiguillage optique.
En ce qui concerne les études d’architecture de réseau, le fait le plus marquant est le
lancement d’une activité consacrée aux réseaux d’accès en collaboration avec le département
Informatique et l’ENST et l’INT, dans le cadre d’un CRE France Télécom. Notre action porte sur la
comparaison des architectures point à point et PON et sur le dimensionnement du réseau de collecte
selon différents scénarios d’intégration. En octobre 2005 nous avons organisé le workshop STREON
dédié aux outils pour la recherche et la formation dans le domaine des réseaux optiques, dans le
cadre ePhoton One (//conferences.enst-bretagne.fr/streon2005).
III) Capteurs océanographiques et traitement optique de l’information:
L'évolution des connaissances en matière de déplacement de masses d'eau, de couplage
océan atmosphère passe par le développement de techniques de mesure des paramètres physicochimiques. Dans ce contexte, la mesure de salinité est un paramètre crucial. Elle s’effectue
aujourd’hui via des mesures de conductivité, connaissant la température et la pression. Hélas ces
capteurs sont peu fiables car sensibles aux dégradations dues à l’environnement marin. Ceci suppose
une mesure de l’indice de réfraction avec une certitude >210 -7 équivalant à une certitude de salinité
de 1 x10-3 avec une maîtrise de la fiabilité et de la reproductibilité des mesures. Dans ce cadre l’ENST
Bretagne et le SHOM ont mis au point un réfractomètre optique compact, insensible aux variations de
température et de pression du milieu, qui permet son intégration bas coût dans un flotteur ou une
sonde perdable. Des tests en laboratoire ont validé le principe dans la gamme de résolution
envisagée et la tolérance des paramètres optiques du capteur de position utilisé.
(vue du premier prototype de réfractomètre incluant la source optique sur la partie gauche)
Nous sommes en phase de réalisation d’un prototype pour test en environnement réel
(dispositif embarqué compact et bas coût) dans une sonde ou un profileur, disposant d’une
électronique d’interface et pouvant s’adapter aux différentes agressions de l’environnement (pression,
fouling, etc.). Ce dispositif nécessite la réalisation d’une électronique miniaturisé, de faible
consommation, et un conditionnement du capteur lié aux contraintes environnementales (sonde,
flotteur, profileur). Ce travail est mené en collaboration avec les sociétés Martec et NKE dans le cadre
d’un projet de recherche labellisé par pôle de compétitivité MER. Ifremer apportera ses compétences
dans le domaine de l’utilisation de composants optiques dans un environnement marin (avec le
traitement en particulier des aspects fouling) et la mise à disposition de moyens d’essais à terre et en
mer.
La forte sensibilité de la réponse spectrale d'un réseau de Bragg ou d'un micro-résonateur
devant une variation de pression, de température ou d'indice, permet d'utiliser ces spécificités pour
réaliser des capteurs. Dans le domaine océanographique la demande est importante pour mesurer la
salinité. Une mesure de l'indice de réfraction (ou de la vitesse du son) de l'eau de mer permet de
calculer sa salinité par une formule très précise qui fait intervenir la pression (P) et la température (T)
de l'eau. L'idée est de réaliser un multi-capteur (S,P,T) intégré utilisant les propriétés des polymères
notamment de la biréfringence induite par des variations de pression ou de température dans des
réseaux de Bragg ou de la réponse spectrale d’un micro-anneau avec la salinité. Le degré
2
d'intégration (qqs mm ) permet de les insérer dans des profileurs existants ou d'être aéro-largués en
grande quantité, à moindre coût dans les zones à étudier. Les premières simulations sur réseaux de
Bragg apodisés, guides segmentés ou sur micro-anneaux laissent envisager des résolutions
intéressantes sur les mesures de température, de pression et de salinité.
Transport Intelligent :
Partant de son expérience acquise dans le projet Européen HICOPOS et à travers divers
projets d’élèves et de stages, le département a récemment obtenu un bourse CIFRE avec l’entreprise
Dotmobile pour la mise au point d’une reconnaissance automatique, par système embarqué, de la
signalisation routière verticale (panneaux) et horizontale (lignes blanches). L’application visée est la
création pour les autorités locales d’une base de données de localisation, type, qualité et adéquation
de la signalisation routière comme aide à l’amélioration de la sécurité.
Cryptage optique pour sécurisation de transmission :
Dans le cadre du projet Stopim@ge labellisé par le pôle Images et Réseaux, l’ENST Bretagne
collabore avec FT R&D et la société SmartQuantum à la sécurisation du réseau optique. Les
techniques exploitent le savoir faire en matière de modélisation du réseau optique et des fonctions
Mux/Dmux. Le principe est un brouillage des composantes spectrales en introduisant de retards
variables et aléatoires sur celles-ci. Celui-ci est obtenu à partir d’un système hautement dispersif et
d’un modulateur spatial à cristal liquide (voir ci-dessous). Un filtre d’amplitude complexe agit dans le
plan de Fourier. Les paramètres optiques et géométriques servent de clefs de cryptage.
1.a) basic encryption setup
1.b) some geometrical keys
Seulement quelques pixels sont utilisés pour modifier les composantes spectrales. Ces
contraintes physiques rendent difficiles le crackage du fait de la nécessité d’employer strictement le
même système optique de décryptage en réception. L’originalité est d’introduire dans le calcul des
filtres des contraintes liées à la propagation, de manière à rendre le dispositif le plus transparent
possible pour le support de transmission. Les masques d’amplitude complexe sont calculés à partir
d’une technique du type POCS (Projection Onto Constraint Set) qui rend le percement très complexe
sans connaissance des clefs algorithmiques. Le nombre de pixel entre pour une part également dans
le niveau de puissance d’attaque brute. Un masque de 256 pixels avec 2 niveaux (0 and π) a
1.16x1077 clefs possibles. Un système original de transmission des clefs a été proposé.
La plate-forme Perdyn :
En collaboration avec le laboratoire RESO de l’ENIB le département d’optique a créé la plateforme technologique Perdyn (www.perdyn.fr) dont la mission est de favoriser le rapprochement entre
laboratoires et PME du secteur des STIC avec un intérêt particulier porté à l’ingénierie du réseau
d’accès et le monitoring de fonctions dynamiques de surveillance du réseau optique. Deux des projets
labellisés concernent à ce jour le département d’optique :
Moniteur de Performance Optique : (en partenariat avec Yenista, Optogone)
L’objectif était la réalisation d’un prototype de Moniteur de Performance Optique pour WDM à
50 GHz (λcanal, P-canal, OSNR-canal) associant un réseau de diffraction et d’une caméra InGaAs
512 pixels. Ce dispositif permet de détecter la présence et/ou le niveau de puissance des canaux
dans un système WDM. Un logiciel de reconstruction original a été développée à cette occasion.
Emulateur de PMD : (en partenariat avec Optogone, FT R&D et Persyst).
L’objectif est la génération expérimentale de valeurs fiables et reproductibles de PMD et
l’étude de leurs effets sur les performances des systèmes WDM. Un dispositif expérimental
d‘émulateur est en cours d’étude et sera testé en partenariat avec FT R&D et la plate-forme Persyst.
II.2.3.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-ENST (ACL.c)
ACL.c-2.
pp.171-175, dec 2002.
ACL.c-3.
ACL.c-4.
pp.353-359, jan 2003.
ACL.c-5.
B.E.BENKHELFAT, E.H.HORACHE, Q.ZOU, B.VINOUZE: “An electro-optic modulation technique for direct
and accurate measurement of birefringence”, Optics Communication, Vol.38, n°19, pp.1122-1123, jul 2003.
ACL.c-6.
ACL.c-7.
T.LOUKINA, R.CHEVALLIER, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE, M.BARGE: “Dynamic spectral equalizer
using free-space dispersive optics combined with a polymer dispersed liquid crystal SLM”, Journal of
Lightwave Technology, Vol.21, n°9, sep 2003.
ACL.c-1.
M.GADONNA, P.GROSSO: “In-situ method for removing refractive index chirp in fiber Bragg grating
photo-written by Lloyd mirror”, Optical Fiber Technology, Vol.9, Issue 4, pp.260-269, oct 2003.
ACL.c-9.
B.FRACASSO, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE, M.RAZZAK, C.UCHE: “Design and performance of a
versatile holographic liquid crystal wavelength selective optical switch”, Journal of Lightwave Technology,
Vol.21, n°10, oct 2003.
ACL.c-10.
K.GNANVO, Z.Y.WU: “Calibration of a 2 dimensional hydrogenated amorphous silicon thin film
position sensitive detector (2D a-Si:H TFPSD)”, The European Physical Journal - Applied Physics, Vol.24,
n°3, pp.231-239, dec 2003.
ACL.c-11.
P.CHANCLOU, B.VINOUZE, M.ROY, C.CORNU, H.RAMANITRA: “Phase shifting VOA with polymer dispersed
liquid crystal”, Journal of Lightwave Technology, Vol.21, n°12, pp.3471-3476, dec 2003.
ACL.c-12.
M.LARDIER, G.KERYER, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE: “Multireference binary phase-only filter
optimized by regions of support”, Applied Optics, Vol.42, n°35, pp.6995-7007, dec 2003.
ACL.c-13.
J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE: “Engineering liquid crystals for optimal uses in optical
communication systems”, Liquid Crystals, Vol.31, n°2, pp.241-26, feb 2004.
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induce high refractive index variations”, Journal of Physical Chemistry B, Vol.108, n°9, pp.2801-2806, mar
2004.
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wavelength demultiplexing systems”, Optical Engineering, Vol.43, n°3, pp.718-727, mar 2004.
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un dispositif à réseau intracavité inscrit sur cristaux liquides”, Journal de Physique IV, Vol.119, pp.129-130,
nov 2004.
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C.E.PEREZVALENZUELA, M.MORVAN, M.GADONNA, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE: “Ultralinear
transmission modulation: a new amplitude modulation coding for high efficiency fibre optic transmissions”,
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.17, Issue 3, pp.708-710, mar 2005.
ACL.c-30.
X.TANG, Z.WU: “Suppressing modulation instability in midway optical phase conjugation systems by
using dispersion compensation”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.17, n°4, pp.926-928, apr 2005.
ACL.c-31.
P.CHANCLOU, B.VINOUZE, M.ROY, C.CORNU: “Optical Fibered Variable Attenuator Using Phase Shifting
Polymer Dispersed Liquid Crystal”, Optics Communication, Vol.248, Issues 1-3, pp.167-172, apr 2005.
ACL.c-32.
ACL.c-33.
X.TANG, Z.WU: “Nonlinear noise amplification in optical transmission systems with optical phase
conjugation”, Journal of Lightwave Technology, Vol.23, n°5, pp.1866-1873, may 2005.
ACL.c-34.
A.AFONSO, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE, N.WOLFFER, Y.DEFOSSE, P.GAUTIER: “Dynamic bandpass
filtering using a programmable interferometer array”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.17, Issue 5,
pp.1079-1081, may 2005.
ACL.c-35.
M.BARGE, D.BATTAREL, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE: “A polymer-dispersed liquid crystal-based
dynamic gain equalizer”, Journal of Lightwave Technology, Vol.23, pp.2531-2541, aug 2005.
ACL.c-8.
L.DUPONT, W.RONG, J-C.VIVALDA: “Endless Polarization Control Using Two Rotatable Wave Plates
with Variable Birefringence”, Optics Communication, Vol.252, Issues 1-3, pp.1-6, aug 2005.
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X.TANG, Z.WU: “Reduction of Intrachannel Nonlinearity Using Optical Phase Conjugation”,
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ACL.c-38.
S.MASSENOT, J-L.KAISER, M.CAMACHOPEREZ, R.CHEVALLIER, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE:
“Multiplexed holographic transmission gratings recorded in holographic polymer-dispersed liquid crystals:
static and dynamic studies”, Applied Optics, Vol.44, Issue 25, pp.5273-5280, sep 2005.
ACL.c-39.
maintaining fibre for coupling with 1.55 µm quantum dot devices”, Optics Communication, Vol.255,
Issues 4-6, pp.278-285, nov 2005.
ACL.c-40.
H.GOURAUD, P.DIBIN, L.BILLONNET, B.JARRY, E.LECROIZIER, M.BARGE, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE:
“Reconfigurable and tunable microwave photonics bandpass slicing filter using a dynamic gain equalizer”,
Microwave and Optical Technology Letters, Vol.48, Issue 3, pp.562-567, mar 2006.
ACL.c-41.
Q.HE, S.MASSENOT, I.ZAQUINE, R.CHEVALLIER, A.MARUANI, R.FREY: “Band edge induced Bragg diffraction
in 2D photonic crystals”, Optics Letters, Vol.31, Issue 9, pp.1184-1186, may 2006.
ACL.c-36.
ACL.c-42.
II.2.3.E) Liste des brevets FOTON-ENST (BRE.c)
20-oct-2003.
BRE.c-1.
II.2.3.F) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-ENST (OUV.c)
II.2.3.G) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-ENST (SCL.c)
L.DUPONT, J-L.DEBOUGRENET DE LATOCNAYE, M.GADONNA, T.SANSONI: “Contrôleur de polarisation
rapide à cristaux liquides pour la compensation de PMD du premier ordre”, Annals of Telecommunications,
Vol.58, n°9-10, sep-oct 2003.
SCL.c-1.
P.GRAVEY, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE, B.FRACASSO, N.WOLLFER, A.TAN, B.VINOUZE, M.RAZZAK,
A.KALI: “Liquid crystal-based optical space switches for DWDM networks”, Annals of Telecommunications,
SCL.c-2.
Vol.58, n°9-10, pp.1378-1400, sep-oct 2003.
Vol.5249, pp.501-507, feb 2004.
SCL.c-4.
SCL.c-3.
SCL.c-5.
O.DEHAESE, H.FOLLIOT, S.LOUALICHE:
“1.55 µm optically pumped tunable VCSEL based on a nano-polymer
SCL.c-6.
II.2.3.H) Liste des conférences sur invitation FOTON-ENST (INV.c)
II.2.3.I) Séminaires FOTON-ENST (SEM.c)
SEM.c-1.
er
SEM.c-2.
SEM.c-3.
M.GADONNA: “Intégration Optique: Technologies et fonctions pour les télécommunications”,
Journée de la Photonique et de l'Optique Moderne (JPOM), Lannion, France, mar 2006.
II.2.3.J) Communications orales FOTON-ENST (CO.c)
CO.c-2.
CO.c-3.
CO.c-4.
D.BOSC, P.GROSSO, C.ARNAUD, P.FERON: “Optique guidée planaire polymère -vers une large
intégration - exemple des microrésonateurs”, Colloque de l’Action Spécifique n° 36 CNRS-STIC «
Communications Numériques Optiques et Systèmes “Tout Optique” » (COSTO), ENST Paris, France, dec
2003.
CO.c-5.
CO.c-6.
integration with polymer technology”, 12th European Conference on Integrated Optics (ECIO'05),
CO.c-1.
CO.c-7.
Vol.6185, 61850W, apr 2006.
CO.c-8.
avr 2006.
CO.c-9.
C.CARRE, O.SOPPERA, C.CROUTXE-BARGHORN: “Développement de matériaux photopolymérisables
pour l’optique: de la conception aux applications”, colloque FOCALE, Rennes, avr 2006.
TOCNAYE, L.DUPONT: “Design and fabrication of a tunable InP-based VCSEL using a electro-optic index
CO.c-10.
modulator”, International Conference on Indium Phosphide & Related Material, proceedings pp.64,
may 2006.
CO.c-11.
F.GUATTARI, G.MAIRE, S.JRADI, C.ARNAUD, G.PAULIAT, C.CARRE, G.ROOSEN: “Homodyne detection of
microholograms”, final workshop COST P8 « Materials and Systems for Optical Data Storage and
Processing », Loutraki, Greece, may 2006.
II.2.3.K) Communications par affiche FOTON-ENST (CA.c)
feb 2003.
CA.c-1.
CA.c-2.
laser”, Conference on Lasers and Electro-Optics Europe 2003 / 7th European Quantum Electronic
Convention (CLEO-Europe/EQEC 2003), Munich, Germany, jun 2003.
CA.c-3.
disks): WGMs FDTD simulation”, Optical Systems Design 2003 (OSD 2003), [5249-61], proceedings of
SPIE, Vol.5249, pp.501-507, Saint-Etienne, France, oct 2003.
CA.c-4.
CA.c-5.
CA.c-6.
CA.c-7.
CA.c-8.
CA.c-9.
CA.c-10.
P.GROSSO, D.BOSC: “Réseaux d’accès en WDM à base de micro-résonateurs”, Salon de la Recherche
de France Télécom, Paris, France, juin 2005.
CA.c-12.
F.GUATTARI, G.MAIRE, S.JRADI, C.ARNAUD, G.PAULIAT, C.CARRE, G.ROOSEN: “Photopolymer characterization
for Lippmann microholographic storage”, final workshop COST P8 « Materials and Systems for Optical Data
Storage and Processing », Loutraki, Greece, may 2006.
CA.c-13.
S.JRADI, O.SOPPERA, C.CARRE, D.J.LOUGNOT: “Développement et optimisation de micro-pointes optiques
polymères pour des applications en SNOM”, colloque FOCALE, Rennes, France, avr 2006.
CA.c-14.
F.GUATTARI, G.MAIRE, S.JRADI, C.ARNAUD, G.PAULIAT, C.CARRE, G.ROOSEN: “Caractérisation d'un
photopolymère pour le stockage de données par microréseaux de Lippmann”, colloque FOCALE, Rennes,
France, avr 2006.
CA.c-11.
II.2.3.L) Récapitulatif pour chaque permanent de FOTON-ENST
NOM, Prénom
Corps
grade
Nbre de
publications
avec comité
de lecture
Nbre de
communications
orales
internationales
Nbre de
chapitres
d’ouvrages
ou ouvrages
Nbre de
brevets
CARRE, Christiane (11-05)
CHEVALLIER, Raymond
DEBOUGRENET DE LA
TOCNAYE, Jean-Louis
DUPONT, Laurent
FRACASSO, Bruno
GRAVEY, Philippe
CR1
MCF
PR1
0 (15)
8
14
2 (23)
0
3
0
0
0
0
0
0
Taux annuel
de
publications
avec comité
de lecture
5
2
3,5
MCF
MCF
DE2GET
MCF
MCF
PR1
IEGET
IEGET
IEGET
IEGET
5
1
1
2
0
0
0
0
0
0
0
0
1,25
0,25
0,25
1
1
5
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,25
0,25
1,25
0,75
7
1
0
1
1,75
4
1
0
0
1
6
0
0
0
1,5
HEGGARTY, Kevin
WOLFFER, Nicole
WU, Zong Yan
GADONNA, Michel
GROSSO, Philippe
HARDY, Isabelle
VINOUZE, bruno
II.2.3.M) Liste des thèses soutenues pour FOTON-ENST
Nom
Afonso
Prénom
Directeur(s) de
thèse
Perez
Valenzuela
Ramanitra
Andrianavalona
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Emmanuel J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Luc
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Jean-Luc
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Amal
N. Wolffer
Melody
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Tatiana
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Sébastien J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Alexandre J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Vincent
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Carlos
J.L. de Bougrenet
Eduardo
de la Tocnaye
Hary L.
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Razzak
Mustapha
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Sansoni
Thierry
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Di Mambro
Faget
Kaiser
Kali
Lardier
Loukina
Massenot
Mazine
Nourrit
Alexandre
Date de
soutenance
15-déc-05
Numéro des
publications
ACL.c: 19-34
13-janv-05
12-déc-03
Mode de
financement
(*)
CIFRE
Situation
professionnelle
(*)
CDD ONERA
(Détaché E.N)
CIFRE
PRIVE
11-mai-04
ACL.c: 18-25-26-38
A
PRIVE
28-mai-04
28-nov-03
SCL.c: 2
ACL.c :12
A
A
PRIVE
17-oct-03
ACL.c: 7-27
(Fin. extérieur)
ASSOC
03-févr-06
ACL.c: 25-27-38-41
A
POST-DOC ETR
A
POST-DOC FR
ACL.c: 15
A
PRIVE
13-mars-06 ACL.c: 29
A
CDD GET
24-mars-04 ACL.c: 11-23
A
PRIVE
ACL.c: 9
SCL.c: 2
A
PRIVE
30-mars-04 SCL.c: 1
A
05-janv-06
28-juin-02
01-juil-03
Nom
Prénom
Tan
Antoine
Uche
Chidi
Rong
Weifeng
Tang
Xuefeng
Directeur(s) de
thèse
Date de
soutenance
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye et
W.A. Crossland
J.L. de Bougrenet
de la Tocnaye
Z.Y. Wu
10-juin-02
14-juil-03
SCL.c: 2
Mode de
financement
(*)
INDUSTR
Situation
professionnelle
(*)
PRIVE
ACL.c: 9
COLL TER
PRIVE
A
POST-DOC ETR
COLL TER
POST-DOC ETR
Numéro des
publications
31-mars-06 ACL.c: 36
18-nov-05
ACL.c: 22-30-33-37
II.2.3.N) Ressources annuelles de l’équipe au cours du contrat antérieur
FOTON-ENST Brest
Total CG
2002
2006
Total général
Moyenne annuelle
Brest:
850 000 €
850 000 €
75 000 €
75 000 €
150 000 €
150 000 €
150 000 €
150 000 €
550 000 €
550 000 €
1 775 000 €
355 000 €
II.2.4. Rapport scientifique du CCLO
centre commun de
ENST-Bretagne.
recherche technologique partagé entre FOTON-ENSSAT et FOTON-
II.2.4.A) Composition de l’équipe en permanents et non permanents, ITA, IATOS :
Centre Commun
Lannionnais d’Optique
(CCLO)
Thomas BATTE
Dominique BOSC
Michel GADONNA
Philippe GROSSO
Michel GUILLOU (2001-2005)
Séverine HASEART (50%)
Isabelle HARDY (80%)
Frédéric HENRIO (2004-2006)
Robert MADEC (80%)
Serge MOTTET
Philippe ROCHARD
Monique THUAL
IE CDD (jusque 09-04)
IR1 HDR (Responsable)
IGE-GET
IGE-GET
IE
AI CNRS
IGE-GET
IE CDD responsable Salles Blanches
TEC
PR2
IE
MCF puis PR2 (2006)
Contractuels >=6 mois dans la
période :
Carole ARNAUD
NganThi Kim NGUYEN
IR
Post-Doc
Contractuels trois mois :
Pascal AUDRAN
Muriel BAPTISTE
Arnaud LAURENT
Doctorants
CCLO
Imane ASSAID
Carole ARNAUD
Directeur de
thèse
D. Bosc
P. Féron
Azar MAALOUF
D. Bosc
Khalida MESSAAD
Jean-Marc
CRAKOWSKI
Damien MALARDE
Gaetan ROTTIER
IE
AI
IR
Co-responsable
I. Hardy
P. Grosso
Soutenance 2004
Soutenance 2004
D. Bosc
L. Fontaine
D. Bosc
Soutenance programmée
2007
Soutenance prévue 2009
Z.Y. Wu
M. Thual
P. Grosso
J.M. Goujon
internationale
La thématique des travaux du CCLO est composée de deux thèmes qui se complètent tout
en étant très différents. Le premier concerne l’étude de fonctions de couplage en optique guidée et, le
second, développe l’étude de technologies d’optique intégrée pour concevoir de nouvelles fonctions
optiques. Ce dernier constitue la part la plus importante du CCLO en terme d’efforts.
Le premier thème a bénéficié d’une continuité d’études engagées quand l’équipe
était à France Télécom R&D avant 2001 et consiste en particulier en l’étude de microlentilles fibrées
pour améliorer les couplages fibres à fibres ou fibres–guides et fibres-composants. A cela se rajoute
une activité de caractérisation optique et d’assemblage en module, cette dernière relevant de la
conception et prestation d’éléments pour des laboratoires ou des équipes tiers. L’activité microlentilles
est orientée vers le couplage de mode de plus en plus petit et la maîtrise de modes élargis, pour
répondre aux évolutions de l’intégration de plus en plus forte de l’optique guidée et aussi aux défis de
la connectique à haut flux par exemple. Par ailleurs ce type de couplage peut servir et nous l’avons
montré dans des zones intra-composants (laser à cavité externe par exemple, voir aussi collaboration
récente avec CEM2 : A.A. Ondo, J. Torres, C. Palermo, L. Chusseau, M. Thual, “Two mode operation
of 4-section semiconductor laser for TeraHertz generation by photomixing”, Session 4, semiconductor
lasers and laser dynamics, Strasbourg, SPIE Photonics Europe, April (2006)). Ce type de
microlentilles (~ 5 sans compter les variantes) avait donné lieu à plusieurs transfert de savoir faire
(2000-2003). Cependant des travaux restent à faire pour expliquer un certain nombre de points (par
exemple troncature du faisceau gaussien : M. Thual, D. Malardé, Benoit Abhervé-Guéen, P Rochard,
P. Chanclou, « Truncated Gaussian beams through micro-lenses based on a graded index section »,
A paraître dans Optical Engineering en 2006). Les avantages de ces technologies pour le couplage et
la mise en module sont telles que nous avons un flot continu de demandes externes à l’équipe mais
aussi externe à FOTON ce qui montre l’importance de cette activité qui nécessiterait un appui
technique important hors programme de recherche.
Le deuxième thème s’appuie sur nos compétences en optique intégrée et fonctions
optiques ainsi que sur les moyens technologiques (2 salles blanches et chaîne de réalisation de
circuits optiques). La stratégie choisie est d’une part de réaliser et étudier de nouvelles fonctions
optiques compatibles avec nos moyens et qui intéressent en aval les laboratoires partenaires du
CCLO et, d’autre part, d’étudier les technologies nécessaires à ces réalisations pour améliorer les
fonctions et développer aussi des méthodes originales autant que faire se peut. En parallèle, nous
initions des études sur l’amélioration des matériaux avec des partenaires en amont, de façon à ce
que, le lien amont-aval étant ainsi créé, la recherche puisse porter ses fruits. Du point de vue des
technologies, nous étudions deux méthodes de réalisation de guides avec des matériaux polymères.
La première consiste à graver des guides canaux de manière assez classique mais en
raffinant les étapes intermédiaires (pour rendre compatible les matériaux et améliorer la résolution)
afin de viser une plus grande densification de circuits et d’intégration de fonctions (D. Bosc, A.
Maalouf, P. Grosso, S. Haesaert, I. Hardy, M. Thual and T. Batté, “Potential of optical circuits
integration with polymer technology”,ECIO 2005 communication orale, Proceedings, pp. 211-214,
(2005)). De ce fait là, l’activité couplage du premier thème est aussi un atout pour toutes les
caractérisations et la connectique de ces guides à modes très confinés.
La seconde technologie est plus originale car elle consiste à photo inscrire des guides
par modification photochimique localisée de l’indice de réfraction. Dans ce dernier cas nous avons
obtenus le record de contraste d’indice à 1550nm stable par rapport à tout type de matériaux de
guides photosensibles (D. Bosc, P. Grosso, I. Hardy, I. Assaïd, T. Batté, S. Haesaert, and B. Vinouze,
“High refractive index contrast in a photosensitive polymer and waveguide photo-printing
demonstration.” Optics Communications, Vol. 235/4-6, pp.281-284, (2004)
I. Assaïd, D. Bosc, I. Hardy, “Improvements of the Poly(vinyl cinnamate) photo-response in
order to induce high refractive index variation”, Journal of Physical Chemistry B,( 108), 2801-2806,
(2004). Le prochain programme consistera à exploiter cette méthode pour réaliser des fonctions
photo-inscrites et montrer tous les avantages que l’on peut tirer de cette technique. Peu de
laboratoires ont une activité soutenue dans ce domaine car beaucoup ont réalisé un premier essai de
photo-inscription en marge d’autres programmes et n’ont pas poursuivi. Le niveau de performances
atteint ici devrait nous permettre de développer ce domaine tant sur le plan des matériaux, de la
technologique et des fonctions.
Quant à l’étude de fonctions qui pour l’instant utilise la première technologie, elle est
surtout focalisée sur celle des filtres à base de micro-résonateur en profitant d’une collaboration
étroite avec le GPL de FOTON-ENSSAT (Thèse commune de Carole Arnaud soutenue en décembre
2004). Dans ce domaine la concurrence internationale est importante car plusieurs gros laboratoires
atteignent un niveau de réalisation très approfondi (MIT, Yokohama University, University of
Rochester, etc…..). Même si nous maîtrisons la réalisation de guides de 1,5µm de large et des interguides de 800nm en photolithographie classique il est difficile de rivaliser avec les technologies
d’extrême UV et de e-beam. Cependant nous essayons de mettre à profit dans le prochain
programme nos compétences « guide » pour réaliser des fonctions très spécifiques à base de
matériaux non linéaires optiques (projet régional GALOP de porte optique ultrarapide) par exemple ou
bien des filtres accordables insensibles à la polarisation (projet SelectAccès issu d’ALLOCDYN porté
par le CCLO et labellisé par le pôle Image & Réseaux.
II.2.4.C) Présentation des résultats de FOTON-CCLO
Le bilan ici est présenté par sous thèmes des deux thématiques exposées ci-avant.
a) Etude de microlentilles fibrées
Les travaux dans ce domaine permettent de concevoir des micro-lentilles en bout de
fibres, afin de répondre aux besoins des laboratoires mais aussi ont permis d’effectuer des transferts
de savoir-faire vers les industriels (Optogone, Alcatel, Highwave, BTG). Plusieurs types de microlentilles ont été conçus et étudiés permettant d’adapter le diamètre du mode (10µm) d’une fibre
monomode standard à celui d’un mode d’un autre guide. Le type de base est la lentille
GRADISSIMO® qui permet d’adapter le diamètre du mode de 5 à 60µm, en relâchant
considérablement les tolérances de positionnement dans l’axe optique. Durant la période, une
nouvelle micro-lentille (ML) a été étudiée et mise au point au CCLO avec FOTON-ENST-Bretagne. Il
s’agit de ML à mode expansé, dite « EXPANSIMO ». Cette ML permet de maintenir un faisceau
Gaussien et expansé sur plus de 20 cm (application pour haut flux) ce qui est un atout considérable
pour la reproductibilité de la connectorisation (tolérance totale sur la longueur de polissage et les
reprises éventuelles). En outre, au couplage fibre à fibre cette ML relâche les tolérances latérale et
axiale de 2,2 à 4µm et de 52 à 190 µm respectivement. Par ailleurs les pertes et le «return loss » sont
à des niveaux très bons puisqu’ils sont de l’ordre de 0,8 dB et plus de 50 dB respectivement.
Par la suite, nous avons mis au point de nouvelles microlentilles à base de fibre à
gradient d’indice 125 (GI 125). L’intérêt de cette fibre dont le gradient d’indice s’étend sur la totalité du
diamètre est de permettre d’accroître la gamme de diamètres de modes et de distances de travail de
nos micro-lentilles par rapport aux précédents travaux (GI 85), et ce qu’elles soient à profil d’extrémité
plan comme les Gradissimo® ou encore à profil hyperbolique comme les gradhyp et hypergradissimo.
Nous obtenons ainsi des diamètres de modes allant d’une valeur proche du micron avec les
profils hyperboliques à des valeurs de 90 µm avec les Gradissimo® à base de GI 125. Ces différentes
lentilles sont utiles dans de nombreuses applications y compris celles qui nécessitent des fibres à
maintien de polarisation.
Nous effectuons de plus un travail scientifique de fond sur l’étude de la propagation de
faisceaux gaussiens dans ces microlentilles que nous avons développées. En particulier nous avons
réalisé une étude sur la troncature du faisceau et de son influence sur les performances de couplage
dans le cadre d’un stage de master recherche Phyphoton (Damien Malardé 2005).
Dans le cadre des fonctions de couplage il faut noter aussi notre participation
importante à deux projets d’aiguillage optique exploitant les effets acousto-optiques pour lequel nous
avons été sollicités pour la fonctionnalité acousto-optique propre et pour le couplage.
De même, la fréquente demande en caractérisation de modes de propagation de plus
en plus petits nous a amené à concevoir et réaliser un banc de mesure de diamètre de mode en
champ lointain, dont la photo se trouve en fin de paragraphe II.1.4.
b) Photo-inscription de guide
Depuis 2002, le CCLO étudie la possibilité de photo-inscrire en UV, des guides planaires pour
simplifier le procédé de réalisation de circuits optiques (pas de gravure). Cette méthode permettrait
aussi de réaliser certaines opérations plus facilement : réseaux de Bragg, connectorisation,
ajustement par UV post-process pour certaines fonctions optiques très sensibles à la phase. Outre de
bonnes transmissions optiques, le défi réside dans l’obtention de forts contrastes d’indice entre le
cœur et la gaine optique du guide.
Le principe de création d’une différence d’indice (Δn) pour créer le guide, consiste à modifier
la conjugaison électronique du polymère (ici le PVCi = polyvinylcinnamate) par insolation sous UV
moyens et profonds.
Les résultats sont très encourageants puisqu’un contraste d’indice de plus de 0,025 à 1550nm
a été obtenu, quasi-indépendant de l’épaisseur du film, ce qui suggère un très faible gradient d’indice
vertical.
Ceci a été obtenu lors des travaux de thèse de Imane Assaïd (soutenue en décembre 2004).
Nous avons émis l’hypothèse que des effets antagonistes contraient la diminution d’indice attendue
par réduction de la conjugaison électronique par création de groupement cyclobutane par ouverture
de la double liaison du cinnamate. Effectivement nous avons montré que deux effets avaient tendance
à augmenter l’indice à 1550nm loin de la bande d’absorption, la densification du matériau lors de la
réticulation et surtout une photo-oxydation par les UV inférieurs à 310nm. Par filtration des UV et en
contrôlant la température nous avons réduit considérablement ces effets et abouti aux résultats sus
mentionnés. Ceci constitue un record à cette longueur d’onde et ouvre beaucoup de perspectives
d’applications. Deux gros industriels de l’optique nous ont contactés pour des études en optique
guidée et en optique spatiale. Notons que nous avons initié dans un laboratoire ligérien de chimie
macromoléculaire l’étude de la synthèse de polymère au moins aussi sensible aux UV moyens mais
avec des propriétés technologiques et d’usage renforcées (Projet POSO avec UMR 6011 UCO2M et
LSO UMR 6513).
c) Technologie de guides gravés en polymère.
Cette étude a démarré en 2003 dès que le CCLO a pu s’installer dans ses locaux et
bénéficier de deux salles blanches. Le but ici est de mettre au point une technologie de réalisation de
guides canaux monomodes en configuration « ridge » avec des matériaux polymères. Les
caractéristiques recherchées, outre des pertes raisonnables, visent à obtenir des guides les plus
confinés possibles tout en étant compatible avec de la photolithographie standard (UV 365 nm) dont
nous disposons en salle blanche classe 1000. Ceci est fait dans l’esprit de pouvoir réaliser certaines
fonctions miniaturisées. Le déroulement de travaux a suivi les phases attendues dont la recherche
des matériaux compatibles, leur mise en œuvre, l’analyse de certains phénomènes indésirables tels
que le manque d’adhérence et surtout l’apparition dans certains cas de rides indésirables pour la
gravure des ridges et la transmission optique.
Apparition des rides de surface d’un film de PMMA recouvert d’une couche pince d’or (vues
AFM après recuit à des températures de : a) 20°C; b) 80°C; c) 90°C; d) 100°C; e) 105°C; f) 110°C.
Ce dernier point a donné lieu à une étude fine de cinétique d’apparition de ces rides qui nous
a permis d’étayer des hypothèses et de trouver des solutions pour certains matériaux. Ainsi, ces
défauts apparaissent durant le dépôt de couches barrières inorganiques assurant la protection de la
couche inférieure au dépôt de la couche supérieure mais aussi la sélectivité de la gravure par plasma
RIE entre la zone à graver et la zone cœur du guide. Ils se produisent aussi quand un recuit est
nécessaire avant révélation de la résine de photolithographie avec les résines positive à base de
diazoquinone. Nous avons montré qu’il est nécessaire que la transition vitreuse du polymère qui subit
le dépôt et/ou le recuit soit supérieure à 120°C.
Ceci nous a amené après mise au point des dépôts successifs, de la gravure plasma et du
matériau de superstrat, à réaliser dans un premier temps des guides canaux à base de PMMA
renforcé en cœur de guide.
Images au MEB de ridge après photolithographie et gravure plasma en PMMA non renforcé
(3x3 µm²) a) et en PMMI b), (1,5µm²x 2,5µm²).
Les contrastes d’indice de réfraction obtenus sont de 0,08 autorisant des rayons de courbure
de 120µm qui même s’ils sont supérieurs à ceux obtenus pour des guides semi-conducteurs sont
largement inférieurs à ce qu’il est possible de faire en technologie silice dopée Ge (Rmin ~ 1 à 2mm).
Par la suite nous avons utilisé comme matériau de cœur du PMMI augmentant le contraste
d’indice de 0,113 et des rayons de courbure inférieurs à 90µm (pour des pertes tolérées de
0,01dB/cm). Le travail sur la photolithographie (formulation d’un photorésist, modélisation de la
diffraction du masque) a permis de réaliser des interguides aussi petits que 800nm avec une très
bonne définition.
Nous avons étudié les facteurs de pertes de ces guides et montré que sur les 1dB/cm environ
sur toute la bande C, 0,2 dB/cm était dû au matériau (et à sa pureté) et 0,8 dB/cm dû à des
imperfections du guides. Très récemment nous venons de montrer par réflectométrie à faible
cohérence que ces défauts n’étaient pas localisés sur les flancs des « ridges » mais en bout de guide
à cause de la technique de clivage de ce type de composite qui n’est pas encore totalement maitrisée.
Ces travaux constituent en partie la thèse de Azar Maalouf qui sera soutenue en début 2007.
d) Réalisations de fonctions optiques intégrées
d.1 Fonctions passives miniaturisées. Nous avons mis à profit la technologie
d’optique intégrée « ridge » que nous commençons à maîtriser pour étudier la faisabilité de fonctions
passives à base de micro-résonateurs en anneaux intégrés.
Ceci fait suite à une étude de modélisation réalisée lors de la thèse de Carole Arnaud
soutenue en décembre 2004. Cette étude supportée par France Télécom R&D nous a permis de
comparer différentes configurations de fonctions OADM et DEMUX.
Cela a permis de dégager des domaines d’applications avec des micro-résonateurs à relatif
gros diamètres (>50µm) pour la réalisation de filtres et multiplexeur WDM dans la bande C. Le travail
de thèse a consisté en parallèle à mettre au point la modélisation (par FDTD avec un modèle simplifié
pour réduire les temps de calculs) et définir les caractéristiques des guides et anneaux.
Après avoir montré le couplage de micro-sphère et de guide à cœur affleurant fabriqués par
photo-inscription dans du PVCi, nous avons entrepris de réaliser des micro-résonateurs intégrés
planaires avec les technologies PMMA et PMMI décrites plus haut.
Nous avons caractérisé ensuite des « add and drop » (OADM) à double anneaux où l’on
observe bien la résonance mais les niveaux de transmission sont faibles et une caractérisation
complète exigerait de savoir « pigtailliser » des microlentilles aux 4 entrées-sorties du composant.
Les masques de photolithographie sont conçus en interne ce qui nous a permis de prévoir un
démultiplexeur 1x8 dont la caractérisation pose les mêmes problèmes que les OADM.
Il faut noter que ce type de composant avec notre technologie permet de réduire de
plus d’un facteur 100 la taille par rapport aux AWG à base de silice dopée Ge.
d.2. Fonctions passives photo-inscrites. Afin de montrer tous les avantages de la
technologie de photo-inscription originale au CCLO, nous venons d’entreprendre l’étude de la
réalisation de fonctions qui pourraient bénéficier de cette technique. Ainsi nous avons fait une
première démonstration d’écriture de réseaux de Bragg avec une source simple (type lampe Hg) à
faible cohérence, grâce au fait que les guides sont à cœurs affleurant. Ce point a encore besoin d’être
étayer pour tirer des conclusions. Nous avons aussi profité de la photosensibilité du matériau pour
réaliser des adaptateurs de mode en bout de guide par simple modification de l’indice de réfraction du
cœur. Ceci peut se faire post-process et sans au préalable avoir besoin de calculer la modification de
la taille du guide sur le masque de photoinscription. Ceci est un essai préalable à ce qui pourrait être
une étude plus conséquente sur l’amélioration globale des problèmes de connectorisation de circuits
à des fibres.
D’autres travaux sont prévus tels que la combinaison des deux technologies pour notamment
faire des fonctions en 3D et en particulier des micro-résonateurs, de façon à maîtriser des zones de
couplage submicroniques. Tout ceci devait faire l’objet d’un projet européen type FET open dans le
6ième appel du domaine IST, que nous avons monté en 2005. Il en ressort des commentaires reçus,
que ce type de projet se situe à la charnière des FET et des STREP (pas assez futuriste mais aussi
pas assez mur pour intéresser un gros industriel). Nous pensons aussi que cette technologie pourrait
présenter un certain nombre d’avantages pour réaliser des capteurs intégrés (du fait par exemple de
cœur de guide affleurant).
d.3.Fonctions intégrées non linéaires.
L’idée ici est d’essayer d’exploiter les matériaux qui ont les plus forts χ (3) de type
électronique afin de faire des portes tout-optiques ultra-rapides (ps et moins) pour des fonctions de
régénération tout-optique entre autres, mais aussi d’autres fonctions (sources Térahertz, aiguillage
solitonique etc..). Ainsi il est bien connu depuis près d’une vingtaine d’année que des polymères
conjugués (tels que polydiacétylènes, polythiophènes, polymères à échelles, nanotubes de
carbones….) ont des susceptibilités non linéaires d’ordre 3 bien supérieures aux matériaux
inorganiques (plus de 10 à 100 fois certains chacogénures et l’AsGa et plus de 10000 fois la silice
dopée). Cependant ces matériaux qui sont très étudiés actuellement pour les OLED et le
photovoltaïque, non pu être mis sous forme de guides monomodes et exploités en optique non
linéaire bien que l’on puisse relever dans la littérature un certain nombre de tentatives. Nous venons
d’entreprendre ainsi en 2006, l’étude de la réalisation de guides en polythiophènes. Nous avons dû
pour cela maîtriser en interne un type de synthèse de ce polymère ce qui a retardé l’étude
technologique et optique de près de 6 mois, avec l’aide d’un laboratoire de l’IMN qui maintenant
investigue une autre voie avec le LSO de Nantes. En aval nous avons appuyé la création d’un groupe
transverse pour les caractérisations (D-Scan, SPM, solitons spatiaux) de ces effets orientées vers
l’application qui intéresse FOTON (groupe piloté par FOT - GPL auquel s’associe le CCLO et le
GMNP). Les premières réalisations de guides « ridge » montrent que les propriétés physiques de ces
polymères ne sont pas encore totalement adaptées et donc que des méthodes nouvelles de procédés
doivent être trouvées, ce qui nécessitera un gros travail de physique des matériaux et de technologie.
Objectifs et perspectives pour le prochain contrat et les besoins pour les réaliser :
Le programme de recherche du CCLO pour le prochain contrat s’inscrit dans le projet
fédérateur régional « PONANT » qui établit des thèmes collaboratifs entre onze équipes partenaires
de différents laboratoires dans le cadre du cinquième contrat de projets état région.
Un certain nombre d’actions sont déjà engagées ainsi :
>>Un projet de filtre accordable insensible à la polarisation en optique
intégrée qui sera présenté prochainement à l’ANR (début 2007, projet labellisé par le pôle I&R).
>>La participation à une étude en aval sur les outils de photo-inscription par
photo-traçage massivement parallèle dont FOTON-ENST-Bretagne est le responsable du projet
régional.
>>Une diversification vers les sondes optiques intégrées qui est initiée par un
projet commun avec FOTON-ENST-Bretagne sur des circuits intégrés multicapteurs.
>>L’étude de matériaux améliorés pour l’optique intégrée avec UCO2M et
LSO en Pays de Loire (Projet POSO démarré en 2005).
>>La synthèse de poly-alkylthiophène avec l’IMN et le LSO de Nantes
>> La participation à la suite du projet Photonique Microonde avec l’IREENA :
pour ce sujet nous sommes solliciter pour d’une part fournir des guides « ridge » en matériaux à forts
χ(2) et d’autre part à faire des essais croisés de technologies pour la réalisation de guides « ridge »
(gravure plasma et nano-imprint), avec un autre laboratoire.
>> L’étude de guides non linéaires à base : de poly-alkylthiopphène, de
polymères dopés avec des chromophores et de nanotube de carbone. Ceci fait l’objet de la thèse de
Khalida Messaad démarrée fin 2005.
>> La participation au projet DISTO avec FOTON-ENSSAT et FOTON-INSA
sur la partie caractérisation de guides confinés en matériaux III-V et de systèmes de couplage et de
mise en module pour l’exploitation des prototypes.
>> Participation à un projet de Sciences Chimiques de Rennes /EVC sur la
réalisation et les caractérisations de guides chalcogénures.
>> Il faut noter aussi les besoins permanents d’autres laboratoires qui sollicitent
nos compétences pour l’assemblage et le couplage optique ce qui amène une surcharge très
importante difficile à gérer avec nos moyens. Parmi eux il faut citer les projets de capteurs pour la
santé (Oxymor et Systemami et de chaussure intelligente), l’assistance à tous les doctorants de
FOTON et ultérieurement de PONANT qui ont besoin de réaliser des couplages ou des modules et les
demandes de contrats externes.
Comme on peut l’observer beaucoup de ces travaux vont demander beaucoup de
disponibilités pour exploiter et réaliser des prestations en optique intégrée et en couplage
assemblage. Des choix seront inévitables et même si certains projets amèneront des forces humaines
(doctorants, financements ponctuels) le risque est de ne pas pouvoir répondre à toutes les
sollicitations et de pénaliser les travaux de recherche de fond du Centre. Ils indiquent cependant que
dans ces domaines les besoins sont élevés et le seront de plus en plus puisque dans beaucoup de
domaines on arrive à la réalisation de fonctions optiques et la réalisation de prototypes se fait de plus
en plus pressante.
Pour le reste et sur le fond nous souhaiterions,
a) Approfondir la technologie de photo-inscription sur plusieurs volets :
>> Maîtriser mieux la technologie (sources, système d’insolation, …)
>> En amont lancer des études de fond sur la photosenibilité des polymères
notamment en étroite collaboration avec l’ENST-Bretagne, dans le but d’augmenter la
photosensibilité (déplacement vers le bleu de la bande de conjugaison par exemple) en associant un
laboratoire de chimie macromoléculaire.
>> Poursuivre la démonstration de fonctions qui bénéficieraient d’une forte
sensibilité du matériau (Réseaux de Bragg, réseaux longe période….)
>>Explorer la modification d’indice sur de grandes épaisseurs et la possibilité
de maîtriser les gradients d’indice, afin de répondre à des demandes d’industriels (Micro-module,
Thalès, Essilor….)
Banc de mesure de champ lointain pour fibres et guides conçu
et mis au point au CCLO en 2006.
b) Développer la technologie de mise en œuvre de nouveaux matériaux pour
l’optique :
>> Mettre au point l’obtention de composite polymère-inorganique (augmenter
la plage d’indice, exacerber des effets non linéaires) ainsi que des composite polymère-NTC. Un
grand potentiel d’innovation rejaillirait sur les fonctions intégrées.
>> Développer les technologies exploitant des matériaux non linéaires, qui
serait très utiles pour le traitement du signal à très haut débit et par contre coup probablement pour le
domaine des capteurs.
>> Ne pas perdre et cultiver le savoir faire obtenu depuis trois an sur les
procédés de guides
canaux en l’étendant à d’autres matériaux, ce qui impliquent beaucoup de
travaux sur les matériaux intermédiaires, les compatibilités chimiques, l’adhérence, le comportement à
la gravure etc…
Ces perspectives resteraient sans suite et impliqueraient un profond recentrage (abandon des
technologies de salle blanche) si le poste clé de la salle blanche, CDD depuis 5 ans, n’était pas
consolidé par un poste de fonctionnaire (ou CDI si faisable). Deux personnes se sont succédées déjà,
ce qui fragilise considérablement l’activité qui nécessite des savoirs-faire longs à acquérir.
II.2.4.D) Liste des publications avec comité de lecture FOTON-CCLO (ACL.d)
Attention: le CCLO n'étant pas une équipe à part entière mais l'intersection entre 2 équipes
FOTON-ENSSAT et FOTON-ENST, les productions scientifiques listées ci-après sont toutes déjà
mentionnées auparavant dans le document dans l'une, l'autre ou les deux équipes sus-citées. Les
références grisées qui dans ce paragraphe correspondent à des interacations entre le CCLO et
d'autres groupes des 3 équipes de l'unité.
Communications, Vol.214, Issues 1-6, pp.129-132, dec 2002.
ACL.d-2.
I.ASSAÏD, I.HARDY, D.BOSC: “Controlled refractive index of photosensitive polymer: towards photoinduced waveguide for near infrared wavelengths”, Optics Communications, Vol.214, Issues 1-6,
pp.171-175, dec 2002.
ACL.d-3.
J.CHARRIER, P.PIRASTEH, N.PEDRONO, P.JOUBERT, L.HAJI, D.BOSC: “Thermo-optic properties of oxidised
porous silicon impregnated with index-matching liquids for active optical components”, Physical Status
Solidi A, Vol.197, Issue 1, pp.288-292, may 2003.
ACL.d-4.
ACL.d-5.
M.THUAL, P.CHANCLOU, O.GAUTREAU, L.CALEDEC, C.GUIGNARD, P.BESNARD: “Appropriate micro-lens to
improve coupling between laser diodes and singlemode fibres”, Electronics Letters, Vol.39, Issue 21,
pp.1504-1506, oct 2003.
ACL.d-6.
M.GADONNA, P.GROSSO: “In-situ method for removing refractive index chirp in fiber Bragg grating
photo-written by Lloyd mirror”, Optical Fiber Technology, Vol.9, Issue 4, pp.260-269, oct 2003.
ACL.d-7.
induce high refractive index variations”, The Journal of Physical Chemistry B, Vol.108, n°9, pp.2801-2806,
mar 2004.
ACL.d-8.
a multicore single-mode fiber coupled lens device”, Optics Communications, Vol.233, Issues 4-6,
pp.333-339, apr 2004.
ACL.d-9.
G.AUBIN, J.SAPRIEL, V-Y.MOLCHANOV, R.GABET, P.GROSSO, S.GOSSELIN, Y.JAOUËN: “Multichannel acoustooptic cells for fast optical crossconnect”, Electronics Letters, Vol.40, Issue 7, pp.448-449, apr 2004.
ACL.d-10.
in a photosensitive polymer and waveguide photo-printing demonstration”, Optics Communications, Vol.235,
Issues 4-6, pp.281-284, may 2004.
ACL.d-11.
jul 2004.
ACL.d-12.
C.E.PEREZVALENZUELA, M.MORVAN, M.GADONNA, J-L.DEBOUGRENET DE LA TOCNAYE: “Ultralinear
transmission modulation: a new amplitude modulation coding for high efficiency fibre optic transmissions”,
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.17, Issue 3, pp.708-710, mar 2005.
ACL.d-13.
ACL.d-14.
maintaining fibre for coupling with 1.55 µm quantum dot devices”, Optics Communications, Vol.255,
Issues 4-6, pp.278-285, nov 2005.
ACL.d-15.
J.LEPERSON, F.SMEKTALA, T.CHARTIER, L.BRILLAND, T.JOUAN, J.TROLES, D.BOSC: “Light guidance in new
chalcogenide holey fibres from GeGaSbS glass”, Materials Research Bulletin, Vol.41, Issue 7,
pp.1303-1309, jul 2006.
ACL.d-1.
C.LUPI, P.CHANCLOU, V.TORAILLE, G.LANOË, M.LEPIPEC, S.MOTTET, R.A.SOARES, S.TOUTAIN, D.PUREUR:
“A Simple Elegant Optical Coupling Method for 20-GHz and 40-Gb/s Photoreceiver”, IEEE Journal of
Quantum Electronics, Vol.12, Issue 5, pp.940-944, sept-oct 2006.
ACL.d-16.
II.1.6.d. Liste des brevets et enveloppes Soleau FOTON-CCLO (BRE.d)
P.CHANCLOU, M.THUAL: “Dispositif de couplage optique d'une fibre monomode multi-coeurs, et
procédé de fabrication correspondant”, brevet français, Université de Rennes I, n° de publication 2838325,
déposé le 04-dec-2002, extension PCT US/Canada.
BRE.d-2.
20-oct-2003.
BRE.d-1.
II.2.4.E) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON-CCLO (OUV.d)
D.BOSC: “Propiétés optiques des polymères”, Ouvrage édité par le Groupe Français des Polymères
(GFP) sur la Physique des Polymères à l’Etat Solide, Initiation à la Science des Polymères Edition 2006,
Volume 17, Physique des Polymères à l’Etat Solide, Chap.XII, pp.349-380, 2006.
OUV.d-1.
II.2.4.F) Liste des publications sans comité de lecture FOTON-CCLO (SCL.d)
L.DUPONT, J-L.DEBOUGRENET DE LATOCNAYE, M.GADONNA, T.SANSONI: “Contrôleur de polarisation rapide
à cristaux liquides pour la compensation de PMD du premier ordre”, Annals of Telecommunications, Vol.58,
n°9-10, sep-oct 2003.
SCL.d-1.
V.BOUCHER, J.CARDIN, D.LEDUC, R.SEVENO, R.LENY, H-W.GUNDEL, C.BOISROBERT, S.LEGOUPY, F.LEGROS,
V.MONTEMBAULT, F.ODOBEL, C.MONNEREAU, E.BLART, D.BOSC, A.GOULLET, J-Y.MEVELLEC: “Synthesis and
SCL.d-2.
characterization of polymers for nonlinear optical applications”, Advanced Organic and Inorganic Optical
Materials, proceedings of SPIE (AOMD-3), Vol.5122, pp.206-209, aug 2003.
SCL.d-3.
Vol.5249, pp.501-507, feb 2004.
SCL.d-4.
SCL.d-5.
SCL.d-6.
semiconductor laser for TeraHertz generation by photomixing”, Millimeter-Wave and Terahertz Photonics,
proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6194, 61940L, apr 2006.
II.2.4.G) Liste des conférences sur invitation FOTON-CCLO (INV.d)
C.GUIGNARD, P.BESNARD, J-C.SIMON, M.THUAL: “Dynamics of mode-locked lasers with nonlinear or
filtered feedback”, European Semiconductor Laser Workshop, Särö, Sweden, sep 2004.
INV.d-2.
D.BOSC: “Propiétés optiques des polymères pour l’optique guidée”, séminaire du Groupe Français
des Polymères (GFP) « Physique des Polymères à l’Etat Solide », Lyon, France, oct 2004.
INV.d-1.
II.2.4.H) Séminaires FOTON-CCLO (SEM.d)
P.BESNARD, C.GUIGNARD, J-N.MARAN, O.VAUDEL, J.POËTTE, M.THUAL, J-C.SIMON: “Lasers impulsionnels
picosecondes à 1,55 µm”, 1er séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques
pour les TélécommunicatiONs (FOTON 2004), [Je1.2], actes des conférences pp.5-7, Plestin-les-Grèves,
France, nov 2004.
SEM.d-1.
SEM.d-2.
er
SEM.d-3.
II.2.4.I) Communications orales FOTON-CCLO (CO.d)
CO.d-1.
CO.d-3.
P.CHANCLOU, M.THUAL, O.GAUTREAU, C.KACZMAREK, G.MOUZER, M.ROY, F.LEBRETON: “Expanded beam
th
connectors with microlens fibres”, 29 European Conference on Optical Communication (ECOC 2003),
proceedings Vol.2, pp.218-219, Rimini, Italy, sep 2003.
CO.d-4.
C.ARNAUD, P.FERON, P.GROSSO, D.BOSC, M.BOUSTIMI: “FDTD simulation of passive polymer microrings”,
Optical Systems Design 2003 (OSD 2003), [5249-61], proceedings of SPIE, Vol.5249, pp.501-507,
Saint-Etienne, France, oct 2003.
CO.d-5.
CO.d-6.
dec 2003.
CO.d-7.
P.BESNARD, J-C.SIMON, A.MIHAESCU, M.THUAL, C.GUIGNARD, J-N.MARAN, T.CHARTIER: “Sources
impulsionnelles pour les télécommunications optiques”, Colloque de l’Action Spécifique n° 36 CNRS-STIC
dec 2003.
CO.d-8.
th
integration with polymer technology”, 12 European Conference on Integrated Optics (ECIO'05),
CO.d-9.
CO.d-10.
M.THUAL: “Microlentilles pour télécommunications optiques”, Journée de la Photonique et de
l'Optique Moderne (JPOM), Lannion, France, mar 2006.
CO.d-11.
semiconductor laser for TeraHertz generation by photomixing”, Photonics Europe 2006, [6194-19],
proceedings of SPIE, Vol.6194, 61940L, Strasbourg, France, apr 2006.
CO.d-12.
avr 2006.
CO.d-13.
A.AKWOUEONDO, J.TORRES, P.NOUVEL, L.CHUSSEAU, J.JACQUET, M.THUAL: “4 sections semiconductor bistable laser for THz generation”, Photonics North 2006, Quebec City, Canada, 2006.
CO.d-2.
II.2.4.J) Communications par affiche FOTON-CCLO (CA.d)
feb 2003.
CA.d-2.
CA.d-3.
CA.d-4.
O.GAUTREAU, P.CHANCLOU, M.THUAL, F.LEBRETON, M.ROY: “Connecteurs à faisceau expansé pour fibre
monomode”, 22èmes Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2003), actes de la conférence
CA.d-5.
CA.d-6.
CA.d-7.
P.GROSSO, D.BOSC: “Réseaux d’accès en WDM à base de micro-résonateurs”, Salon de la
Recherche de France Télécom, Paris, France, juin 2005.
CA.d-8.
M.GADONNA: “Intégration Optique: Technologies et fonctions pour les télécommunications”, Journée
de la Photonique et de l'Optique Moderne (JPOM), Lannion, mar 2006.
CA.d-9.
A.MAALOUF, F.HENRIO, S.HAESAERT, D.BOSC: “Polymer optical circuits technology for large-scale
integration of passive functions”, Photonics Europe 2006, [6183-54], proceedings of SPIE, Vol.6183,
61831H, Strasbourg, France, apr 2006.
CA.d-10.
Bragg grating external cavities: importance of apodization on performances”, Photonics Europe 2006,
[6184-67], proceedings of SPIE, Vol.6184, 61841R, Strasbourg, France, apr 2006.
CA.d-11.
T.N.NGUYEN, T.CHARTIER, M.THUAL, P.BESNARD, L.PROVINO, A.MONTEVILLE, N.TRAYNOR: “Higher-order
soliton-effect pulse compression in a non-linear holey fibre. Application to second-order dispersion
CA.d-1.
measurement”, 32nd European Conference on Optical Communication (ECOC 2006), [We3.P.12], Cannes,
France, sep 2006.
CA.d-12.
CA.d-13.
L.GHISA, M.THUAL, Y.DUMEIGE, P.FERON, M.FERRARI: “Laser micro-sphérique en verre oxyde dopé
Erbium”, Journées du Groupement De Recherche “Ondes” (GDR “Ondes”), recueil des communications
pp.64-65, Marseille, France, juin 2005.
CA.d-14.
A.AKWOUEONDO, J.TORRES, C.PALERMO, L.CHUSSEAU, J.JACQUET, M.THUAL: “Lasers à 4 sections 1.55 µm
bimode pour la génération Térahertz par photomélange”, Horizons de l’Optique 2005, actes des conférences
pp.54-55, Chambéry, France, nov 2005.
CA.d-15.
èmes
Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG 2005),
faible cohérence dans un guide polymère”, 24
CA.d-16.
M.THUAL, D.MALARDE, B.ABHERVE-GUEGUEN, P.CHANCLOU: “Micro-lentilles à large gamme de diamètres
èmes
Journées Nationales d'Optique Guidée
de mode et de distances de travail pour couplage optique”, 24
(JNOG 2005), actes des conférences pp.269-271, Chambéry, France, nov 2005.
II.2.4.K) Récapitulatif pour chaque permanent de l’équipe et pour le contrat en cours
NOM, Prénom
Corps
grade
MOTTET, Serge
THUAL, Monique
BOSC, Dominique [HDR]
GADONNA, Michel
GROSSO, Philippe
HARDY, Isabelle
PR2
PR2
IGR1
IE-GET
IE-GET
IE-GET
Nombre de
publications
avec comité
de lecture
1
4
8
3
7
4
Nombre de
communications
orales
internationales
0
5
2
0
1
1
Nombre de
chapitres
d’ouvrages ou
ouvrages
0
0
1
0
0
0
Nombre
de
brevets
0
1
1
0
1
0
II.2.5. Publications scientifiques inter-équipes FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (e)
II.2.5.A) Liste des publications avec comité de lecture FOTON (ENSSAT-ENST-INSA)
(ACL.e)
ACL.e-2.
pp.171-175, dec 2002.
ACL.e-3.
ACL.e-4.
pp.353-359, jan 2003.
ACL.e-1.
ACL.e-5.
pp.230-235, apr 2003.
ACL.e-6.
C.ARNAUD, P.FERON, P.GROSSO, D.BOSC, M.BOUSTIMI, P.GUIGNARD: “FDTD simulation of a 30 µm diameter
polymer mircro-ring”, Electronics Letters, Vol.39, Issue 17, pp.1249-1250, aug 2003.
ACL.e-7.
induce high refractive index variations”, Journal of Physical Chemistry B, Vol.108, n°9, pp.2801-2806, mar
2004.
ACL.e-8.
apr 2004.
ACL.e-9.
D.BOSC, P.GROSSO, I.HARDY, I.ASSAÏD, T.BATTE, S.HAESAERT, B.VINOUZE: “High refractive index contrast in
a photosensitive polymer and waveguide photo-printing demonstration”, Optics Communication, Vol.235,
Issues 4-6, pp.281-284, may 2004.
ACL.e-10.
ACL.e-11.
may 2005.
ACL.e-12.
maintaining fibre for coupling with 1.55 µm quantum dot devices”, Optics Communication, Vol.255,
Issues 4-6, pp.278-285, nov 2005.
ACL.e-13.
II.2.5.B) Liste des brevets FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (BRE.e)
BRE.e-1.
II.2.5.C) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages FOTON (ENSSAT-ENST-INSA)
(OUV.e)
OUV.e-1.
II.2.5.D) Liste des publications sans comité de lecture FOTON (ENSSAT-ENST-INSA)
(SCL.e)
SCL.e-2.
Vol.5249, pp.501-507, feb 2004.
SCL.e-3.
SCL.e-1.
SCL.e-4.
SCL.e-5.
II.2.5.E) Liste des conférences sur invitation FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (INV.e)
INV.e-1.
II.2.5.F) Séminaires FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (SEM.e)
M.GAY,
L.BRAMERIE,
E.LECREN,
S.FEVE,
J-C.SIMON,
M.GUEZO,
O.DEHAESE,
S.LOUALICHE:
“L'absorbant saturable à multi puits quantiques pour la regeneration 2R optique, mise en évidence d’effets
er
thermiques”, 1 séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux Fonctions Optiques pour les
nov 2004.
SEM.e-1.
SEM.e-2.
er
polymère: exemple des micro-résonateurs”, 1 séminaire du Groupement d’Intérêt Scientifique dédié aux
er
SEM.e-3.
II.2.5.G) Communications orales FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (CO.e)
èmes
Journées
CO.e-1.
J-C.SIMON, S.LOUALICHE: “Caractérisations optiques des boites quantiques InAs/InP émettant à 1.55 µm”,
CO.e-2.
èmes
Journées Nationales Microélectronique Optoélectronique (JNMO 2002), Saint-Aygulf, France, oct 2002.
9
CO.e-3.
CO.e-5.
CO.e-6.
dec 2003.
CO.e-7.
G.MOREAU, C.PLATZ, O.DEHAESE, N.BERTRU, A.LECORRE, S.LOUALICHE, J-C.SIMON: “Laser et amplificateurs
à Ilots Quantiques”, communication orale, Colloque de l’Action Spécifique n°36 CNRS-STIC
dec 2003.
CO.e-8.
G.MOREAU, J-C.SIMON, C.PLATZ, O.DEHASE, N.BERTRU, A.LECORRE, S.LOUALICHE: “Etude du gain d’un
èmes
Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), recueil
milieu amplificateur à boîtes quantiques”, 23
CO.e-9.
th
integration with polymer technology”, 12 European Conference on Integrated Optics (ECIO'05),
CO.e-10.
èmes
Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG 2005), actes des
polymère pour micro multiplexeur”, 24
CO.e-11.
avr 2006.
CO.e-4.
CO.e-12.
Vol.6185, 61850W, apr 2006.
CO.e-13.
TOCNAYE, L.DUPONT:
“Design and fabrication of a tunable InP-based VCSEL using a electro-optic index
modulator”, International Conference on Indium Phosphide & Related Material, proceedings pp.64,
may 2006.
II.2.5.H) Communications par affiche FOTON (ENSSAT-ENST-INSA) (CA.e)
CA.e-1.
nd
disks) WGMs FDTD simulation”, 2
2003.
Optoelectronic & Photonic Winter School, Trento, Sardagna, Italy, feb
CA.e-2.
laser”, Conference on Lasers and Electro-Optics Europe 2003 (CLEO Europe 2003), Munich, Germany,
jun 2003.
CA.e-3.
G.MOREAU, J-C.SIMON, C.PLATZ, O.DEHAESE, N.BERTRU, A.LECORRE: “Etude Expérimentale du Gain d'un
Guide Plan à Base d’Îlots quantiques InAs/InP(311)B dans le domaine spectral 1.55 µm”, Journée
CA.e-4.
CA.e-5.
France, sep 2003.
CA.e-6.
disks): WGMs FDTD simulation”, Optical Systems Design 2003 (OSD 2003), [5249-61], proceedings of SPIE,
Vol.5249, pp.501-507, Saint-Etienne, France, oct 2003.
CA.e-7.
CA.e-8.
èmes
Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2003), actes de la conférence
fibre monomode”, 22
CA.e-9.
juin 2004.
CA.e-11.
èmes
Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2004), recueil des
optiques intégrés polymères”, 23
CA.e-10.
O.DEHAESE, H.FOLLIOT, A.LECORRE, S.LOUALICHE, G.MOREAU, J-C.SIMON, X.MARIE, A.RAMDANE: “Carrier dynamics and
CA.e-12.
saturation effect in (311)B InAs/InP quantum dot lasers”, 2005 international workshop on PHysics and
CA.e-13.
P.GROSSO, D.BOSC: “Réseaux d’accès en WDM à base de micro-résonateurs”, Salon de la Recherche
de France Télécom, Paris, France, juin 2005.
CA.e-14.
CA.e-15.
CA.e-16.
II.2.6. Rapport scientifique des nouveaux arrivants pendant la période 2002-2006 (f)
II.2.6.A) Liste des publications avec comité de lecture des nouveaux arrivants (ACL.f)
C.CARRE, P.SAINT-GEORGES, C.LENAERTS, Y.RENOTTE: “Customization of self-processing polymer for
obtaining specific diffractive optical elements”, Synthetic Metals, Vol.127, pp.291-94, 2002.
ACL.f-2.
O.SOPPERA, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE, D.BLANC: “Design of photoinduced relief optical devices
with hybrid sol-gel materials”, Applied Surface Science, Vol.186, pp.91-94, 2002.
ACL.f-3.
K.D.DORKENOO, O.CREGUT, L.MAGER, F.GILLOT, C.CARRE, A.FORT: “Quasi-solitonic behavior of self-written
waveguides created by photopolymerization”, Optics Letters, Vol.27, Issue 20, pp.1782-84, 2002.
ACL.f-4.
F.GRILLOT, B.THEDREZ, V.VOIRIOT, J- L.LAFRAGETTE: “Coherence collapse threshold of 1.3 µm
semiconductor DFB lasers”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.15, Issue 1, pp.9-11, jan 2003.
ACL.f-5.
C.KATAN, P.RABILLER, C.LECOMTE, M.GUEZO, V.OISON, M.SOUHASSOU: “Numerical computation of critical
properties and atomic basins from 3D grid electron densities”, Journal of Applied Crystallography, Vol.36,
part 1, pp.65-73, feb 2003.
ACL.f-6.
A.MARKUS, J.X.CHEN, C.PARANTHOËN, C.PLATZ, O.GAUTHIER-LAFAYE, A.FIORE: “Simultaneous two state
lasing in quantum dot lasers”, Applied Physics Letters, Vol.82, Issue 12, pp.1818-1820, mar 2003.
ACL.f-7.
P.MISKA,
J.EVEN,
C.PARANTHOËN,
O.DEHAESE,
H.FOLLIOT,
S.LOUALICHE,
M.SENES,
X.MARIE:
“Optical properties and carrier dynamics of InAs/InP(113)B quantum dots emitting between 1.3 and 1.55 µm
for laser applications”, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol.17, pp.56-59, apr 2003.
ACL.f-1.
M.PASSASSEO, M.DEVOTTORIO, M.T.TODARO, I.TARANTINI, M.DEGIORGI, R.CINGOLANI, A.TAURINO, M.CATALANO,
A.FIORE, A.MARKUS, J.X.CHEN, C.PARANTHOËN, U.OESTERLE, M.ILEGEMS: “Comparison of radiative and structural
ACL.f-8.
properties of 1.3 µm InxGa1-xAs quantum dot laser structures grown by metalorganic vapor deposition and
molecular beam epitaxy: effect on the lasing properties”, Applied Physics Letters, Vol.82, Issue 21,
pp.3632-3634, may 2003.
ACL.f-9.
B.ORTAÇ, A.HIDEUR, T.CHARTIER, M.BRUNEL, H.LEBLOND, F.SANCHEZ: “Ultra-short bound states generation
with a passively mode-locked high-power Yb-doped double-clad fiber laser”, Optics Communications,
Vol.225, Issues 1-3, pp.71-78, sep 2003.
ACL.f-10.
A.MARKUS, J.X.CHEN, O.GAUTHIER-LAFAYE, J.G.PROVOST, C.PARANTHOËN, A.FIORE: “Impact of the relaxation
Bottleneck on the performance of a quantum-dot laser”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum
Electronics, Vol.9, Issue 5, pp.1308-1314, sep-oct 2003.
ACL.f-11.
T.CHARTIER, C.GREVERIE, L.SELLE, L.CARLUS, G.BOUQUET, L-A.DEMONTMORILLON: “Measurement of the
stress-optic coefficient of single-mode fibers using a magneto-optic method”, Optics Express, Vol.11, n° 20,
pp.2561-2566, oct 2003.
ACL.f-12.
B.ORTAÇ, A.HIDEUR, M.BRUNEL, T.CHARTIER, M.SALHI, H.LEBLOND, F.SANCHEZ: “Characterization of an
ytterbium-doped double-clad fiber laser passively mode-locked by nonlinear polarization rotation”, Applied
Physics B: Lasers and Optics, Vol.77, n°6-7, pp.589-594, nov 2003.
ACL.f-13.
D.BLANC, S.PELISSIER, P.Y.JURINE, O.SOPPERA, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Photo-induced swelling of
hybrid sol-gel thin films: application to surface micro-patterning”, Journal of Sol-Gel Science and Technology,
Vol.27, Issue 2, pp.215-220, 2003.
ACL.f-14.
F.GILLOT, L.MAGER, K.D.DORKENOO, S.MERY, C.CARRE, A.FORT: “Patterning of the quadratic optical
properties of doped photopolymers”, Chemical Physics Letters, Vol.379, pp.203-208, 2003.
ACL.f-15.
P.SAINT-GEORGES, C.CARRE: “Expanding the spatial resolution of self-processing acrylic films”, SPIE's
Holography Newsletter, Vol.14, Issue 2, pp.6, 2003.
ACL.f-16.
G.MARTEL, M.BENNOUD, B.ORTAÇ, T.CHARTIER, J-M.NUNZI, G.BOUDEBS, F.SANCHEZ: “Dynamics of a vectorial
neodymium-doped fibre laser passively Q-switched by a polymer-based saturable absorber”, Journal of
Modern Optics, Vol.51, n°1, pp.85-95, jan 2004.
ACL.f-17.
F.GRILLOT, G.H.DUAN, B.THEDREZ: “Feedback sensitivity and coherence collapse threshold of
semiconductor DFB lasers with complex structures”, IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol.40, Issue 3,
pp.231-240, mar 2004.
ACL.f-18.
B.ORTAÇ, A.HIDEUR, T.CHARTIER, M.BRUNEL, P.GRELU, H.LEBLOND, F.SANCHEZ: “Generation of bound states
of three ultrashort pulses with a passively mode-locked high-power Yb-doped double-clad fiber laser”,
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.16, Issue 5, pp.1274-1276, may 2004.
ACL.f-19.
F.GRILLOT, L.VIVIEN, S.LAVAL, D.PASCAL, E.CASSAN: “Size influence on the propagation loss induced by
side-wall roughness in ultra-small SOI waveguides”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.16, Issue 7,
pp.1661-1663, jul 2004.
ACL.f-20.
S.RICHARD, F.ANIEL, G.FISHMAN: “Energy-band structure of Ge, Si and GaAs: a thirty-band k.p method”,
Physical Review B, Vol.70, n°23, 235204, dec 2004.
ACL.f-21.
M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, L.MAGER, C.CARRE, A.FORT: “Photopatterning of hybrid sol-gel
glasses: generation of volume phase gratings under visible light”, Chemical Physics Letters, Vol.398,
pp.151-56, 2004.
ACL.f-22.
M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Customization of organic-inorganic materials for
holographic recording”, SPIE's Holography Newsletter, Vol.15, issue2, pp.4, 2004.
ACL.f-23.
L.VIVIEN, F.GRILLOT, E.CASSAN, D.PASCAL, S.LARDENOIS, A.LUPU, S.LAVAL, M.HEITZMANN, J-M.FEDELI:
“Comparison between strip and rib SOI microwaveguides for intra-chip light distribution”, Optical Materials,
Vol.27, Issue 5, pp.756-762, feb 2005.
ACL.f-24.
R.PIRON, S.BRASSELET, D.JOSSE, J.ZYSS, G.VISCARDI, C.BAROLO: “Matching molecular and optical
multipoles in photoisomerizable nonlinear systems”, Journal of the Optical Society of America B, Vol.22,
Issue 6, pp.1276-1282, jun 2005.
S.RICHARD, F.ANIEL, G.FISHMAN: “Band diagrams of Si and Ge quantum wells via the 30 band k.p
method”, Physical Review B, Vol.72, n°24, 245316, dec 2005.
ACL.f-26.
V.DIEMER, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, P.JACQUES, C.CARRE: “Synthesis of 4-[N-methyl-4-pyridinio]-phenolate
(POMP) and negative solvatochromism of this model molecule in view of nonlinear optical applications”,
Tetrahedron Letters, Vol.46, pp.4737-4740, 2005.
ACL.f-27.
D.HU, C.CROUTXE-BARGHORN, M.FEUILLADE, C.CARRE: “Fluorescence study of the sol-gel process in
hybrid precursors : evidence of concentration fluctuations at the local scale”, Journal of Physical
Chemistry B., Vol.109, Issue 32, pp.15214-15220, 2005.
ACL.f-28.
O.SOPPERA, M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Mechanical properties of UVphotopolymerizable hybrid sol–gel films investigated by AFM in Pulsed Force Mode”, Progress in Solid State
Chemistry, Vol.33, Issues 2-4, pp.233-242, 2005.
ACL.f-29.
M.HOCINE, N.FRESSENGEAS, G.KUGEL, C.CARRE, D.J.LOUGNOT, R.BACHELOT, P.ROYER: “Modelling the growth
of a polymer micro-tip on an optical fiber end”, Journal of the Optical Society of America B, Vol.23, Issue 4,
pp.611-620, apr 2006.
ACL.f-30.
J-P.BOMBENGER, L.MAGER, A.FORT, C.CARRE: “Toward long lifetime of photoinduced spatial distribution of
quadratic nonlinear properties in doped photopolymers”, Applied Surface Science, Vol.252, Issue 13,
pp.4531-35, apr 2006.
ACL.f-31.
V.DIEMER, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, A.FORT, A.BOEGLIN, C.CARRE: “Synthesis of sterically hindered
pyridinium phenoxides as model compounds in non linear optics”, European Journal of Organic Chemistry,
Vol.2006, Issue 12, pp.2727-2738, jun 2006.
ACL.f-32.
M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Photopatternable hybrid sol–gel films: A liquid 29Si
NMR investigation of the inorganic network formation”, Progress in Solid State Chemistry, Vol.34, Issues 2-4,
pp.87-94, jul 2006.
ACL.f-25.
II.2.6.B) Liste des brevets des nouveaux arrivants (BRE.f)
BRE.f-1
II.2.6.C) Liste des ouvrages et chapitres d'ouvrages des nouveaux arrivants (OUV.f)
A.HIDEUR, M.BRUNEL, T.CHARTIER, B.ORTAÇ, M.SALHI, H.LEBLOND, F.SANCHEZ: “Development and
characterization of high power femtosecond Yb-doped double-clad fiber laser”, Transworld Research
Network « Physical Sciences, Enginering and Technology », Recent Research Developments in Applied
Physics, ISBN 81-7895-156-8, Vol.7 (2004) Part 1, pp.247-266, 2004.
OUV.f-2
C.CARRE, B.KRESS, O.PARRIAUX, P.PICARD, P.SMIEGIELSKI, J.L.TRIBILLION: "Visualisation, holographie,
traitement optique de l'image. Eclairage, Energie", Livre Blanc - Chap. 5 - Bilan des forces et faiblesses de
l'optique en France, Ed. : Ministère délégué à la Recherche et aux Nouvelles Technologies de l'Education
Nationale et de la Recherche - CD (2004)
OUV.f-1
II.2.6.D) Liste des publications sans comité de lecture des nouveaux arrivants (SCL.f)
F.GILLOT, L.MAGER, K.D.DORKENOO, S.MERY, A.FORT, C.CARRE: “Chromophore Doped Photopolymers for
Integrated Optic”, Linear and Nonlinear Optics of Organic Materials II, proceedings of SPIE, Vol.4798,
pp.53-59, 2002.
SCL.f-2.
F.GILLOT, L.MAGER, A.FORT, C.CARRE, S.MERY: “Advanced materials based on doped self-propcessing
photopolymers for integrated optics”, proceedings of ICCE 9, pp.237-238, 2002.
SCL.f-3.
K.D.DORKENOO, L.MAGER, O.CREGUT, R.LEVY, C.CARRE, A.FORT: “Channel guide behavior of optical beams
upon initiating photopolymerization”, Advanced Materials and Devices for Sensing and Imaging, proceedings
of SPIE , Vol.4919, pp.116-121, 2002.
SCL.f-4.
C.CARRE, M.FEUILLADE, G.PAULIAT, C.ECOFFET: “Optimization of photoinduced polymer microstructuration
using atomic force microscopy”, Nano-Optics and Nano-Structures, proceedings of SPIE, Vol.4923, pp.71-79,
2002.
SCL.f-5.
C.CARRE, F.GILLOT, L.MAGER, A.FORT, S.MERY: “New materials for integrated optics based on
functionalized photopolymers”; Holography, Diffractive Optics and Applications; proceedings of SPIE,
Vol.4924, pp.106-113, 2002.
SCL.f-6.
O.SOPPERA, M.CHEVALLIER, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Influence of physico-chemical parameters
on the surface photopatterning in hybrid sol-gel glasses”; Holography, Diffractive Optics and Applications;
proceedings of SPIE, Vol.4924, pp.126-133, 2002.
SCL.f-7.
C.CARRE, P.SAINT-GEORGES, L.BIGUE, F.CHRISTNACHER: “Advanced photopolymerizable material for
creation of particular diffractive optical elements”; Holography, Diffractive Optics and Applications;
SCL.f-8.
L.MAGER, F.GILLOT, K.D.DORKENOO, S.MERY, C.CARRE, A.FORT: “Photostructuration of nonlinear optical
properties in doped photopolymers”, Organic Holographic Materials and Applications, proceedings of SPIE,
Vol.5216, pp.105-114, 2003.
SCL.f-9.
M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE, L.MAGER, A.FORT: “Photopatterning of hybrid sol-gel
glasses for optical and non linear optical applications”, Organic Optoelectronics and Photonics, proceedings
of SPIE, Vol.5464, pp.314-320, 2004.
SCL.f-1.
C.CARRE, P.SAINT-GEORGES, G.PAULIAT: “Photopolymerizable materials for data storage: from
photochemical investigation to customization”, Organic Optoelectronics and Photonics, proceedings of SPIE,
Vol.5464, pp.345-350, 2004.
SCL.f-11.
L.MAGER, J.P.BOMBENGER, F.HUBER, S.MERY, C.CARRE, A.FORT: “Optical patterning of the quadratic optical
properties of doped photopolymers for optical devices”, Organic Optoelectronics and Photonics, proceedings
of SPIE, Vol.5464, pp.392-398, 2004.
SCL.f-12.
G.WURTZ, D.BURGET, C.CARRE: “Photopolymerization induced materialization of the dipolar response
from isolated metallic nanoparticles”, Optical Micro and Nanometrology in Manufacturing Technology,
SCL.f-10.
O.SOPPERA, V.DIEMER, J.P.BOMBENGER, M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, S.MERY,
L.MAGER, A.FORT, C.CARRE: “Synthesis of new molecules to enhance the quadratic optical properties of doped
SCL.f-13.
polymers”, proceedings of Macro 2004 (World Polymer Congress) - IUPAC, CD, 2004.
O.SOPPERA, P.SAINT-GEORGES, C.CARRE: “Photostructuration of acrylic materials for microphotonic
applications”, proceedings of Macro 2004 (World Polymer Congress) - IUPAC, CD, 2004.
SCL.f-15.
R.PIRON, N.ROUGIER, R.VAUDRY, A.CORLU, D.GLAISE, P.JOLY, B.LEPIOUFLE: “On-a-chip genotoxicity assayApplication to high-throughput screening biochips”, proceedings of µTAS Conference (Malmö, Sweden,
sep 2004), 2004.
SCL.f-16.
C.CROUTXE-BARGHORN, M.FEUILLADE, C.CARRE, L.MAGER, A.FORT: “Hybrid sol-gel gratings for optical and
non linear optical applications”, Photonic Engineering, proceedings of SPIE, Vol.5827, pp.179-186, 2005.
SCL.f-17.
S.JRADI, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Expanding the spatial resolution of acrylic films for data
storage applications”, Photonic Engineering, proceedings of SPIE, Vol.5827, pp.410-417, 2005.
SCL.f-18.
C.CROUTXE-BARGHORN, M.FEUILLADE, O.SOPPERA, C.CARRE: “Design of surface gratings in
photopolymerizable hybrid sol-gel films”, Nanotechnology and Nanophotonics, proceedings of SPIE,
Vol.5824, pp.285-293, 2005.
SCL.f-19.
C.CROUTXE-BARGHORN, M.FEUILLADE, X.ALLONAS, C.CARRE, J.P.FOUASSIER: “Photoinitiating systems for
hybrid sol-gel coatings: toward enhance material for UV-curing applications”, proceedings of Rad Tech Asia
2005 (Shanghai), pp.659-664, 2005.
SCL.f-20.
O.SOPPERA, G.WURTZ, D.BURGET, C.CARRE: “Photocurable polymer-gold nanoparticles composites”,
proceedings of the 5th IEEE Conference on Nanotechnology (2005), Vol.2, pp.581-584, 2005.
SCL.f-21.
O.SOPPERA, C.CARRE: “Pulsed force mode AFM characterization of photopatterned polymers films”,
proceedings of the 5th IEEE Conference on Nanotechnology (2005), Vol.2, pp.705-708, 2005.
SCL.f-22.
M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE, D.J.LOUGNOT: “Photopolymerizable hybrid sol-gel glasses
as holographic recording media”, Photon Management II, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006),
Vol.6187, pp.26-32 (618705), apr 2006.
SCL.f-23.
O.SOPPERA, S.JRADI, C.CARRE, D.J.LOUGNOT: “Pulsed-force mode AFM characterization of
photopatterned polymer films for holographic data storage application”, Optical Micro- and Nanometrology in
Microsystems Technology, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6188, pp.60-68 (618809),
apr 2006.
SCL.f-24.
S.JRADI, O.SOPPERA, C.CARRE, D.J.LOUGNOT, R.BACHELOT, P.ROYER: “Influence of the physico-chemical
and photonic parameters on mechanical and optical properties of end-of-fiber polymer tips”, Optical Microand Nanometrology in Microsystems Technology, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6188,
pp.227-235 (61880Y), apr 2006.
SCL.f-25.
J-P.BOMBENGER, D.GINDRE, L.MAGER, J-P.VOLA, C.CARRE, A.FORT: “Fabrication of quasi phase matched
structures for frequency conversion in photopolymers doped with push-pull chromophores”, Organic
Optoelectronics and Photonics II, proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6192, pp.551-558
(619233), apr 2006.
SCL.f-26.
V.DIEMER, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, A.BOEGLIN, A.BARSELLA, A.FORT, P.JACQUES, C.CARRE: “Sterically hindered
pyridinium phenoxides as chromophores for quadratic optics”, Organic Optoelectronics and Photonics II,
proceedings of SPIE (Photonics Europe 2006), Vol.6192, pp.559-565 (619234), apr 2006.
SCL.f-27.
O.SOPPERA, S.JRADI, C.CARRE, D.J.LOUGNOT: “New insights into photopatterning of acrylate films using
atomic force microscopy used in pulsed force mode”, proceedings of MACRO 2006 (World Polymer
Congress) - IUPAC, CD, 2006.
SCL.f-14.
II.2.6.E) Liste des conférences sur invitation des nouveaux arrivants (INV.f)
INV.f-1
II.2.6.F) Séminaires des nouveaux arrivants (SEM.f)
C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE, L.MAGER, K.D.DORKENOO, A.FORT, R.BACHELOT, P. ROYER: “Optique guidée
par micro- et nano-structuration de photopolymères”, Séminaires de l’IPCMS, Strasbourg, France, dec 2002.
SEM.f-2.
C.JULLIEN, R.PIRON, B.LEPIOUFLE: “Quelques problématiques en microfluidique”, Nanoconfinement de
systèmes moléculaires et fluides complexes, Rennes, France, juil 2004.
SEM.f-3.
C.CARRE: “Micro- et nanostructuration de systèmes photopolymérisables pour l'optique”, Institut de
Chimie de la Matière Condensée ICMCB, Université de Bordeaux I, Pessac, France, oct 2004.
SEM.f-4.
C.CARRE: “Micro et nanostructuration de systèmes photopolymérisables pour l'optique”, Laboratoire
des Polymères, Propriétés aux Interfaces et Composites, Université de Bretagne-sud, Lorient, France,
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photopolymerizable hybrid sol-gel films”, Opto Ireland 2005, Dublin, Ireland, apr 2005.
CA.f-43.
C.CROUTXE-BARGHORN, M.FEUILLADE, X.ALLONAS, C.CARRE, J.P.FOUASSIER: “Photoinitiating systems for
hybrid sol-gel coatings: toward enhance material for UV-curing applications”, RadTech Asia 2005, Shangaï,
China, may 2005.
CA.f-44.
O.SOPPERA,
M.FEUILLADE,
C.CROUTXE-BARGHORN,
C.CARRE:
“Mechanical
properties
of
UV-photopolymerizable hybrid sol-gel films investigated by AFM in Pulsed Force Mode”, EMRS 2005,
Strasbourg, France, jun 2005.
CA.f-45.
M.FEUILLADE, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: “Photopatternable hybrid sol-gel films: a 29Si liquid NMR
investigation of the inorganic network formation”, EMRS 2005, Strasbourg, France, jun 2005.
CA.f-46.
C.CROUTXE-BARGHORN, D. HU, M.FEUILLADE, C.CARRE: “Fluorescence study of the sol-gel process in
hybrid precursor”, EMRS 2005, Strasbourg, France, jun 2005.
CA.f-47.
J.P.BOMBENGER, L.MAGER, F.HUBER, J.P.VOLA, A.FORT, C.CARRE: “Toward long lifetime of photoinduceed
spatial distribution of quadratic nonlinear properties in doped photopolymers”, EMRS 2005, Strasbourg,
France, jun 2005.
CA.f-48.
J.P.BOMBENGER, L.MAGER, A.FORT, C.CARRE: “Long lifetime of photoinduced spatial distribution of
quadratic nonlinear properties in doped photopolymers”, Conference on Lasers and Electro Optics /
European Quantum Electronics Conference (CLEO Europe/EQEC 2005), Munich, Germany, jun 2005.
CA.f-49.
O.SOPPERA, G.WURTZ, D.BURGET, C.CARRE: “Photocurable polymer-gold nanoparticles composites”,
5th IEEE Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO 2005), proc. Vol.2, pp.581-84, Nagoya, Japan,
jul 2005.
CA.f-50.
O.SOPPERA, C.CARRE: “Pulsed force mode AFM characterization of photopatterned polymers films”,
5th IEEE Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO 2005), proc. Vol.2, pp.705-08, Nagoya, Japan,
jul 2005.
CA.f-51.
O.SOPPERA, C.CARRE: “Polymer surface analysis by Atomic Force microscopy in Pulsed Force Mode”,
STM’05-ICSPM13, Sapporo, Japan, jul 2005.
CA.f-29.
J.P.BOMBENGER, L.MAGER, J.P.VOLA, A.FORT, C.CARRE: “Quadratic NLO properties of photopatterned
functionalized polymers”, Electrical and Related Properties of Organic Solids and polymers (ERPOS),
Gargèse, France, jul 2005.
CA.f-53.
S.JRADI, M.FEUILLADE, O.SOPPERA, C.CARRE: “Advance in the comprehension of the microsctructuration
th
by light of polymerizable materials”; 10 International Conference on Photorefractive Effects, Materials, and
Devices; Sanya, China, jul 2005.
CA.f-54.
C.CROUTXE-BARGHORN, D.HU, M.FEUILLADE, C.CARRE: “Sol-gel process in hybrid precursors: a
fluorescence study of the hydrolysis and condensation reactions”, 13th International Worshop on Sol-Gel
Science and Technology (Sol-Gel 2005), Los Angeles, USA, aug 2005.
CA.f-55.
V.DIEMER, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, P.JACQUES, C.CARRE: "Synthèse de phénolates de pyridium pour l'ONL
et études de leurs propriétés en solvatochromie", SFC-Eurochem, Nancy, France, août -sep 2005.
CA.f-56.
V.DIEMER, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, C.CROUTXE-BARGHORN, C.CARRE: "Synthesis of nitroalkoxystilbenes as
chromophores for NLO materials", SFC-EuroChem, Nancy, France, août -sep 2005.
CA.f-57.
O.SOPPERA, S.JRADI, A.MOUSTAGHFIR, C.CARRE, R.BACHELOT: “Développement et optimisation de micropointes optiques polymères pour des applications en SNOM”, 24èmes Journées Nationales d'Optique Guidée
(JNOG 2005), actes des conférences pp.133-134, Chambéry, nov 2005.
CA.f-58.
F.GRILLOT, E.CASSAN, L.VIVIEN, S.LAVAL: “Theoretical investigation of propagation loss in ultra-small
square SOI waveguides”, Optical Waveguide Theory and Numerical Modelling Conference, 2005.
CA.f-59.
J-P.BOMBENGER, D.GINDRE, L.MAGER, J-P.VOLA, C.CARRE, A.FORT: “Fabrication of quasi phase matched
structures for frequency conversion in photopolymers doped with push-pull chromophores”, Photonics
Europe 2006, [6192-104], proceedings of SPIE, Vol.6192, pp.551-558 (619233), Strasbourg, France,
apr 2006.
CA.f-60.
V.DIEMER, H.CHAUMEIL, A.DEFOIN, A.BOEGLIN, A.BARSELLA, A.FORT, P.JACQUES, C.CARRE: “Sterically hindered
pyridinium phenoxides as chromophores for quadratic optics”, Photonics Europe 2006, [6192-105],
proceedings of SPIE, Vol.6192, pp.559-565 (619234), Strasbourg, France, apr 2006.
CA.f-61.
F.GUATTARI, G.MAIRE, S.JRADI, C.ARNAUD, G.PAULIAT, C.CARRE , G.ROOSEN: "Photopolymer characterization
for Lippmann microholographic storage", Materials and Systems for Optical Data Storage and Processing,
Final workshop Cost P8 , Loutraki, Greece, may 2006.
CA.f-62.
S.JRADI, O.SOPPERA, C.CARRE, D.J.LOUGNOT: “Etude physico-chimique de la formation d’un microème
Conférence Internationale sur la Science des Matériaux
composant polymère en sortie de fibre optique”, 5
(CSM5), Beirut, Lebanon, may 2006.
CA.f-52.
II.2.7. Objectifs et perspectives de l’unité pour le prochain contrat et les besoins pour
les réaliser :
Se reporter au § I.3.1 et à l’annexe 1 (§ VIII - ) pour le programme scientifique proposé, et au
§ I.5.2 et I.5.3 pour les besoins nécessaires.
II.2.8. Ressources annuelles de l’unité au cours du contrat antérieur
On pourra se reporter au § I.5.1.
II.2.9. Valorisation de l’unité
II.2.9.A.i) Brevets et Licences
Depuis une dizaine d’années, les études et le savoir-faire de l’équipe Capteurs du Laboratoire
d’Optronique et de ses partenaires dans ce domaine ont déjà mené au transfert industriel d’un «
noyau » de capteurs et du traitement du signal embarqué associé Ce noyau réalise la détection de la
chute a posteriori à travers l’acquisition du pouls, de la fréquence respiratoire et de l’actimétrie sous
forme d’un boîtier-montre. Plus largement, il s’applique aussi à la sécurisation du travailleur isolé.
Licence exclusive des brevets ci-dessous à la société Aphycare Technologies, Lannion, en
mai 2003:
“ Dispositif de reconnaissance de phases de sommeil et applications correspondantes”
Brevet français n°93 01132 du 28.01.93
“ Dispositif de détermination d’informations physiologiques, et utilisation correspondante ”
Brevet PCT n°PCT/FR 94/00110 du 28.01.94
“ Dispositif et procédé de détermination d’informations physiologiques, et utilisation
correspondantes”
Brevet français n° 97 14113 du 03-11-97
“ Dispositif et procédé de détection de situations anormales “ :
N°: PCT FR01/01375 du 4 mai 2001
Déposant : Université de Rennes 1
Dépôt en cours : « BRAIN SYSTEM » (BRAcelet INtégrant des SYSTÈmes de Mesure)
Architecture du système de capteurs, 2006
Prévision de dépôts :
« Dispositif de mesure de stress et applications » fin 2007
« Fiabilisation des signaux par débruitage » 2008
« Dispositif ambulatoire de mesure d'oxymétrie » 2009
II.2.9.A.ii) Création de start-up :
Essaimage Lixys SA :
La soudure est un secteur clé de l’assemblage et de la construction mécanique. L’équipement
d’un poste de soudure comporte un système de protection individuelle qui permet d’éviter
travail effectué. Les obturateurs cristal liquide offrent une bonne obturation (>30dB) à l’amorçage de
l’arc, évitant au soudeur de relever son casque. L’innovation est un système de protection alliant
sécurité de temps d’obturation rapides et confort de vision. La rapidité est obtenue par un gel cristal
liquide ferroélectrique polymère. Créée en 2006, par Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye et
Pascal Gautier à partir du savoir faire du département d’optique dans le domaine des cristaux liquides
et de leurs applications en optique, Lixys, société anonyme au capital de 64 782€, employant trois
personnes, a pour mission l’innovation dans le secteur de la protection du soudeur. Lixys a effectué
une levée de fonds auprès de Business Angels en septembre 2006 pour fabriquer ses premiers
prototypes, opérer une première approche client, et dimensionner son outil industriel.
Essaimage Holotetris SA:
Le département d’optique de l’ENST de Bretagne a mis au point un savoir faire en matière de
conception, fabrication et caractérisation de micro-optiques et d’éléments diffractifs, bas-coût. Il a, par
le passé, fourni à des laboratoires publics et industriels des fonctions de ce type sur demande. Le
développement récent d’une machine permettant d’améliorer le rendement et le coût de fabrication, a
conduit à envisager une exploitation commerciale de ces composants s’inscrivant parfaitement dans
les besoins industriels actuels et complétant l’offre industrielle dans le domaine. La mission
d’Holotetris (société en cours de formation, créée par Kevin Heggarty et Jean-louis de Bougrenet de la
Tocnaye) est l’étude, le prototypage, la fabrication (grâce à l’équipement mis en place à l’ENST
Bretagne) et la commercialisation d’éléments diffractifs, micro-optiques, bas coût, unitaires ou
collectifs pour diverses applications en optique. Les cibles sont dans un premier temps les centres de
recherche publics et privés.
II.2.10. Prix, distinctions de l’unité.
Le professeur Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye (FOTON-ENST) a été élu Fellow
de l’Optical Society of America. Sa nomination au rang de Fellow de l’OSA a été obtenue pour la
reconnaissance de ses contributions scientifiques dans le domaine des cristaux liquides et de leurs
applications. Par ailleurs, Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye a reçu en 2006 le prix
international Technical Achievement Award de la société SPIE On trouvera des informations
complémentaires sur le site :
http://www.spie.org/AboutSPIE/index.cfm?fuseaction=Awards_SPIE
II.3. - Bilan quantitatif global pour l’unité 2003, 2004, 2005, 2006,
II.3.1. Production scientifique
Journaux
Opt. Commun.
Appl. Phys. Lett.
Phys. Status Solidi A
Phys. Rev. B: Condens. Matter
Phys. Status Solidi C
J. Appl. Phys.
Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids,
Opt. Lett.
J. Phys.: Condens. Matter
J. Non-Cryst. Solids
J. Phys. A: Math. Gen.
J. Phys. IV
Europ. Phys. J.
J. Chem. Phys.
Nanotechnology
J. Optics A: Pure Appl. Opt.
Opt. Mater.
Annales de la Fondation Louis de Broglie
Jpn. J. Appl. Phys.
Physica B
Microw. Opt. Tech. Lett.
J. Lumin.
Thin Solid Films
J. Phys. D: Appl. Phys.
J. Phys. Chem. B
Nombre
22
11
7
6
5
5
3
3
3
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Journaux
PTL
JLT
Appl. Opt.
Opt. Eng.
Electron. Lett
J. Cryst. Growth
Semicond. Sci. Technol.
Physica E
Opt. and Quantum Elec.
J. Opt. Soc. Am. B: Opt. Phys.
Opt. Express
JQE
Opt. Fib. Tech.
AIP Conf. Proc.
Appl. Surf. Sci.
Liq. Cryst.
J. Opt. Soc. Am. A
Phys. Rev. A: At. Mol. Opt. Phys.
Mater. Res. Bull.
J. Nonlin. Opt. Phys. Mater.
Phase Transitions
Sens. Actuators, B
Mater. Sci. Eng., C
C.R. Phys.
Mater. Sci. Eng., B
Nombre
11
8
6
5
5
4
3
3
3
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Ouvrages
Nombre
0
Chapitres d’ouvrages
Nanophotonics
Propiétés optiques des polymères
Nombre
1
1
Brevets
Nombre
8
Articles de vulgarisation
Nombre
0
II.3.2. Communication scientifique
Conférences
Communications orales
Communications affiches
Congrès
Internationaux
invitation
Congrès
Nationaux
invitation
10
1
Universités et
Industries en
France
Universités et
Industries à
l'étranger
Manifestations
Locales*
9
5
12
2
II.3.3. Bilan des thèses soutenues :
Devenir des docteurs au 1er janvier de l’année en cours
Nombre
de
thèses
soutenues
Post doc.
36
9
Enseignement
supérieur
4
Organisme de
recherche
5
Entreprise
13
Autre
5
Recherche
emploi
0
II.3.4. Liste nominative des « entrants » en cours de contrat (mutations,
recrutements...)
Nom
Prénom
Corps
grade
Date
d'arrivée
dans
l'unité
Types
Etablissement
d'affectation
Etablissement
d'enseignement
supérieur où l'EC
effectue son activité de
recherche
CHARTIER
Thierry
MCF
sept.-03
Mutation
UR1/ENSSAT
UR1/ENSSAT
DUMEIGE
Yannick
MCF
sept.-03
Recrutement
UR1/IUT Lannion
UR1/ENSSAT
LORRAIN
Nathalie
MCF
sept.-03
Recrutement
UR1/IUT Lannion
UR1/ENSSAT
HAESAERT
Séverine
ASI
Dec-04
Recrutement
CNRS/ENSSAT
CNRS/ENSSAT
BRAMERIE
Laurent
IGR
Dec-06
Recrutement
UR1/ENSSAT
UR1/ENSSAT
BENHAL
Jamal
MCF
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
BERTRU
Nicolas
JeanPhilippe
Jacky
PR2
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
MCF
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
PR2
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
BURIN
EVEN
FOLLIOT
Hervé
MCF
févr.-04
GICQUEL
Maud
MCF
sept.-06
INSA RENNES
INSA RENNES
INSA RENNES
INSA RENNES
GRILLOT
Frédéric
MCF
sept.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
LABBE
Christophe
LE CORRE
Alain
MCF
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
PR2
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
LEMOINE
Daniel
PR
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
LETOUBLON
Antoine
MCF
sept.-05
INSA RENNES
INSA RENNES
LOUALICHE
Slimane
PR2
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
PARANTHOEN
Cyril
MCF
sept.-03
INSA RENNES
INSA RENNES
PIRON
Rozenn
MCF
févr.-05
INSA RENNES
INSA RENNES
RICHARD
Soline
MCF
sept.-05
INSA RENNES
INSA RENNES
BATTE
Thomas
IGE
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
ROHEL
Tony
TS
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
TAVERNIER
Karine
TN
févr.-04
INSA RENNES
INSA RENNES
CHEVALLIER
De BOUGRENET
De La TOCNAYE
DUPONT
Raymond
JeanLouis
Laurent
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
PR1
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
FRACASSO
Bruno
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
HEGGARTY
Kevin
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
WOLFFER
Nicole
MCF
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
WU
Zongyan
PR1
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
CARRE
Christiane
CR1
Nov-05
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
GADONNA
Michel
IE-GET
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
GROSSO
Philippe
IE-GET
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
HARDY
Isabelle
IE-GET
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
MORVAN
Michel
MarieLaure
IE-GET
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
IE-GET
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
MOULINARD
Recrutement
Recrutement
mutation
Nom
Prénom
DANIEL
Emmanuel
GRAVEY
Philippe
Corps
grade
IE-GET
DE2GET
Etablissement
d'affectation
Etablissement
d'enseignement
supérieur où l'EC
recherche
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
févr.-04
GET/ENST Bret.
GET/ENST Bret.
Date
d'arrivée
dans
l'unité
Types
II.3.5. Liste nominative des « sortants » en cours de contrat (mutations, retraites…)
Nom
BILLON
Prénom
Michel
Corps
grade
Date de
sortie de
l'unité
IGR
Juin-06
Types
retraite
Etablissement
d'affectation
Etablissement
d'enseignement
supérieur où l'EC
recherche
CNRS/ENSSAT
CNRS/ENSSAT
III - ORGANISATION ET VIE DU LABORATOIRE
III.1. Conseil de laboratoire : composition nominative, fréquence des réunions
Le conseil de laboratoire (cf. organigramme de l’Unité en page 10) a été créé début 2005. Il se
réunit environ 3 fois par an. Cette faible fréquence s’explique par la création récente de l’Unité, et par
la dispersion géographique de l’Unité (distance maximale de 290 km). Cependant, la mise en place
récente de moyens de visioconférence efficace devrait permettre d’améliorer la fréquence des
réunions « virtuelles ».
III.2. Organisation des taches collectives
La plupart des taches collectives concernant le CNRS sont organisées et gérées à Lannion
par l’équipe Gestion-Communication de FOTON-ENSSAT, avec l’aide des secrétaires des autres
sites. Les taches gérées sont :
Saisies Labintel,
Utilisation de Xlab,
Gestion des missions CNRS. Mise en œuvre de la procédure AMADEUS
Une harmonisation de la communication (notamment Web) est en cours de mise en place.
Concernant l’Hygiène et Sécurité, l’ACMO principal de l’Unité est à Lannion, mais bien entendu son
action est déléguée aux personnes responsables pour les deux autres sites
Les personnels ont suivi des formations spécifiques proposées par le CNRS.
Par ailleurs, pour les crédits non gérés par le CNRS, la gestion est assurée par les établissements
propres des différents sites.
III.3. Animation scientifique
III.3.1. Organisation de séminaires / conférences
Conférencier
Bruno THEDREZ
Origine
Opto+ - Alcatel CIT
Philippe CHANCLOU
Optogone
Olivier LECLERC
Alcatel
Beatrice DAGENS
Alcatel
Serge REYNAUD
Razvigor OSSIKOVSKI
Pierre FLAMANT
Gilles LERONDEL
LKB - Paris
Jobin–Yvon
LMD - Palaiseau
UT-Troyes
Bruno VINOUZE
FOTON - Brest
Guy Michel STEPHAN
FOTON - Lannion
François FAVRE
France Telecom
Jean-Loup CHRETIEN
Tietronix Optics
Titre de l'exposé
Lasers directement modulés pour
les télécommunications optique
Mesure de la qualité d'une
transmission optique WDM
Systèmes de transmission optique
régénérés
Dispositifs à base de SOA pour le
traitement du signal
Energie du vide et force de Casimir
La PMD
Les Lidars
Microcavités et miroirs de Bragg en
silicium poreux
Cristaux liquides: description,
applications à la visualisation et les
télécommunications
Le modèle multi-impulsionnel de
champ optique: applications
Les fibres microstructurées: état de
l'art et perspectives
Technologie de protection active
contre les lumières agressives
date
28-oct-2002
18/25-nov-2002
2003
3-fév-2003
17-fév-2003
10-mar-2003
17-mar-2003
10-avr-2003
27-oct-2003
20-nov-2003
1-déc-2003
8-déc-2003
Conférencier
Serge BIELAWSKI
Origine
PhLAM
Ammar HIDEUR
Bruno THEDREZ
CORIA - Rouen
Alcatel Alsthom
Research
Pierre FLAMANT
LMD - Palaiseau
Eric PICHOLLE
LPMC - Nice
Stéphane GOSSELIN
France Telecom
Denis LEBRUN
CORIA - Rouen
Roger A. LESSARD
COPL - Québec
Chi Thanh NGUYEN
LPQM - Cachan
Jean-Marc MEROLLA
FEMTO Besançon
FEMTO Besançon
FOTON - Brest
Laurent LARGER
Bruno VINOUZE
Titre de l'exposé
Instabilites dans la génération
d'impulsions brèves ps et fs.
Quelques problèmes d'instabilités et
de contrôle dans les lasers à
verrouillage de modes et les lasers
a électrons libres
Les lasers à fibre de puissance
Sources lasers à semiconducteur
pour les télécommunications
optiques
Sondage de l'Atmosphère par laser:
Principes et applications
Le laser, ou l'impensable ingénierie
quantique
Les réseaux de transport et
l'optique: vision d'un opérateur
Métrologie laser dans les
écoulements
L’holographie: un art ou une
science?
Composants photoniques à base de
polymètres électro-optiques pour les
télécommunications optiques
Cryptographie Quantique
EADS-SODERN
Christophe
DEWYNTER
Nicolas DUBREUIL
LCFIO - Orsay
Anne TALNEAU
LPN-Marcoussis
Eric BILLET
Christine HEYWANG
CPMOH-Bordeaux
Pierre FLAMANT
Christian
BOISROBERT
Yves GOULAS
LMD - Palaiseau
IREENA-Nantes
Bruno VINOUZE
FOTON - Brest
LMD – Palaiseau
date
19-jan-2004
21-jan-2004
3-fév-2004
9-fév-2004
23-fév-2004
11-oct-2004
14-fév-2005
7-mar-2005
21-mar-2005
mar-2005
Synchronisation de Chaos
mar-2005
Conception et fabrication
d’instruments optroniques spatiaux
Filtrage des structures transverse et
longitudinale des modes dans des
cavités laser auto-organisables
Nano-Photonique à base de
cristaux photoniques
24-oct-2005
Spectroscopie moléculaire de
surface et films ultraminces
Les Lidars
Etude de l’état physiologique des
végétaux par des moyens optiques
14-nov-2005
14-nov-200
09-jan-2006
06-fév-2006
13-fév-2006
15-fév-2006
06-mar-2006
14-mar-2006
Nbre total : 33
Moyenne annuelle : 8
III.3.2. Organisation de colloques / workshops
III.3.2.A) Séminaire FOTON
Le Groupement d’Intérêt Scientifique FOTON constitue la base de compétences scientifiques
régionale en Optique et Optoélectronique dédiée principalement aux STIC, mais diffusant également
vers des domaines connexes (Santé, Vivant, Industrie), base sur laquelle pourra s’appuyer le pôle de
compétitivité.
Le GIS FOTON a été créé en 2001 sur la base du transfert d’activités de recherche de France
Télécom R&D vers le secteur public, soutenu par le contrat de plan Etat-Région 2000 – 2006 à
hauteur de 4,8 M€. Il réunit actuellement l’UMR FOTON, le laboratoire RESO de l’ENIB et le Groupe
Physique des Lasers du laboratoire PALMS (UMR 6627 de l’Université de Rennes I). Il comprend 80
enseignants-chercheurs et chercheurs ainsi qu’une cinquantaine de doctorants.
En novembre 2004, l’UMR a organisé le premier séminaire du GIS FOTON :
http://www.enssat.fr/public/seminaires/gisfoton/actes/index.htm
III.3.2.B) Symposium STREON
Dans le cadre du réseau d’excellence europeen ePhoton/ONE, FOTON-ENST a organisé les
26 et 27 octobre 2005 à Brest le 1er symposium Européen sur les outils de Simulation pour la
recherche et l'enseignement en réseaux de télécommunications optiques (STREON).
http://www.aitb.org/article.php3?id_article=109
III.3.2.C) Conférences JPOM
Les JPOM (Journées de la Photonique et de l’Optique Modernes) ont fait partie des six
propositions retenues par les Directeurs d‘Ecole Doctorale de Bretagne pour l'année 2006. Elles ont
été organisée par FOTO-ENSSAT sous forme de cours de haut niveau, de visites de plate-formes
technologiques, d'expériences d'entreprise et de conférences autour d'axes de recherche actuels
(fibres spéciales, ilots quantiques, micro-optiques, micro-lasers, ampli et lasers à fibre de puissance,
optique pour le médical, nanomatériaux …)
http://www.enssat.fr/public/seminaires/jpom/JPOMHTM.htm
III.3.2.D) Workshop IWSQDA
FOTON-INSA a organisé en 2006 un workshop international IWSQDA (International
Workshop on Semiconductor Quantum Dot based devices and Applications) à Paris à la demande
conjointe des réseaux d'excellence Sandie et ePIXnet. Nous programmons un workshop international
en juillet 2007 en épitaxie de boites quantiques à Rennes.
http://claudia.intec.ugent.be/epixnet/index.php?id=253
III.4. Diffusion de la culture scientifique
Le laboratoire a organisé avec la technopole Anticipa la tenue d’un stand Université-Startups
dans les salons attenants aux éditions 2005 et 2006 du congrès annuel international ECOC
(European Conference on Optical Communication). Ces participations ont été relayées par des
articles de presse parus dans la presse locale et dans le bulletin régional d'information du CNRS
(Lettre de la Délégation).
Nous étions également présents dans des conditions similaires (stand commun universitéindustrie) sur le salon OPTO 2002 à Paris, et aux manifestations Synerg'ETIC en 2002 et 2003 de la
MEITO pour faciliter et promouvoir les relations entre les acteurs de la recherche et les entreprises
TIC du Grand Ouest
La plate-forme PERSYST a fait l'objet d'un article paru dans le numéro 26 de la revue
bimestrielle Photoniques de la SFO (Société Française d'Optique).
Le laboratoire a participé aux journées « La Science en Fête » en 2002 (présentation du
bracelet-capteur de paramètres physiologiques [cf. §II.2.1.C.v]), animé des journées « Portes
Ouvertes » à l'ENSSAT en 2003 (laser microchip doublé en fréquence, télécommunications optiques à
10 Gbit/s, bracelet- capteur de paramètres physiologiques) et en 2006 (démonstration de transmission
d’information par infra-rouge, illustration du guidage par fibre optique dans un tube de plexiglas,
hologramme, histoire des télécommunications à l’aide de films-vidéo prêtés par le Musée des
Télécommunications de Pleumeur-Bodou).
III.5. Activités d'intérêt collectif (au niveau national et international) :
Plusieurs membres de l’Unité contribuent aux expertises de dossiers pour l’ANR, la DGA, le
Ministère.
Participation au Comité d’Organisation permanent (EMC) de la conférence internationale
ECOC (1200 personnes). Cette année la conférence était organisée en France par Jean-Luc Beylat
(Alcatel-Lucent) et Jean-Claude Simon.
Participation au comité technique permanent des JNOG (conférence nationale annuelle, de
200 personnes)
PERSYST est « activity coordinator » de la plate-forme HSCP du réseau ePIXnet.
FOTON-INSA est « activity coordinator » du programme JRA 4 du réseau ePIXnet
FOTON-ENST est « national node » du réseau ePhoton/One
IV - HYGIENE ET SECURITE
IV.1. Bilan des accidents et incidents survenus dans l'unité
Sur la période considérée, un seul incident a été relevé. Il concernait une chute dans
les escaliers sur le site de l'équipe FOTON-INSA.
IV.2. Identification et analyse des risques spécifiques rencontrés dans l'unité
L'identification et l'analyse des risques spécifiques rencontrés dans l'unité fait l'objet du
document unique d'évaluation des risques professionnels qui est en cours d'élaboration ou de
validation dans chacun des établissements d'accueil des équipes de l'unité. Nous ne reprenons pas ici
de manière exhaustive tous les risques qui ont été identifiés dans ces documents, seulement ceux
spécifiques aux activités de recherche, en précisant pour chacun le(s) sites concerné(s) et les
mesures de prévention qui sont en mises en œuvre et une appréciation sur la maîtrise du risque.
•
Ambiance
Dissipation thermique des appareils électriques: déshydratation (FOTON-ENSSAT)
- climatisation – maîtrise du risque à améliorer sur certains postes
Pompes à vide: chaleur (FOTON-INSA)
- risque non maîtrisé
Pompes à vide: bruit (FOTON-INSA)
- risque non quantifié
Salle blanche: lumière jaune (FOTON-INSA)
Salle blanche: bruit (FOTON-INSA)
Salle blanche: chaleur (FOTON-INSA, FOTON-CCLO)
- climatisation – risque maîtrisé
Moteur de compresseur: bruit très important (FOTON-CCLO)
Système de refroidissement: bruit important (FOTON-CCLO)
Bacs à ultrasons: bruit de fond continu (FOTON-CCLO)
•
Risque électrique
Fonctionnement d'éléments sous tension de 500-1000 V: maintenance ou service (FOTONCCLO)
-
•
affichage des risques en cours de manip – maîtrise du risque à améliorer
Equipements de travail
Machines outils: outil en rotation (FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA, FOTON-CCLO)
- bouton arrêt d’urgence – maîtrise du risque à améliorer
Verrerie: poussières toxiques (FOTON-INSA)
- port d’EPI – risque maîtrisé
Polisseuse: poussières toxiques (FOTON-INSA)
Polisseuse: pièce mécanique en rotation 500-1000 tr/min (FOTON-CCLO)
- capot amovible – maîtrise du risque à améliorer
Cleaner: pièce mécanique en rotation 2000-6000 tr/min (FOTON-CCLO)
Clivage: projection de matériaux (FOTON-CCLO)
- port d’EPI – risque maîtrisé
Machine de sciage: outil en rotation (FOTON-CCLO)
- carter de protection – maîtrise du risque à améliorer
Tournettes centrifugeuses: pièce mécanique en rotation (FOTON-CCLO)
- guillotine de sécurité, port d'EPI – maîtrise du risque à améliorer
Poste nettoyage/séchage des wafers: pièce mécanique en rotation < 4000 tr/min (FOTONCCLO)
-
•
activation des sécurités de fonctionnement – maîtrise du risque à améliorer
Equipements sous pression
Cartouches de gaz faibles volumes (oxygène, butane/propane): explosion (FOTON-ENSSAT)
Bouteilles B40 dans labo (oxygène, azote): chute, explosion, asphyxie (FOTON-ENSSAT)
- bouteilles immobilisées verticalement par chaîne dans un rack fixé au mur –
maîtrise du risque à améliorer
- pièce ventilée mécaniquement – maîtrise du risque à améliorer
Bouteilles de gaz dans labo (mélange HCl < 1000 ppm): chute, explosion, asphyxie (FOTONENSSAT)
Machine MBE: implosion (FOTON-INSA)
- pose d'un grillage de protection – risque maîtrisé
Manutention manuelle de bouteilles de gaz (FOTON-INSA)
- chariot très ancien – maîtrise du risque à améliorer
Local de stockage des fluides sous pression: explosion (FOTON-CCLO)
- maîtrise du risque à améliorer
Compresseur salle blanche: explosion (FOTON-CCLO)
- risque maîtrisé
•
Risque incendie
(risque général géré au niveau des établissements d'accueil)
Poste de soudure à l’étain (FOTON-ENSSAT)
- plan de travail non inflammable – maîtrise du risque à améliorer
Torche à plasma (FOTON-ENSSAT)
- extincteurs adaptés à proximité – risque maîtrisé
Micro-torche (FOTON-ENSSAT)
- extincteurs adaptés à proximité – risque maîtrisé
Machine MBE: inflammation du phosphore à l’ouverture (FOTON-INSA)
- extincteurs adaptés à proximité, personnel formé – risque maîtrisé
Solvants chauds: produits chimiques inflammables (FOTON-INSA)
- extincteurs adaptés à proximité, personnel formé – risque maîtrisé
•
Risque laser
Lasers toutes classes (FOTON)
- port de lunettes adaptées (FOTON) – maîtrise du risque à améliorer
- témoins lumineux d'utilisation des lasers (FOTON) – maîtrise du risque à améliorer
- ACMO titulaire d'une formation sécurité laser de niveau III (FOTON-ENSSAT)
- organisation d'un séminaire annuel sur la sécurité laser (FOTON-ENSSAT)
•
Liquides cryogéniques et gaz
Azote liquide (FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA, FOTON-CCLO)
- port de gants thermiques, vérifications périodiques des soupapes de sécurité,
détection d’oxygène dans les pièces à grand stockage (FOTON-INSA) – risque
-
maîtrisé
stockage dans un local spécifique fermé à clé (FOTON-CCLO) – risque maîtrisé
Poste de soudure à l’étain: inhalation vapeurs (FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA, FOTON-CCLO)
Mélange Azote+Ammoniac 1000 ppm: inhalation (FOTON-ENSSAT)
- piège à eau – risque maîtrisé
Arsine et phosphine (FOTON-INSA)
- détection de gaz reliée à une alarme sonore, personnel formé (FOTON-INSA) –
risque maîtrisé
Activités de la salle blanche (FOTON-CCLO)
- un certain nombre de postes présentent un risque par inhalation difficile à évaluer
et donc à maîtriser – risque non maîtrisé
•
Rayonnements ionisants
MEB (FOTON-ENSSAT, FOTON-CCLO)
- contrôle APAVE régulier – maîtrise du risque à améliorer
Générateur X (FOTON-INSA)
- suivi dosimétrique individuel, balisage, témoin lumineux, 1 personnel formé –
risque maîtrisé
•
Rayonnements non-ionisants
Lampes UV pour polymérisation (FOTON- ENSSAT)
Source UV pour photolithographie (FOTON-INSA)
- port de lunettes – maîtrise du risque à améliorer
Sources UV-A 315-400 nm et UV-B 280-315 nm pour photochimie (FOTON-CCLO)
- port de lunettes, guillotine en verre filtre-UV profonds (< 200 nm) – risque non
maîtrisé
- 1 poste à redefinir – risque non maîtrisé
Source proche UV 365-400 nm pour insolation (FOTON-CCLO)
- port de lunettes – maîtrise du risque à améliorer
Générateur radiofréquence 13,56 MHz 0-600 W (FOTON-CCLO)
- mesures des champs rayonnants irréalisables – risque non maîtrisé
•
Risque chimique
Alcool, acétone: intoxication, irritation cutanée ou oculaire, incendie (FOTON)
- port EPI, présence robinet d’eau – risque maîtrisé
Torche à plasma: inhalation résidus combustion (FOTON-ENSSAT)
Micro-torche: inhalation résidus combustion (FOTON-ENSSAT)
NH3, HCl, DMF, THF, solvants, poudres colorantes, colles époxy: intoxication, irritation
cutanée ou oculaire, explosion (FOTON-ENSSAT)
- hotte à recyclage avec charbons actifs, port d’EPI, guillotine verre sécurit,
stockage sous hotte ventilée, présence d'une douche de sécurité – maîtrise du
risque à améliorer
Acide fluorhydrique (FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA)
- hotte à recyclage avec charbons actifs, port d’EPI, guillotine verre sécurit,
stockage sous hotte ventilée, présence d'une douche de sécurité, gluconate de
calcium – maîtrise du risque à améliorer
- travail sous Sorbonne avec EPI, stockage dans armoire ventilée, diphotérine et
hexafluorine (FOTON-INSA) – maîtrise du risque à améliorer
MBE (particules d’Arsenic dans l’huile des pompes): intoxication, irritation (FOTON-INSA)
- travail sous Sorbonne avec EPI – maîtrise du risque à améliorer
Trichloréthylène: intoxication (FOTON-INSA)
- travail sous Sorbonne avec EPI – risque maîtrisé
Tournettes centrifugeuses (manipulation de solvants): intoxication, irritation cutanée ou
oculaire, incendie (FOTON-INSA, FOTON-CCLO)
- risque non maîtrisé (FOTON-INSA)
- hotte à recyclage avec charbons actifs et compteur horaire, port d’EPI (FOTONCCLO) – maîtrise du risque à améliorer
Polyimide, cristaux liquides, diméthyl formamide, HCl, acide sulfochromique (FOTON-ENST)
- maîtrise du risque à améliorer
Solvants, acides, bases pour stockage: explosion, incendie (FOTON-CCLO)
- ventilation, étagères différentes par catégorie de produits, bacs de retention –
Photoinscription (manipulation de solvants, dégagement d’ozone): intoxication, irritation
cutanée ou oculaire, incendie (FOTON-CCLO)
- hotte à recyclage avec charbons actifs, port d’EPI – maîtrise du risque à améliorer
Nettoyage de substrats et attaques humides (manipulation de solvants, acides, bases):
intoxication, irritation cutanée ou oculaire, explosion, incendie (FOTON-CCLO)
- hotte à recyclage avec charbons actifs, port d’EPI, guillotine verre sécurit –
Gravure plasma (dégagement de produits fluorés): intoxication (FOTON-CCLO)
- procédure de pompe purge, masque à cartouche – maîtrise du risque à améliorer
Nettoyage gravure chimique (manipulation d’acides, bases, sels fondus): intoxication, irritation
cutanée ou oculaire, explosion, incendie (FOTON-CCLO)
- hotte à recyclage avec caisson charbons actifs et voyant de colmatage, port
d’EPI, guillotine verre sécurit – maîtrise du risque à améliorer
Cleaner (vapeurs et projection solvants): intoxication, irritation cutanée ou oculaire (FOTONCCLO)
- extracteur et cache supérieur – maîtrise du risque à améliorer
Dip coater (vapeurs et projection solvants): intoxication, irritation cutanée ou oculaire (FOTONCCLO)
-
risque non maîtrisé
IV.3. Fonctionnement des structures d'hygiène et de sécurité
Le comité Hygiène et Sécurité de l'unité est constituée d'1 ACMO nommé auprès du directeur
de l'unité et de 2 correspondants, respectivement sur chacun des 2 autres sites, eux-mêmes ACMO
nommés auprès de leur responsable de site. Les ACMO de chaque site sont insérés dans les comités
H&S des établissements d'accueil respectifs et chaque site dispose de sa cellule H&S.
La cellule H&S FOTON-ENSSAT comporte:
2 ACMO (l'ACMO de l'UMR et celui de l'ENSSAT)
1 personnel formé en sécurité laser (l'ACMO de l'UMR)
3 sauveteurs-secouristes du travail (l'ACMO de l'ENSSAT et 2 personnels de l'UMR)
un troisième ACMO est en attente de formation/nomination pour traiter les aspects spécifiques
de la salle blanche
La cellule H&S FOTON-ENST est formée de:
1 ACMO
2 personnels sauveteurs-secouristes du travail
2 personnels serre-files
2 personnels guide-files
La cellule H&S FOTON-INSA est formée de:
2 ACMO
1 personnel formé en radioprotection
2 sauveteurs-secouristes du travail
IV.4. Dispositions mises en œuvre pour la formation des personnels et des
nouveaux entrants
Ces aspects sont gérés par les cellules H&S de chaque site.
Sur le site FOTON-ENSSAT:
• Il existe un document "Consignes de sécurité générales à l'ENSSAT" disponible sur le
serveur web de l'établissement. Ce document signale en particulier l'existence et la finalité
du registre d'hygiène et sécurité de l'ENSSAT.
• Un séminaire annuel correspondant au niveau I d'une formation "Laser & Sécurité" est
proposé à l'ensemble du personnel.
• Les responsables de stages transmettent oralement des consignes de sécurité à leurs
stagiaires.
Sur le site FOTON-INSA:
distribution aux nouveaux entrants d’une fiche de sécurité mentionnant les différents risques
présents dans l’unité, les mesures à prendre ainsi que pour les personnes concernées le
règlement intérieur de la salle blanche
Sur le site FOTON-ENST:
Le niveau d’information des nouveaux arrivants dans l'équipe dépend de leur implication dans
les différentes technologies étudiées (nombreux sont les personnels travaillant
uniquement sur ordinateur).
Pour le travail en salle blanche, l’information des nouveaux arrivants est effectuée sur le site
par les personnels formés à ces technologies.
Pour le travail sur banc optique, l’information non-formalisée des nouveaux arrivants est
effectuée par les permanents qui utilisent ces montages.
IV.5. Problèmes de sécurité qui subsistent et moyens pour les résoudre
D'une manière générale:
La formation des personnels et des nouveaux entrants aux risques professionnels n'est pas
optimale et demande à être améliorée.
Il n'y a pas de document "Consignes de sécurité spécifiques du service" qu'il faudra donc
rédiger et mettre à jour régulièrement.
Les procédures d'arrivée ne systématisent pas et n'officialisent pas l'information du nouvel
arrivant et de son responsable au sujet des consignes de sécurité générales de
l'établissement d'une part et des consignes de sécurité spécifiques de l'unité d'autre part.
Il faudra donc mettre le document précité à disposition du de la cellule secrétariat de
l'unité qui se chargera, au travers de la procédure d'arrivée classique, d'en assurer la
diffusion auprès des nouveaux arrivants.
Il n'existe pas de document unique "Evaluation des Risques Professionnels" propre à l'unité.
Des documents uniques sont en cours d'élaboration ou de validation dans le cadre des
établissements d'accueil des 3 sites de l'unité, il faudra ensuite à partir de ces 3
documents, en élaborer un unique pour l'unité.
Il n'y a pas de "Registre Hygiène et Sécurité" spécifique à l'unité ou même aux différents sites
de l'unité. Les registres qui sont mis en place sont ceux des établissements d'accueil.
Cette mesure est simple et sera mise en œuvre rapidement.
Beaucoup de facteurs de risques sont mal maîtrisés alors qu'un simple affichage
d'informations de ces dangers suffirait à réduire le risque de manière significative.
En ce qui concerne l'amélioration de la maîtrise des risques majeurs identifiés:
•
Ambiance
Climatisation des salles qui le nécessitent (FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA)
Fourniture d’EPI anti-bruit (FOTON-CCLO)
•
Equipements de travail
Installation d’un poste d’extraction des particules toxiques de la polisseuse (FOTON-INSA)
Sécurisation du poste du Cleaner (FOTON-CCLO)
Fourniture d’EPI sur machine de sciage (FOTON-CCLO)
•
Equipements sous pression
Déplacement des bouteilles présentes dans les labos vers le local de stockage des fluides
sous pression (FOTON-ENSSAT)
Remplacement du chariot de manutention des bouteilles de gaz (FOTON-INSA)
Etablissement d’un protocole de chargement/déchargement des bouteilles de gaz avec le
fournisseur (FOTON-CCLO)
•
Risque incendie
Amélioration du plan d’évacuation incendie en salle blanche par un meilleur balisage (FOTONENST)
•
Risque laser
Amélioration la protection collective par une mise en place de témoins lumineux à l’entrée des
salles lors du fonctionnement des lasers (FOTON)
Fourniture d’EPI en quantité suffisante (FOTON)
•
Liquides cryogéniques et gaz
Analyse de plusieurs postes (FOTON-CCLO)
•
Rayonnements ionisants
Installation d’un matériel permanent de mesurer du rayonnement du MEB, mise en place d’un
suivi médical (FOTON-ENSSAT, FOTON-CCLO)
•
Rayonnements non-ionisants
Fourniture d’EPI anti-UV (FOTON- ENSSAT)
Sécurisation du banc de photoinscription (FOTON-CCLO)
•
Risque chimique
Formation d’un ACMO avec compléments sur le risque chimique (FOTON-ENSSAT, FOTON-CCLO)
Installation des torches à plasma sous hottes d’extraction (FOTON-ENSSAT)
Amélioration de la prévention par affichage (FOTON-ENSSAT, FOTON-CCLO)
Mise en place d’un local de stockage externe (FOTON-ENST)
V - PLAN DE FORMATION DE L’UNITE
V.1. Liste des formations suivies au cours du contrat
FORMATIONS SUIVIES DEPUIS Octobre 2002 :
Les demandes connues à ce jour sont recensées dans les tableaux suivants :
Objet
Agent
Date
Durée
Organisme
Autocad
R.ETESSE
2002
Fibre Optique
R .ETESSE
2002
/S.FEVE
Formation à la direction du
JC.SIMON
2002
2modules 2 jours
laboratoire
1module de 1 jour
X Lab initiation
G. RIAUX
2004
5 jours
CNRS
Actu. H&S + logiciel AIIE
S. FEVE
Mars 2004
1 jour
CNRS
ACMO formation de base
S. FEVE
Nov. 2004 et
2x3 jours
CNRS
Janvier 2005
Formation Word
R.ETESSE
Mai 2005
Greta Lannion
Formation passerelle Xlab
Nabuco
Démarche Qualité en
recherche
Sauvetage Secourisme du
Travail
Gestion des Déchets
Rencontres de la
communication du CNRS
Laser et sécurité
X-lab basculement
X-lab initiation
Amadeus
R.ETESSE
Mai 2005
S.FEVE
Juillet 2005
2 jours
CNRS-DR2
S.HAESAERT
Avril 2006
2 jours
UR1
S.HAESAERT
S. FEVE
Juin 2006
Août 2006
2 jours
3 jours
CNRS
CNRS
S.FEVE
D.GRAVIOU
D.GRAVIOU
D.GRAVIOU
/M.MOIZARD
Sept. 2006
Nov. 2006
Nov. 2006
Nov. 2006
2 jours
1 jour
4 jours
1 jour
Laser Conseil
CNRS
CNRS
CNRS Rennes
V.2. Priorités du laboratoire :
Dans la phase actuelle, formations nécessaires au fonctionnement efficace de l’Unité multisite
sur les plans de la gestion, notamment des risques. Par ailleurs peu de besoins en formation
scientifique émanent des membres du laboratoire, qui gèrent généralement par auto-formation leurs
besoins.
V.3. Présentation des besoins de formation
Le recensement des besoins pour l’année 2006-2007 à été effectué de la manière suivante.
Le correspondant formation a contacté directement par e-mail les différentes personnes du laboratoire
pour recueillir les besoins de formation de chacun. Les demandes qui me sont parvenues sont
transmises dans le tableau de synthèse de besoins en formation ci-dessous.
Pour 2006/2007, nous avons recensé 5 demandes de formation : 3 demandes de natures
scientifiques et techniques reconduites en 2007, 2 formations de nature hygiène et sécurité. Compte
tenu des activités à caractère expérimental sur 2 sites différents ; le directeur souhaite renforcer le
poste ACMO ; et ceci motive les demandes de formations formulées.
Intitulé de la
formation
Objectifs
Population
Solidworks
Outil de travail
principal
IATOSSP.ROCHARD
GRETA
Initiation aux plasmas
Notions de bases
théoriques
AI CNRSS.HAESAERT
SOCIETE
FRANCAISE DU
VIDE
Nanosciencesnanotechnologies
Enjeux des
nanotechnologies
L .HAJI
CNRS
ACMO
Risques chimiques
majeures dans le
laboratoire
AI CNRSS.HAESAERT
UNIVERSITE OU
CNRS
Sécurité Laser
Risque majeur dans
l’unité
IE CNRS-S.FEVE
LASER CONSEIL
Illustrator initiation
Utilisation de logiciels
pour concevoir des
outils de
communication
IE CNRS-S.FEVE
CNRS
Prestataire
VI - FICHES INDIVIDUELLES D’ACTIVITE DES ENSEIGNANTS
CHERCHEURS ET CHERCHEURS DE L’UNITE (FICHES
« MINISTERE »).
Les fiches individuelles se trouvent sur le CD-ROM intitulé « Fiches individuelles ».
VII - FICHES INDIVIDUELLES DES ITA/IATOS
Les fiches individuelles se trouvent sur le CD-ROM intitulé « Fiches individuelles ».
VIII - Annexe 1 : Programme Scientifique de l’UMR FOTON dans le cadre
du projet PONANT
CPER 2007-2013
Fiche projet n°1
PONANT
DEVELOPPEMENT d'un POLE REGIONAL de RECHERCHE sur la
PHOTONIQUE
et les NANOSTRUCTURES APPLIQUEES aux TECHNOLOGIES de
l’INFORMATION
PROGRAMME SCIENTIFIQUE
(résumé)
Contact : Coordonnées du chef de projet
Nom :
SIMON
Prénom :
Jean-Claude
Tél :
02 96 46 90 92
Mel:
[email protected]
06 33 10 89 03
Unité de recherche (code unité et intitulé) :
UMR 6082 FOTON
Description
scientifique (dont les ouvertures à de nouveaux domaines de la
connaissance) :
Résumé des objectifs du Projet:
Le projet PONANT a pour objectifs de poursuivre et renforcer la recherche amont
régionale sur la Photonique initiée par le GIS FOTON, et par conséquent de permettre à ses
partenaires de maintenir une expertise attractive pour des partenaires publics ou industriels dans le
cadre des réponses aux appels d’offre des réseaux de recherche collaborative régionaux, nationaux
ou européens. PONANT développera la recherche:
- d’une part dans les technologies de l’information, notamment à travers le pôle de
compétitivité Images et Réseaux et les réseaux d’excellence européens ePIXnet, Sandie et
ePhoton/One, dans lesquels la plupart des partenaires sont engagés de manière très active et
reconnue au niveau mondial,
- d’autre part dans des domaines « diversifiés » par rapport aux télécom pures : la
biophotonique, les capteurs pour l’environnement et la santé, les lasers pour l’Industrie, la Sécurité et
la Défense.
Pour atteindre ces objectifs, le projet s’appuiera d’une part sur la base des GIS
FOTON et GRIFIS, élargie aux nouveaux partenaires sous forme d’un GIS « PONANT » en cours de
préparation, et d’autre part sur les plate-formes technologiques rattachées PERSYST, PERDYN,
CCLO (systèmes et fonctions pour télécom hauts débits et l’accès, technologies d’optique intégrée) et
PERFOS (fibres optiques spéciales), qui seront consolidées dans le cadre du projet.
PONANT rassemble des compétences multidisciplinaires de la Photonique au sens
large, couvrant des domaines allant des matériaux et composants photoniques nanostructurés (à
base de semiconducteurs, cristaux liquides, fibres optiques spéciales) aux systèmes photoniques.
Huit équipes et trois plates-formes réparties sur les sites de Brest, Lannion, Rennes, et Nantes ayant
des compétences reconnues internationalement aussi bien dans la sphère académique qu’industrielle
(un des établissements est un Institut Carnot), travaillent en synergie et participent à la formation d’un
PRES. Ses partenaires contribuent à des projets des pôles de compétitivité avec 7 projets labellisés à
ce jour dans Image et Réseaux, et développent une forte interaction avec les PME régionales du
secteur de l’optique, notamment à travers les plates-formes technologiques citées.
Contexte du projet:
Le projet PONANT poursuit en l’amplifiant le projet FOTON financé dans la cadre du CPER
2000-2006.
Le Groupement d’Intérêt Scientifique FOTON (Fonctions Optiques pour les
Télécommunications) constitue la base régionale actuelle de compétences scientifiques en Optique et
Optoélectronique dédiée principalement aux STIC, mais diffusant également vers des domaines
connexes (Santé, Vivant, Industrie), base sur laquelle s’appuie le pôle de compétitivité Images et
Réseaux et le projet de RTRA “SISCOM”.
Le GIS FOTON a été créé en 2001 sur la base du transfert d’activités de recherche de France
Télécom R&D vers le secteur public, soutenu par le contrat de plan Etat-Région 2000 – 2006. Il réunit
l’Unité Mixte de Recherche CNRS 6082 « FOTON » (regroupant le Laboratoire d’Optronique de
l’ENSSAT, le laboratoire d’Etudes des Nanostructures à Semi-conducteurs (LENS) de l’INSA de
Rennes, le Département d’Optique de l’ENST de Bretagne), le laboratoire RESO-ENIB et le Groupe
Physique des Lasers du laboratoire PALMS (UMR CNRS 6627 de l’Institut de Physique et d’Ingénierie
de l’Université de Rennes I).
Outre un bilan scientifique ayant permis de comptabiliser des premières mondiales (rapport
disponible sur demande), le GIS FOTON a permis d’initier pour la première fois de manière concrète
la fédération de la recherche régionale en Optique:
- par la création de l’UMR CNRS FOTON multisite en 2004 à partir de 3 unités de tutelles
différentes,
- par la création du CCLO, centre technologique commun entre l’ENSSAT et l’ENST Bretagne,
- par l’intégration de l’équipe RESO-ENIB au GIS,
- par la création et le rattachement des plate-formes PERSYST et PERDYN de soutien à la
recherche publique et industrielle.
Le projet de CPER PONANT propose d’amplifier ce mouvement en associant, dans le cadre
d’un GIS en cours de montage, de nouveaux partenaires régionaux dont notamment ceux de GRIFIS
créé en 2005 sur les fibres optiques spéciales et des équipes de Université de Rennes 1 (IREENA à
Nantes, EVC de l’Institut de Sciences Chimiques de Rennes, équipe GMCM de l’Institut de Physique
et d’Ingénierie de Rennes, associations PERFOS et PERDYN), et, tout en consolidant le travail initié
dans le domaine STIC-Photonique, en l’étendant aux champs d’application du Vivant, de l’Industrie et
de la Sécurité.
I.
Axe I : Photonique pour les technologies des télécommunications.... 197
I.1 Sciences et technologies des matériaux et composants pour la
photonique ..................................................................................................... 198
I.1.A
Les matériaux : ................................................................................................. 198
I.1.A.1)
I.1.A.2)
polymère :
I.1.A.3)
I.1.B
Les technologies :.............................................................................................. 199
I.1.B.1)
I.1.B.2)
I.1.B.3)
I.1.B.4)
I.1.C
Croissance auto-organisée de nano-matériaux à Boîte Quantique (BQ) : ............ 198
Matériaux et technologies pour la réalisation de circuits intégrés optiques en
199
Matériaux cristal liquide et cristal liquide composite : ............................................ 199
Technologies pour fibres spéciales : ...................................................................... 199
Technologies pour la conception et la réalisation de micro-optiques : .................. 200
Technologies pour la Photo-inscription et nano-structures diffractantes : ............. 200
Technologies pour guides et fonctions intégrées photo inscrites en polymère :.... 200
Composants et fonctions élémentaires: .......................................................... 201
I.1.C.1)
Laser largement accordable pour le réseau optique très haut débit flexible et bas
201
coût
I.1.C.2)
Amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) ultra rapides et ultra large bande
pour les réseaux très haut débit et très large spectre : ............................................................ 201
I.1.C.3)
Résonateurs ouverts : ............................................................................................ 202
I.1.C.4)
Les réseaux diffractifs 2D ou 3D photoniques :...................................................... 202
I.1.C.5)
Délai de Newton-Wigner aux interfaces : ............................................................... 202
I.1.C.6)
Conversion opto-hyper et réponse stochastique duale :........................................ 203
I.1.C.7)
Microcavités photoniques à forte non-linéarité pour le traitement du signal : ........ 203
I.1.C.8)
Etudes des propriétés de nouvelles fibres : ........................................................... 204
I.2
Fonctions et Systèmes pour réseaux haut débit................................... 204
I.2.A
-Fonctions pour les réseaux haut débit........................................................... 205
I.2.A.1)
Fonction d’émission ultra rapides pour les réseaux très haut débit ..................... 205
I.2.A.2)
Commutations spatiales Acousto-Optiques ........................................................... 205
I.2.A.3)
Fonctions en optique intégrée polymère ................................................................ 205
I.2.A.4)
Fonctions à base de technologies « fibre » pour les Télécommunications............ 206
I.2.A.5)
Sources optiques ultra-rapides et bas-coût pour la génération de solitons pour les
réseaux de télécommunications à fibres optiques ................................................................... 206
I.2.A.6)
Régénération tout optique pour les réseaux haut débit ......................................... 207
I.2.B
Les réseaux haut débit ..................................................................................... 207
I.2.B.1)
Architecture physique des réseaux de transport optique ....................................... 207
I.2.B.2)
Architecture des réseaux d’accès et de collecte .................................................... 208
I.2.B.3)
Problématique de la PMD dans les réseaux de transport à très haut débit,.......... 208
I.2.B.4)
Formats de modulation avancés pour les fonctions optiques à base d’amplificateurs
optiques à semi-conducteurs (SOA)......................................................................................... 208
II.
Axe II : Photonique pour le Vivant et l’Industrie ............................... 209
II.1.A
Imagerie du vivant – Biophotonique ........................................................... 209
II.1.A.1) Physiologie du foie cancéreux et en régénération: analyse par des méthodes non
invasives de microscopie multiphotonique chez la souris ........................................................ 209
II.1.A.2) Etude en fluorescence classique et multiphotonique de la biologie du
développement d'un animal complet (Aurelia Aurita)............................................................... 210
II.1.A.3) Magnétochiralité. .................................................................................................... 210
II.1.B
Capteurs pour la santé et l’environnement ................................................ 210
II.1.B.1) Des Terahertz aux diodes bleues : nouvelles sources........................................... 210
II.1.B.2) Lasers grandes longueurs d’ondes pour les applications médicales,
d’environnement et de sécurité ................................................................................................ 211
II.1.B.3) Thème : Fibres spéciales, capteurs et instrumentation.......................................... 211
II.1.B.4) Capteurs océanographiques .................................................................................. 212
II.1.B.5) Réseaux d’observation sous-marins ...................................................................... 212
II.1.B.6) Nano-structures photoniques à base de silicium poreux pour la détection d’espèces
biologiques................................................................................................................................ 212
II.1.B.7) Systèmes de capteurs pour la surveillance de la santé ......................................... 213
II.1.C
II.1.C.1)
II.1.C.2)
Composants et dispositifs pour la Sécurité et l'Industrie.......................... 213
Source à photon unique pour la cryptographie quantique : ................................... 214
Sécurisation de Transmission optique d’images à haut débit ................................ 214
II.1.C.3) Sources laser à fibre pour la Bio-photonique, la Défense, le Médical et les
applications industrielles........................................................................................................... 214
II.1.C.4) Plate forme technologique de Bretagne pour la formation et la recherche :.......... 214
II.1.C.5) Transitions de phase photo-induites : .................................................................... 215
II.1.C.6) Transport Intelligent : Reconnaissance et analyse automatique, temps réel de
signalisations routières visuelles. ............................................................................................. 215
II.1.C.7) Filet optique instrumenté. ....................................................................................... 216
III. Consolidation des Plates-formes......................................................... 216
III.1 Plate-forme PERDYN ........................................................................ 216
III.2 Photoinscription de fonctions en polymère et en optique intégrée
(CCLO)........................................................................................................... 217
III.3 Consolidation de la plate-forme PERSYST pour des études en
transmissions à 40 Gbit/s et 160 Gbit/s......................................................... 217
III.4 Diversifications des études, ouverture de PERSYST aux réseaux
d’accès ............................................................................................................ 218
III.5 La Plateforme PERFOS .................................................................... 218
Programme Scientifique : (Voir si nécessaire le dossier détaillé qui se trouve dans l’annexe
« Dossier Scientifique PONANT complet» disponible auprès du contact)
Introduction :
Les Sciences et Technologies de l’Information ont connu un essor considérable depuis une dizaine
d’années, en particulier sous l’effet de la bulle Internet. Cependant cette bulle a précipité de manière
artificielle, au moins dans le cas de la couche physique, le développement de produits à un stade de
recherche encore immature. L’éclatement de la bulle a ramené le marché à certaines réalités, montrant la
nécessité de ruptures scientifiques et technologiques pour permettre de développer des composants,
systèmes et réseaux dont les coûts soient compatibles avec le développement du haut débit pour tous. La
R&D est donc aujourd’hui plus que d’actualité dans ce domaine.
Concernant l’infrastructure des réseaux de télécommunications, en particulier au niveau des réseaux
dorsaux et métropolitains, l’Optique et la Photonique sont au cœur des technologies support, et pourraient
dans un avenir proche aussi remplacer le cuivre, voire la radio, dans les réseaux d’accès, si la demande de
services à haut débit continue au rythme actuel. Mais ceci à condition que de nouveaux composants et
dispositifs voient le jour, plus compacts et miniaturisés et moins consommateurs. Ceci pourrait induire alors de
nouvelles visions sur la conception des systèmes et des réseaux qu’ils soient purement optiques, ou hybrides
optique-radio. La Photonique, alliée aux Nanotechnologies, devrait jouer un rôle majeur dans ce domaine.
Un autre aspect particulièrement intéressant du développement de la R&D en STIC ces dernières
années, et plus notamment en Photonique, est lié aux retombées induites dans des domaines « connexes »
n’ayant pas grand-chose à voir a priori avec les télécommunications :les capteurs, la Biophotonique, l’Imagerie
médicale, les lasers pour l’industrie, etc.…. Par exemple, la connaissance et les progrès acquis sur les
nanostructures à semiconducteurs (Puits Quantiques) considérablement étudiées en vue de développer des
lasers émettant dans le proche infrarouge pour les télécommunications, permet aujourd’hui de réaliser des
systèmes d’éclairage ou de visualisation à très fort rendement, qui commencent déjà à équiper nos véhicules,
et peut-être demain nos maisons. Autre exemple, celui des fibres optiques spéciales, initialement développées
pour réaliser des amplificateurs optiques de puissance pour les télécommunications: ces fibres spéciales
constituent aujourd’hui le cœur de systèmes de laser pour la découpe dans l’Industrie, et la liste des
exemples est loin d’être close….
Le programme scientifique de PONANT a pour ambition de contribuer au développement de la
connaissance en Photonique et Nanostructures, avec une approche applicative dans deux secteurs : celui des
communications optiques d’une part, et celui du Vivant et de l’Industrie d’autre part.
Le projet couvre la chaîne de compétences allant de l’amont (Physique, matériaux, technologies) aux
applications (composants, fonctions et dispositifs, systèmes, réseaux).
Le programme scientifique se décline en sous-projets répartis sur deux axes :
Axe I : Photonique pour les technologies des télécommunications
SP I-1 Sciences et Technologies des composants pour réseaux optiques
SP I.2 Dispositifs, Fonctions et Systèmes pour réseaux haut débit
Axe II : Photonique pour le Vivant et l’Industrie
SP II.1 Biophotonique
SP II.2 Capteurs pour la Santé et l'Environnement
SP II.3 Composants et dispositifs pour la Sécurité et l'Industrie
Un paragraphe sur les plates-formes complète cette description.
I.
Axe I : Photonique pour les technologies des télécommunications
Cet axe consolide et amplifie les actions de recherche initiées dans le cadre du GIS FOTON dans le
domaine des communications optiques, et porte aussi bien sur des aspects amont (Physique, matériaux,
technologies des composants), que sur des thématiques plus proches des applications comme les fonctions
de traitement du signal, les systèmes, et l’architecture de réseaux optiques du futur. Cependant, même
lorsque la finalité applicative est clairement affichée, les travaux n’excluent pas, loin s’en faut, des recherches
à caractère fondamental (par exemple la nature du bruit dans les systèmes optiques non-linéaires, etc.…). Cet
axe est décomposé en deux sous-projets. Le premier est dédié aux aspects amont des matériaux et des
technologies de réalisation des composants, dont les retombées pourront déborder du domaine télécom. Le
deuxième est consacré à l’étude de fonctions et dispositifs, systèmes et réseaux de communication optique.
I.1 Sciences et technologies des matériaux et composants pour la photonique
Ce domaine scientifique est un domaine d’excellence de la Bretagne depuis de nombreuses années. Il
résulte en grande partie de l’héritage de France Télécom R&D (anciennement CNET) dont une grande partie
des recherches amonts, en matière de matériaux et de fonctions optiques, a été récupérée par les équipes
constituant aujourd’hui Ponant, mais également aussi d’équipes universitaires de renom dans le domaine de la
physique comme l’équipe de physique des lasers (UMR PALMS). Il bénéficie en outre de moyens
technologiques concentrés dans les plates-formes technologiques (e.g. PERFOS) ou bien encore au sein
d’unités de recherche (e.g. UMR FOTON).
La table suivante résume les interactions au sein de PONANT pour « Sciences et technologies des
matériaux et composants pour la photonique »:
Matériaux
A-1
FOTON
ENSSAT
FOTON
ENST
FOTON
INSA
FOTON
CCLO
RESO
EVC
IPI
IREENA
PERSYST
PERDYN
PERFOS
I.1.A
A-2
Technologies
A-3
B-1
x
B-2
Fonctions et interfaces
B-4
x
x
x
B-3
x
x
x
C-2
C-3
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
C-1
x
x
x
x
x
C-5
C-6
x
x
x
C-7
C-8
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
C-4
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Les matériaux :
Les compétences dans ce domaine s’articulent autour de trois types de savoir-faire : la
croissance de nano-matériaux semi-conducteurs (puits et plots quantiques), les guides polymère et les
cristaux liquides et composites qui reposent sur des équipes qui ont acquis une reconnaissance internationale
dans ces domaines au cours de ces dernières années.
I.1.A.1)
Croissance auto-organisée de nano-matériaux à Boîte Quantique (BQ) :
Ce thème est la spécialité de la composante FOTON de l’INSA de Rennes qui a une expertise
internationale reconnue dans le domaine des nanostructures à puits et boites quantiques. Les réalisations
marquantes à 1,55 µm sont le laser à BQ faisant l’état de l’art et les absorbants saturables les plus rapides. La
maîtrise de ces technologies dans FOTON permet à d’autres équipes de PONANT et d’autres partenaires de
réaliser des fonctions actives innovantes dans des domaines très divers variés au sein des
télécommunications et des fonctions de traitement optique du signal (absorbants saturables, régénérateurs de
signaux, amplificateurs régénérateurs en phase, mémoires optiques).mais aussi la cryptographie quantique et
de nouvelles applications exigeant de grandes longueurs d’ondes (1,7-5 µm).
Le programme de travail est axé sur la physique et la technologie de ces BQ pour le contrôle de leurs
caractéristiques et leurs adaptations pour les fonctions optiques visées (renforcement du gain de la couche
active tout en élargissant le spectre de gain dans certains cas et dans d’autres (émetteurs à photons uniques),
trouver les conditions de croissance de BQ. L’élargissement du domaine spectral, passera par la maîtrise de la
croissance de BQ de grandes dimensions en InAs (substrat InP) mais aussi en InSb. Enfin, pour
l’interconnexion optique très haut débit (>10 Gbit/s) sur puce ou entre puces, la maîtrise de la croissance sur
un substrat silicium de structures à BQ à base de composés III-V est indispensable.
Acteurs: FOTON-INSA
Collaborations: LPN, LEOM-Lyon, CEMES Toulouse, U. Madrid, NoE Sandie et Epixnet
I.1.A.2)
Matériaux et technologies pour la réalisation de circuits intégrés optiques en
polymère :
Dans le domaine de l’optique intégrée, les matériaux polymères sont appréciés pour leur large gamme
d’indice,
une mise en œuvre simple (photo-inscription), et des propriétés optiques non linéaires
exceptionnelles pour certains. Depuis 2 ans FOTON-CCLO a mis au point un procédé de photolithographie et
gravure de guide avec de bons résultats (avec des contrastes d’indice de 0,12). Cette étude est à rapprocher
du projet Photonique Micro-onde de la région Pays de Loire (regroupement de 5 laboratoires ligériens en
relation avec le FOTON-CCLO). En amont il s’agira de faire évoluer les matériaux (polymères fonctionalisables
linéaires et non linéaires, amélioration tenue thermiques…) pour être performants et mieux adaptés aux
technologies et, en aval, d’améliorer les procédés technologiques (préparation échantillons, nano-imprint,
circuits 3D, guides très confinés) et les étendre à des matériaux fortement non linéaires (polymères conjugués,
et nanotubes de carbone) ainsi qu’aux nano composites polymère/inorganique. Les avancées obtenues dans
ce thème serviront aussi à la réalisation de composants pour les fonctions optiques d’autres thèmes.
Acteurs: FOTON-CCLO, l’IREENA, FOTON-ENSSAT.
Collaborations: Des PME comme KERDRY et YENISTA
I.1.A.3)
Matériaux cristal liquide et cristal liquide composite :
Cette activité est une spécialité de FOTON-ENST-Bretagne qui a fait l’objet par le passé de
nombreuses réalisations et de transferts technologiques (reconnaissance internationale en 2006 avec
l’obtention du prix SPIE Technical Achievement Award). Les recherches s’orientent actuellement vers la
seconde génération de fonctions passives accordables en longueur d’onde, sur une convergence entre
aspects matériaux (polymère-cristal liquide) et réseaux résonants et cristaux photoniques qui offrent de
nombreuses propriétés intéressantes. Ce lien entre composantes physiques est un axe clef dans l’ingénierie
de filtres accordables (projet LambdaAccess labellisé par le pôle I& R et l’ANR Télécoms 2006).
Le programme porte sur un certain nombre de configurations orientées vers des fonctions dont les
applications envisagées sont : les lasers à émission verticale, accordables en longueur d’onde, les miroirs de
Bragg accordables, et les filtres commutables à finesse ajustable. Ainsi sera approfondie la réalisation de
filtres accordables exploitant la résonance de plasmon de surface. Nous étudierons également les cristaux
photoniques 2D, 3D reconfigurables à partir de la structure de Bragg naturelle du cholestérique planaire. Le
programme comprend les modélisations physiques et l’étude du comportement optique de la structure
hélicoïdale de la phase CLC ainsi que la modélisation de cette structure pour constituer les miroirs de Bragg
d’une cavité laser ou Fabry-Perot. Il comprendra la réalisation de miroirs de Bragg CLC ou PSCLC (cette
dernière option où le CLC est structuré par un gel polymère).
Acteurs: FOTON-ENST Bretagne et FOTON-INSA.
Collaborations: CEMES (Toulouse), Kent State University, quelques PME comme Lixys.
I.1.B
Les technologies :
Dans ce domaine également la compétence tourne autour de trois types de savoir-faire : la fabrication
de fibres spéciales (essentiellement autour de la plate-forme PERFOS) la micro-structuration optique (ENST
Bretagne et CCLO) pour les optiques diffractives et les guides et la fabrication de micro-optiques fibrées
(CCLO).
I.1.B.1)
Technologies pour fibres spéciales :
La recherche autour des fibres optiques spéciales dispose avec les partenaires dans PONANT du GIS
GRIFIS de l’ensemble de compétences nécessaires pour réaliser une grande variété de fibres optiques en
verre de silice et en verre exotique. De plus PERFOS a développé une expertise de niveau mondial dans les
technologies fibres microstructurées qui offrent une grande flexibilité pour l’adaptation des paramètres. Parmi
elles le développement des fibres non-linéaires a notamment été un élément clé pour la réalisation de sources
large bande ou pour la possibilité de développer des fonctions optiques pour les télécommunications. Une
collaboration entre PERFOS et l’EVC permettra également d’élaborer des fibres microstructurées en verre
chalcogénure (cruciales pour les fonctions « tout optiques » et les sources large bande dans le moyen IR).
La mise au point de fibres à très fortes ouvertures numériques (gaine microstructurée en géométrie
«air-clad») sera entreprise. Les fibres fortement non-linéaires en silice seront exploitées pour produire des
fonctions optiques à faible puissance et des sources très large bande (supercontinuum) ou à grandes
longueurs d’ondes (cascades Raman). Un nouveau procédé de dopage (terres rares et Ge, P, F), très
prometteur, sera couplé aussi avec les technologies microstructurées pour explorer de nouvelles classes de
fibres optiques. Le développement des fibres à base de verres en chalcogénure sera important pour des
applications dans plusieurs domaines. Les premières réalisations de fibres microstructurées à base de ces
verres ont permis de développer les règles de base pour l’application de cette technologie aux autres type de
verres et notamment pour les fibres optiques en polymère.
Acteurs: PERFOS, EVC, RESO-ENIB (développement technologies et fibres), FOTON-ENSSAT,
PERSYST, IREENA, PERDYN (test et caractérisation des fibres)
Collaborations : IDIL, Keopsys, Oxxius, Yensita, Kerdry, Micromodule, Isytech, IxFiber, Quantel,
Manlight, Femlight, Dioptik, DGA, CEA, ONERA, FT R&D, Aculight, Photon Kinetics, de nombreux laboratoires
de recherche français et étranger (Institut d’Optique, Impérial College, University of Stellenbosch-Afrique du
Sud).
I.1.B.2)
Technologies pour la conception et la réalisation de micro-optiques :
Ce thème couvre des technologies différentes (micro-lentilles fibrées, assemblage optique et
caractérisations associées) et vise à les développer et les approfondir. En effet, il est à l’interface de la
réalisation des dispositifs optiques et la construction des fonctions. Les besoins en microlentilles sont de plus
en plus importants car de nouveaux types de guides (cristaux photoniques, fibres microstructurées, guides
asymétriques confinés, effet de la polarisation, etc..) rendent encore plus crucial le couplage optique. Ces
micro-lentilles permettent suivant le cas d’obtenir des modes de diamètre 2 µm à 90 µm avec des distances de
travail de 0 à 2mm ou des modes élargis stables jusqu’à 28µm pour des tolérances de positionnement sur
l’axe optique de 300µm. Côté applications de laboratoire, FOTON-CCLO dispose des compétences qui
servent déjà à plusieurs équipes et de laboratoires pour élaborer des modules de caractérisations et des
prototypes. Dans PONANT le renforcement de cette activité réduira dans certains cas les freins liés au
passage par des sous-traitances longues et chères (pour réaliser les prototypes) et apportera surtout de
nouvelles solutions de couplage et d’assemblage.
Les travaux au sein de PONANT s’articulent entre autre autour de l’approfondissement de
l’amélioration de micro-lentilles, la recherche de solutions pour le couplage des lasers et guides rubans III-V et
des guides polymères, la conception de systèmes de couplage pour les guides en matériaux chalcogénures et
pour les fibres microstructurées silice.
Acteurs: UMR FOTON-ENSSAT et PERSYST.
Collaborations: PERFOS, EVC, RESO-ENIB, PERDYN, IREENA, BREIZTECH, Yenista, IDIL.
I.1.B.3)
Technologies pour la Photo-inscription et nano-structures diffractantes :
Les recherches dans le domaine de la conception et fabrication par photo-inscription de micro-, nanostructures diffractantes ont connu un regain d’intérêt avec les contrats de recherche: PRINT et NewTon. Le
projet régional PRINT (Photo-traceur Rapide pour l’optique diffractive et INTégrée), en collaboration avec le
laboratoire d’optronique de l’ENSSAT et L’UBS, concerne l’extension du photo-traceur existant (écriture
massivement d’une résolution de l’ordre de quelques microns vers la fabrication de structures sub-microniques
3D (avec une matrice de micro-miroirs UV). Ceci permettra la fabrication de structures de haute résolution
pour les applications de l’UBS et la photo-inscription directe de guides optiques dans des nouveaux matériaux
polymères.
Le projet européen STREP NewTon en collaboration avec BASF, Thalès et le centre de recherche
COM au Danemark, vise la fabrication à bas coût, de cristaux photoniques. Notre objectif est de définir les
cibles, en fonctions et performances, pour les applications en communications optiques, la caractérisation
structurelle et fonctionnelle des structures réalisées par les autres partenaires, et, d’étudier l’apport des
techniques de photo-traçage massivement parallèle (projet PRINT) comme technique de fabrication de masse
de circuits optiques dans les cristaux photoniques. Le développement de ce type d’outil est crucial au sein du
GIS PONANT.
Acteurs: FOTON-ENST Bretagne, CCLO, UBS
Collaborations: les PME comme Micro-Module.
I.1.B.4)
Technologies pour guides et fonctions intégrées photo inscrites en polymère :
Ce programme concerne plus particulièrement la réalisation de circuits optiques intégrés. Depuis 5
ans le CCLO étudie un procédé original de photo inscription de guides et fonctions permettant d’atteindre
0,025 de contraste d’indice à 1550nm (> au contraste obtenu en technologie silice dopée germanium). Ceci
constitue la meilleure performance dans ce domaine/état de l’art et la validation de la faisabilité de guides
monomodes intégrés donne un atout important pour développer une technologie bas coût. Ainsi ont été
montrées au CCLO, en particulier, la réalisation de réseaux de Bragg, et l’adaptation indicielle de mode de
propagation post-process.
Sur les bases précédentes, on vise à développer les compétences sur les matériaux et les outils
technologiques de la mise en œuvre de guides et fonctions intégrées. Le but est de concevoir des matériaux
(amélioration de la photosensibilité, aptitudes aux applications en fortes épaisseurs et en gradient d’indice)
répondant à tout le cahier des charges et de maîtriser les technologies de photo-inscription de ces guides et
fonctions associées. Ce domaine est très riche d’innovation pour espérer aboutir à des méthodes élégantes et
simplifiées de réalisation de circuits et fonctions intégrées. Ce domaine de la photoinscription est très sensible
pour les industriels de l’optique en général.
Acteurs: CCLO
Collaborations: UCO2M, Université de Nantes, FOTON-ENST-Bretagne, potentiellement : Thalès
et/ou ESSILOR
I.1.C
Composants et fonctions élémentaires:
Ce domaine est bien entendu très vaste du fait de sa combinatoire élevée. L’objectif est cependant a
priori d’exploiter la maîtrise des technologies domestiques (développées au sein de PONANT) ainsi que la
bonne connaissance de l’environnement des télécommunications, toutefois, il ne se restreint pas à ces
technologies et on trouvera en outre différentes fonctions de diversifications. Cette thématique est donc
fortement liée aux deux suivantes.
I.1.C.1)
Laser largement accordable pour le réseau optique très haut débit flexible et bas
coût
L’agilité en longueur d’onde d’une source laser est une des fonctionnalités les plus
intéressantes pour diverses applications liées aux communications optiques et aux caractérisations des
dispositifs. Nous proposons d’utiliser les cristaux liquides comme éléments actifs de l’accordabilité. Le défi
initial sera de réaliser un laser VCSEL accordable pour le réseau d’accès WDM très haut débit en pompage
électrique, avec une modulation à haut débit (10 Gbit/s ) et avec un élargissement de la gamme d’accord (> 30
nm). Les premiers résultats d’accordabilité ont été obtenus dans le cadre d’’un projet fédérateur du GIS
FOTON (réalisation du premier VCSEL accordable pompé optiquement à base de nano-PDLC). L’objectif ici
est de démontrer la faisabilité d’un VCSEL pompé électriquement, accordable avec des caractéristiques
compatibles pour les applications dans les réseaux d’accès haut débit. En outre, dans une perspective de
PON WDM (option réseau pour supporter à terme des trafics haut débit (>Gbit/s) symétriques) l’accordabilité
offre des fonctionnalités accrues (configuration du réseau et aiguillage spectral de paquets ou de bursts
optiques). Les applications visées par ce thème sont aussi des technologies à forte bande passante radio
pouvant offrir les solutions UMTS, WIMAX, UWB. L'accordabilité du VCSEL permet l'interopérabilité
"DATA&Radio" lors de migration de réseau.
Un autre verrou, pour des applications à plus long terme du type commutation de paquets ou de bursts
optiques porte sur la diminution de temps d’accord (10µs visé). Sa levée passe par un compromis entre
gamme et vitesse d’accord. Le laser vertical ou VCSEL est une réponse séduisante à ces contraintes.
L’innovation apportée ici, vient d’une part de l’utilisation de boîtes et fils quantiques dans la zone active qui
améliorent les performances et permettent le contrôle de la polarisation, et d’autre part, sur l’hybridation entre
matériaux semiconducteurs III-V et cristaux liquides servant de matériau actif pour l’accordabilité. Ce travail
s’appuie sur des résultats préliminaires au meilleur niveau de l’état de l’art. Ce sujet s’inscrit aussi dans une
évolution à long terme des sujets du laboratoire. Il permet d’aborder le photonique sur Si et de renforcer la
collaboration existant sur la plate forme technologique rennaise avec le laboratoire IETR qui travaille déjà sur
ce substrat. Dans un premier temps le substrat porteur du composant est le Si mais la structure active est
réalisée sur le substrat InP. A terme par l’utilisation des nanostructures quantiques (boites, fils…), notre but est
de réaliser la structure complète sur Si.
Acteurs : FOTON-INSA, FOTON-ENST-Bretagne
Collaborations : PERDYN, PERSYST, FOTON-ENSSAT, KERDRY, YENISTA, PERDYN, VECTRAWAVE,
FT R&D
I.1.C.2)
Amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) ultra rapides et ultra large
bande
pour les réseaux très haut débit et très large spectre :
Les applications des BQ couvrent des domaines variés au sein des télécommunications optiques à
1,55 µm au cœur des composants (lasers, amplificateurs optiques, horloges optiques) et des fonctions de
traitement optique du signal (absorbants saturables régénérateurs en amplitude de signaux, amplificateurs
régénérateurs en phase, mémoires optiques).
Il s’agira d’optimiser la conception de la couche active à travers une modélisation de la dynamique
des porteurs dans ces structures et de confronter les résultats à des expériences de spectroscopie optique
(pompe-sonde, photoluminescence résolue en temps). L’élargissement de la bande optique des SOA au-delà
de 200nm permet de couvrir toute la bande spectrale des télécom et d’anticiper l’extension de cette bande
dans l’avenir. Pour le moment de nombreux groupes ont obtenu des spectres de luminescence de largeur de
bande supérieure à 250nm, mais cette performance reste à démontrer sur un SOA. La technologie du SOA
s’appuiera sur les relations privilégiées que nous entretenons avec Alcatel-Thalès 3-5 Lab, le LPN ainsi que la
plate-forme technologique InP au sein du réseau d’excellence ePIXnet. Les tests fonctionnels seront conduits
par l’UMR FOTON et au sein de la plate-forme de test haut débit ePIXnet. Il faudra également aborder la
question de la réduction de la sensibilité à la polarisation des nanostructures par empilement de BQ fortement
couplées pour toutes ces applications.
Acteurs: FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA, .
Collaborations: Alcatel, Thalès, LPN.
I.1.C.3)
Résonateurs ouverts :
Les résonateurs optiques conventionnels ont des propriétés de premières importances telles
qu’un grand facteur de surtension Q et une grande finesse mais dans ce cas, ils ne permettent que
difficilement (problème de miniaturisation) la réalisation de cavités stables et de faible volume. Depuis
quelques années de nombreux travaux sont consacrés à des résonateurs monolithiques (anneaux, cylindres
ou sphères) qui ont des modes optiques circulaires, dénommés Modes de Galerie (Whispering Gallery
Modes : WGM). De très hautes valeurs de facteur Q peuvent être obtenues dans des WGMs de très petit
volume. Quand les interfaces (résonateur-milieu externe) présentent un bon contraste d’indice, un rayon de
courbure supérieur à quelques longueurs d’onde, les pertes radiatives deviennent très petites et le facteur de
surtension Q n’est plus limité dans ce cas là que par l’absorption du matériau et la diffusion de rugosité.
FOTON-ENSSAT étudie ce type de résonateurs depuis 1997 pour les lasers à modes de galerie dans des
cavités micro-sphérique. Depuis les études se sont diversifiées quand aux types de résonateurs que nous
étudions.
Le programme de recherche portera sur : les lasers microsphériques (le but est d’obtenir des sources
fines spectralement accordables et stables), les lignes à retards optiques intégrées pour des applications à la
métrologie temps/fréquences et aux sources opto-hyper intégrées, et enfin, le développement de modèles
ième
ordre). Dans ce dernier cas, outre les fonctions logiques,
exploitant les effets non linéaires du matériau (3
ces structures offrent un potentiel pour la réalisation de fonctions de régénération pour les systèmes de
télécommunications à haut débit (40 Gbit/s et plus). On montrera aussi que les WGMs peuvent être utilisés
pour obtenir une grande efficacité de conversion (2ième ordre) avec un quasi phase matching sans domaine
d’inversion dans des milieux non ferroélectrique et isotrope. Des réalisations et tests sont prévus.
Acteurs: FOTON-ENSSAT, FOTON CCLO, RESO-ENIB
I.1.C.4)
Les réseaux diffractifs 2D ou 3D photoniques :
L’intérêt de tels dispositifs pour le filtrage bande étroite dans les télécommunications optiques est
apparu à partir des années 1990. Des travaux concernant notamment les gabarits de ces filtres, l’insensibilité
en polarisation ont déjà été menés de façon à respecter les spécifications imposées par la technologie WDM.
FOTON-ENST-Bretagne a acquis des compétences dans ce domaine, notamment dans le développement
d’outils de modélisation permettant d’obtenir la réponse de structures diffractives sub-longueur d’onde ou
encore dans la démonstration expérimentale d’un filtre résonant accordable à base de résonance de plasmon
de surface.
Il est proposé ici d’utiliser la résonance dite de mode guidé permettant d’obtenir des filtres de largeur
spectrale inférieure au nanomètre pouvant extraire un canal WDM donné. Un tel dispositif possède une
accordabilité passive sans consommation, la longueur d’onde de résonance pouvant être déplacée par simple
changement d’angle d’incidence sur la structure. Cette étude implique une grande part de théorie, notamment
en améliorant les outils existants. De nombreux aspects expérimentaux seront également à approfondir
notamment en adaptant la technologie aux contraintes de coûts de fabrication (inscription de la structure
diffractive, matériaux utilisés, étude de packaging). L’étude d’un packaging incluant accordabilité passive et
réalisation d’un démonstrateur sera envisagée. Outre les applications en télécommunications ces dispositifs
sont très utilisés dans le domaine des capteurs biologiques.
Acteurs: FOTON-ENST Bretagne ;
Collaborations: Université de St Etienne, ENST (Paris)
I.1.C.5)
Délai de Newton-Wigner aux interfaces :
Initialement suspectés par Newton puis étudiés par Wigner dans le cadre de sa théorie de la diffusion,
les délais de Newton-Wigner aux interfaces constituent de nouveaux paramètres fondamentaux liés à
l’existence d’ondes évanescentes. Le Laboratoire de Physique des Lasers de l’UMR PALMS 6627 a été le
premier à mettre en évidence l’existence de délais de Newton-Wigner à la réflexion sur une interface. Tout
d’abord, il a été montré que dans le cas d’un réseau métallique, du fait de l’existence d’ondes de surface, il
pouvait exister des délais lorsque l’un des ordres du réseau devient rasant. Ces délais sont de l’ordre de
quelques femto-secondes et nécessitent l’utilisation de lasers avec des impulsions brèves de l’ordre de la
centaine de femto-seconde ainsi que d’un détecteur adapté.
Nous nous proposons d’étudier ces nouveaux paramètres dans le cadre des télécommunications
optiques. Plus particulièrement, ces délais doivent jouer un grand rôle dans tous les systèmes où les ondes
évanescentes et la polarisation interviennent, comme en optique guidée et dans les fibres des communications
haut débit, mais aussi plus généralement sur des dispositifs ou la lumière est en réflexion totale. Il s’agira dans
un premier temps de les mettre en évidence, puis d’en étudier les conséquences lors de réflexions multiples
(où les retards peuvent s’accumuler). On pourrait alors s’attendre à des délais géants. Dans un troisième
temps, on étudiera l’influence de la polarisation de la lumière sur ces délais. En parallèle, on s’intéressera à
l’existence de délais non-linéaires lorsque l’une des interfaces présente une non-linéarité (retombées
attendues sur les propagations de solitons optiques).
Acteurs: IPI
Collaborations: FOTON-ENSSAT
I.1.C.6)
Conversion opto-hyper et réponse stochastique duale :
Dans le spectre électromagnétique, le rayonnement des électrons libres permet de générer des ondes
électromagnétiques jusqu’à des fréquences de l’ordre de la centaine de GHz. A l’autre bout du spectre, les
électrons liés peuvent générer un rayonnement qui va de quelques dizaines de Terahertz, (spectre visible
jusqu’à l’ultra violet). Or, dans ce spectre, il existe un trou appelé trou des Terahertz. Il n’existe pas encore à
l’heure actuelle des sources compactes et efficaces capables de générer des rayonnements dans cette
gamme de fréquence. Outre pour les télécommunications, ce rayonnement semble potentiellement attractif
pour la détection d’objets cachés ou étrangers, dans le domaine de la sécurité ou de la médecine. De plus le
phénomène de résonance stochastique permet sur un système bistable, par exemple, modulé par un signal
trop faible pour faire basculer le système, de récupérer le signal de modulation en ajoutant du bruit. Bien que
très séduisant, ce type de système a une réponse optimale pour un certain niveau de bruit et pour un signal de
modulation peu éloigné du seuil. Le but de ces études sera d’essayer de chercher à s’affranchir de ces
limitations.
Le Laboratoire de Physique des Lasers (UMR PALMS) a mis au point les premiers lasers
bifréquences, avec de nombreuses applications comme en magnétométrie par exemple. Une équipe a montré
la faisabilité d’un laser bifréquence qui pourrait être utilisé comme oscillateur local pour les réseaux des
téléphones portables, notamment dans les tunnels.
Le programme se propose de tenter de mieux comprendre la dynamique des lasers bifréquences pour
les systèmes haut débit mais aussi en transmission atmosphérique directe. De plus nous essaierons d’adapter
les phénomènes stochastiques liés aux bruits dans les lasers vectoriels bistables afin de dépasser les limites
des résonances stochastiques usuelles en vue de la récupération des signaux bruités dans les
télécommunications optiques haut débit. En ce qui concerne les lasers bifréquences, l’étude s’intéressera à la
dynamique de ces lasers lorsque la fréquence de battement se situe dans la gamme des terahertz, donc
lorsque chacune des deux fréquences se trouve à une extrémité du spectre de gain du milieu actif. Ensuite il
pourrait être très intéressant de tenter de générer des ondes électromagnétiques dans la gamme des terahertz
avec des puissances raisonnables afin d’étudier ce nouveau type d’onde très prometteur. On peut également
imaginer des applications au niveau des systèmes neuronaux et en biologie. On s’intéressera également à la
réalisation de mélangeurs pour le traitement du signal RF et la propagation du signal mélangé directement
dans la couche optique grâce à un amplificateur optique semi-conducteur utilisé comme élément non linéaire
générant les produits d’inter-modulation.
Acteurs: IPI Rennes, RESO-ENIB .
Collaborations: FT R&D, Thalès, PERDYN, Institut Max Planck de Dresde.
I.1.C.7)
Microcavités photoniques à forte non-linéarité pour le traitement du signal :
Contexte : De nombreux travaux ont récemment montré l’intérêt des microcavités pour le traitement
tout-optique du signal. Le fort confinement des photons dans ces composants permet d’exalter les interactions
non-linéaires entre matière rayonnement, et permet de rendre les seuils de commutation accessibles à des
signaux de télécommunication optique à haut débit (quelques dizaines de mW). Cependant, avec la montée
du débit par canal (aujourd’hui 40Gbit/s en laboratoire), on ne peut compter sur des surtensions de cavité très
élevées sous peine de réduire la bande passante du composant. Il faut donc jouer aussi sur la non-linéarité
intrinsèque du matériau. Deux pistes sont possibles : soit, rechercher de nouvelles compositions de matériaux
massifs, soit, utiliser les propriétés de confinement quantique des systèmes interagissant avec la lumière (cas
des BQ à semiconducteurs).
Programme: Nous proposons donc d’étudier le potentiel d’application de ce dernier type de
microcavités à des fonctions de traitement du signal comme échantillonnage optique, porte optique de remise
en forme, mélangeurs non-linéaires. L’équipe s’appuiera sur des collaborations susceptibles de fournir les
composants photoniques ad hoc. En premier lieu, la collaboration avec FOTON-INSA sera activée pour ce qui
concerne les matériaux semiconducteurs, les matériaux à base de polymères non-linéaires, ou passifs
chargés d’inclusions de molécules ou complexes non-linéaires nanostructurés, réalisés dans le cadre du
CCLO et de FOTON-ENST, seront également explorés. Les non-linéarités mises en œuvre concerneront aussi
bien l’absorption que l’amplification et les effets de réfraction non-linéaire. La valeur ajoutée de FOTON réside
alors dans sa capacité reconnue à réaliser des fonctions complexes et originales de traitement tout-optique.
Acteurs: FOTON-ENSSAT, FOTON-INSA.
Collaborations: FOTON- ENSTB, FOTON-CCLO, Alcatel Thalès, LPQM, Technion-Israël
I.1.C.8)
Etudes des propriétés de nouvelles fibres :
La réalisation de nouvelles fibres optiques spéciales dépend fortement de la réactivité des partenaires
pour les caractériser, notamment au niveau des propriétés optiques. Ce thème vise à mutualiser et à
développer des outils et compétences en caractérisation optique, en s’appuyant sur les complémentarités des
différents partenaires du GIS GRIFIS. La mise en place de ces moyens se fera sur la base des moyens
préexistants, et sur le développement d’outils novateurs.
Les méthodes de caractérisation ne sont souvent adaptées qu’à certains types de fibres ou à certaines
longueurs d’onde. Pour couvrir les demandes issues des projets PONANT, il est nécessaire de développer de
nouveaux outils. Nous proposons de créer une cellule de caractérisation qui sera animée à temps plein par un
ingénieur expert chargé du développement, de l’innovation et du maintien à niveau de ces outils, à savoir :
Banc de caractérisation non-linéaire donnant accès à l’ensemble des paramètres non-linéaires.
Méthodes d’analyse de la tenue des fibres soumises à des forts flux de puissance. Moyens de mesures de
dispersion visible et proche infrarouge. Technique de réflectométrie en lumière incohérente mise au point par
l’équipe de l’IREENA a été conçue et optimisée la gamme spectrale [1,3-1,55µm]. Certaines fonctions comme
le laser de comptage de franges et les fibres et coupleurs pourraient être reprises et développées en
collaboration avec FOTON-ENSSAT
Des outils dédiés à la caractérisation des fibres aux longueurs d’onde infrarouges (2 – 12 microns).
Acteurs: FOTON-ENSSAT,
Collaborations: PERFOS, EVC, IREENA, RESO-ENIB
I.2 Fonctions et Systèmes pour réseaux haut débit
Ce sous-projet fait naturellement suite aux priorités scientifiques du GIS FOTON, en s’appuyant sur les
compétences fortes des différents partenaires que sont l’UMR FOTON, RESO-ENIB ainsi que les platesformes bretonnes CCLO, PERDYN et PERSYST. Il concerne les fonctions et systèmes optiques de traitement
du signal, actives ou passives, pour les réseaux de transport, de collecte et d’accès.
Ce sous-projet est décomposé en 2 parties :
A. Fonctions pour les réseaux haut débit
B. Etude sur les réseaux haut débit
La table suivante résume les interactions au sein de PONANT pour « Dispositifs, Fonctions et
Systèmes pour réseaux haut débit » :
I.2.A-Dispositifs
Fonctions
FOTON
ENSSAT
FOTON
ENST
FOTON
INSA
FOTON
CCLO
RESO
EVC
IPI
IREENA
PERSYS
T
PERDYN
PERFOS
A-1
x
A-2
A-3
A-4
x
A-5
I.2.B-Les réseaux
A-6
x
B-1
B-2
B-3
x
x
x
B-4
x
B-5
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
I.2.A
-Fonctions pour les réseaux haut débit
La croissance du trafic de l’information nécessite le développement de réseaux de télécommunications
toujours plus performants. Pour y parvenir et grâce à des efforts de recherche, la capacité et la portée des
liaisons optiques ont augmenté de manière considérable au cours de la dernière décennie.
L’introduction des réseaux multiplexés en longueur d’onde (WDM pour Wavelength Division Multiplexing),
grâce notamment à l’invention des amplificateurs optiques à fibre dopée Erbium (EDFA pour Erbium Doped
Fiber Amplifier), a été l’un des facteurs les plus moteurs de cette croissance.
L’augmentation du débit binaire par canal (40 Gbit/s, 160 Gbit/s, ou plus), les nouveaux formats de
modulation, ainsi que des régimes de propagation du signal bien spécifiques (régime soliton, régime pseudo
linéaire ), ont également contribué à l’augmentation de la capacité des liaisons. Pour toutes ces raisons, la
pérennité des réseaux optiques ne fait plus de doute aujourd’hui. Les dispositifs de traitement tout optique du
signal pourraient présenter un grand intérêt pour la montée en débit au-delà des 40 Gbit/s par canal pour
limiter le coût des nœuds de routage et rendre les réseaux plus flexibles (transparents) d’autre part.
I.2.A.1)
Fonction d’émission ultra rapides pour les réseaux très haut débit
Le sujet aborde d’abord l’optimisation du design des structures lasers à boîtes quantiques. Une amélioration
du facteur de Henry et de la température caractéristique To est attendue. Les efforts « matériau » s’appuieront
sur un travail de modélisation des paramètres fondamentaux, du gain, ainsi que de la dynamique des porteurs.
Récemment une génération d’impulsions subpicoseconde à un taux de répétition jusqu’à 130 GHz dans la
fenêtre 1,5 μm a été démontrée grâce à une collaboration entre Alcatel-Thalès 3-5 Lab et le LPN. Une
application immédiate a été la démonstration de récupération d’horloge par une technique tout optique selon
les spécifications ITU à 40 Gbit/s. Notre objectif est de nous insérer dans ce processus, car nous avons déjà
entamé une collaboration avec ces laboratoires, et proposé une activité similaire au sein du réseau
d’excellence ePIXnet qui a été approuvée. La technologie de composants très haute fréquence s’appuiera
dans un premier temps sur les coopérations déjà établies avec Alcatel-Thalès 3-5 Lab et au sein des réseaux
d’excellences européens.
Pour les tests fonctionnels et les tests systèmes, FOTON-ENSSAT étant partenaire de la plate forme haut
débit au sein du réseau européen ePIXnet, celle-ci sera le point d’entrée des validations des projets déjà
lancés et des projets à venir au sein de la structure FOTON.
Acteurs : FOTON-INSA
Collaborations : PERSYST, FOTON-ENSSAT
I.2.A.2)
Commutations spatiales Acousto-Optiques
L’objectif principal de ce projet consiste à imaginer, concevoir et caractériser de nouvelles
architectures de commutateurs spatiaux rapides, mettant à profit les compétences acquises au cours de ces
dernières années.
Tout d'abord, l'une des études envisageable consiste à optimiser les performances des commutateurs actuels
(nouveaux matériaux, dimensionnement des transducteurs,…). Ensuite une étude prometteuse concerne le
développement d’un déflecteur large bande (1 vers N). Ce dispositif, constitué d'une cellule multitransducteurs associée à une électronique de commande spécifique permettra d’optimiser l’efficacité de
diffraction sur une plage de déflexion angulaire importante. Un nouvel axe de développement concerne
l'étude et le développement de démultiplexeur-égaliseur "rapide" en longueur d'onde. L'objectif de ce projet
consiste à concevoir et caractériser une architecture de filtre DWDM basée sur l'association de cellules
acousto-optiques et de composants optiques pour la mise en forme des faisceaux. Une des difficultés consiste
à trouver l'association optimale de cellules de Bragg technologiquement réalisables permettant de faire sauter
le verrou que constitue le produit temps de commutation – résolution en longueur d'onde, produit inhérent aux
phénomènes physiques mis en jeu lors de l’interaction acousto-optique.
Les barrières technologiques qui devront être levées concernent la fabrication de cellules acousto-optiques
avec une architecture et un matériau les mieux adaptés aux fonctions de déflexion ou de filtrage pour les
applications de commutations spatiales proposées.
Acteurs : RESO-ENIB, CCLO
Collaborations : PERDYN
I.2.A.3)
Fonctions en optique intégrée polymère
Il s’agit de développer des fonctions intégrées en polymère. Les travaux sont orientés vers les
fonctions intégrées photo-inscrites et vers les fonctions à base de guides canaux par gravure. Les premiers
sont une spécialité de FOTON-CCLO qui fait l’état de l’art actuellement au niveau international. Les seconds
utilisent une technologie plus générique où le FOTON-CCLO s’est attaché à réaliser des fonctions nouvelles à
base de micro-résonateurs et/ou de polymères fortement non linéaires, privilégiant, grâce à des matériaux
spécifiques, une densification des circuits pour aller vers des VLSI optiques. Ce thème rassemble les études
nécessaires à l’élaboration des fonctions exploitables en technologie polymère pour d’autres équipes de
FOTON.
Pour faire profiter des avancées technologiques d’optique intégrée, les futurs réseaux mais aussi, par
retombées, les dispositifs pour les capteurs dans l’axe II, il est proposé ici d’étudier la réalisation de fonctions
qui soient des briques de base (filtres, aiguilleur, multiplexeur,…) pour les systèmes optiques. Les actions à
mener se répartissent sur trois axes :
L’exploitation de l’originalité et du faible coût de l’optique intégrée en démontrant l’intégration de fonctions
photo-inscrites (Réseaux de Bragg, interféromètres etc..).
La mise au point de composants intégrés à base de filtres à micro-résonateurs pour le multiplexage et pour
l’aiguillage lent par effet thermo-optique basse consommation (envisageable grâce aux polymères).
La conception et réalisation de fonctions (portes optiques ultra rapides, commutation, …..) exploitant les
ième
ordre).
guides à base de matériaux à très fortes susceptibilités non linéaires (3
Acteurs : CCLO
Collaborations : FOTON-ENSSAT, FOTON-ENST-Bretagne, PERDYN, PERSYST
I.2.A.4)
Fonctions à base de technologies « fibre » pour les Télécommunications
L’objectif principal est d’utiliser les compétences des partenaires du GIS GRIFIS pour proposer de nouvelles
solutions de fonctions optiques fibrées pour des télécommunications de type « haut débit » et « réseau
d’accès ».
Les composants visés seront des sources à impulsions courtes, haut débit et faible bruit, ainsi que des lasers
de pompe pour l’amplification optique, aussi bien que des amplificateurs optiques à fibre, et, des fonctions
optiques non-linéaires de types régénérateurs tout-optique (convertisseurs de longueur d’onde, portes
optiques, etc.).
Pour chacun de ces dispositifs les objectifs à atteindre seront guidés par la recherche de la performance en
termes de capacité, distance de propagation, par l’intégration (les systèmes les plus compacts et « tout fibre »
seront privilégiés) et la flexibilité (systèmes évolutifs s’adaptant à l’évolution des systèmes de
télécommunications), dans une exigence de robustesse (insensibilité aux paramètres extérieurs) et faible coût.
Les Axes d’innovation reposent sur des développements technologiques dont à titre d’exemples : les nouvelles
fibres fortement non-linéaires (en verre de silice ou de chalcogénure) où la recherche de la performance en
terme de non-linéarité doit permettre de s’adapter aux exigences de compacité et de faible coût demandées
par les systèmes de télécommunications, le développement de nouveaux procédés de dopage de fibres
optiques qui laisse également entrevoir la possibilité de réaliser des lasers à fibres plus compacts et plus
performants. En outre, la possibilité de doper les fibres non-linéaires présente l’avantage d’exacerber certains
effets non-linéaires. Un dopage de type terres rares devrait ainsi permettre de compenser l’atténuation des
fibres et d’envisager leur utilisation en tant que milieu actif pour la réalisation de sources et amplificateurs
inédits.
La technologie des fibres microstructurées de type « air-clad » présente quant à elle l’avantage de donner
accès à la réalisation de nouvelles sources de puissance efficaces et utilisables pour des applications de type
pompage optique dans les amplificateurs optiques Erbium ou Raman.
Acteurs : FOTON-ENSSAT, PERFOS
Collaborations : Partenaires de GRIFIS
I.2.A.5)
Sources optiques ultra-rapides et bas-coût pour la génération de solitons pour
les réseaux de télécommunications à fibres optiques
Cette étude vise à réaliser des impulsions optiques ultra-rapides, dans le régime autour de la picoseconde (10
9
s en FWHM), ayant une forme temporellement et spectralement proche du soliton. Une telle source
d’impulsions rapides sera grandement utile non seulement pour les télécommunications à fibre optique, mais
aussi dans beaucoup d’autres branches technologiques, comme la métrologie et la spectroscopie optiques.
Pour répondre aux besoins croissants de capacité et de service les télécommunications à fibre optique
évoluent actuellement vers la généralisation des systèmes à 40Gb/s. Avec les méthodes classiques, une
durée plus brève des impulsions va faire apparaître des effets non-linéaires très prononcés, qui déforment ces
impulsions et réduisent la distance de transmission. Dans ce contexte, l’utilisation d’impulsions spéciales de
type soliton est fort intéressante à plusieurs titres. Ainsi les solitons résistent beaucoup mieux aux nonlinéarités et ne se déforment pas au cours de la transmission, si le système est bien conçu. S’il est proprement
amplifié et transmis, un train de soliton peut supporter la collision avec un autre signal ou avec des bruits.
Finalement, un système utilisant des solitons sera tout-optique et donc potentiellement bon marché.
Actuellement, la génération des solitons pour les télécommunications optiques utilisant la bande 1,3-1,55 µm,
nécessite d’employer une méthode complexe de compression-décompression des impulsions, utilisant des
longues fibres spécifiques allant jusqu’à plusieurs km, compromettant le coût et la compacité d’un tel système.
Nous proposons d’étudier et de réaliser des sources solitoniques utilisant la correction intra-cavité des
impulsions brèves. L’idée de base consiste à réaliser un laser en régime de blocage des modes (modelocking) ayant une cavité circulaire, constituée d’un amplificateur SOA et des tronçons de fibres optiques. Ces
dernières sont choisies de manière à corriger « sur place » des impulsions qui circulent dans la cavité laser.
Une fois couplées vers l’extérieur, ces impulsions corrigées seront très proche des solitons et pourront être
directement utilisées comme porteurs des informations dans une fibre appropriée.
Acteurs : RESO-ENIB
Collaborations : PERSYST, Polytechnic University of Hong-Kong
I.2.A.6)
Régénération tout optique pour les réseaux haut débit
FOTON-ENSSAT, a acquis depuis plusieurs années une expertise dans le domaine de la régénération
optique du signal. Des architectures originales ont été proposées et étudiées pour la régénération 2R et 3R à
haut débit (à base d’amplificateurs optiques à semiconducteurs (SOA), d’absorbants saturables à multipuits
quantiques en microcavité verticale, de fibre optique fortement non linéaires). Le débit de régénération est
cependant limité par le temps de réponse des composants utilisés.
Pour pallier ce problème les effets intrabandes dans les SOA seront étudiés. Une 1ère étude a permis la
réalisation d’une conversion de longueur d’onde à 80 Gbit/s en utilisant ces phénomènes. Nous proposons
donc d’étudier ces phénomènes pour la régénération optique et les fonctions optiques à haut débit. L’objectif
à terme est en effet de proposer des solutions pour des débits aussi élevés que 160 Gbit/s. D’autres
architectures à base notamment de modulateur à électro-absorption (MEA) seront également explorées.
Outre la recherche de dispositifs simples et performants, l’équipe a orienté ces travaux vers une meilleure
compréhension des mécanismes de la régénération optique et de son impact sur les systèmes de
transmission. Pour ce faire un modèle de calcul de la transformée des densités de probabilité du bruit des
symboles ‘1’ et ‘0’ d’une liaison régénérée limitée par le bruit d’amplitude, a notamment été mis en place. L’un
des objectifs sera de poursuivre ces études théoriques notamment en étudiant le cas de la régénération 2R.
Enfin si la régénération optique a souvent montré sa capacité à réduire le bruit d’amplitude et la gigue
temporelle, nous pensons qu’il faudrait en outre qu’elle puisse constituer un composant générique de
réduction des dégradations du signal par une remise en forme du signal (PMD, Interférences entre symboles,
…). Des études seront poursuivies concernant notamment la capacité d’un régénérateur à limiter
l’accumulation de PMD dans une liaison optique. Enfin un autre pan de recherche concerne l’étude de
techniques de récupération d’horloge tout optique à 40 Gbit/s pour permettre la régénération 3R. Ces
techniques pourront être élargies à des débits plus élevés (160 Gbit/s et plus).
Acteurs : FOTON-ENSSAT
Collaborations : PERSYST
I.2.B
Les réseaux haut débit
Le multiplexage dense en longueur d'onde (DWDM) dans les transmissions optiques point par point a
amené une augmentation considérable des capacités de transport d'information sur le réseau global.
Cependant, l'architecture générale du réseau a conservé au niveau des points de routage une structure liée
aux technologies de commutation électronique, le domaine optique restant peu exploité en l'absence de
dispositifs industrialisés ayant les fonctionnalités requises pour ces applications.
Par ailleurs, sur le plan du réseau d'accès, les structures optiques qui permettraient d'apporter des services
haut-débit chez l'abonné ne sont pas mises en œuvre à cause du coût des équipements. Les marges de
progrès actuelles se situent sur plusieurs plans. D’une part, dans l'adéquation du mode de multiplexage
(WDM, OTDM) et de la granularité (40Gb/s par canal) à l'architecture du routage global afin d'exploiter au
mieux toutes les potentialités de l'optique. D'autre part dans l'introduction de fonctions tout-optiques de
traitements des signaux afin de réduire le goulot d'étranglement du réseau métropolitain et enfin dans la
réduction des coûts pour les technologies d'accès.
I.2.B.1)
Architecture physique des réseaux de transport optique
Les études d’architectures physiques concernent deux thèmes complémentaires : l'introduction de la
transparence dans les réseaux de transport, et la modélisation et le dimensionnement des réseaux
métropolitains colorés. Le premier volet est lié au concept de réseau hybride que nous étudions en partenariat
(FT R&D et Alcatel, Optogone) dans le cadre du projet RYTHME. L’étude porte sur la faisabilité technique et
l'intérêt économique de l'introduction de la transparence optique dans le réseau cœur, par une approche
basée sur un design physique du réseau couplé à un routage des canaux optiques, s’appuyant sur les
exemples de réseaux pan-européen et nord-américains. Les paramètres physiques sont traités de façon
originale au moyen d’un "vecteur" décrivant la qualité de la ligne, appelé QoT. Notre travail vise à quantifier
l'apport et l'influence d'une liste pertinente de fonctions telles que : compensation dynamique et régénération
optique, en ligne et/ou dans les nœuds du réseau (ROADM, OXC). Plusieurs schémas d'implantation des
nœuds ont été étudiés: architectures à modules discrets (WDMUX+matrices de commutation) ou à modules
intégrés (bloqueurs de longueur d'onde, commutateurs sélectifs en longueur d'onde). Les premiers résultats
montrent que les problèmes de diaphonie et de filtrages ont un impact déterminant sur la portée des systèmes
transparents.
Le deuxième thème concerne les architectures d'anneaux métropolitains D/C WDM, en vue d'une
augmentation de capacité et de flexibilité à coûts réduits. Cette étude, en partenariat avec SAGEM ayant une
expertise des réseaux métropolitains à base d'anneaux SDH, seront conduits dans deux directions. A court et
moyen termes, on a proposé et caractérisé une architecture générique d'anneau STM16 (2,5 Gbit/s) flexible,
évolutive et bas-coût. La validation de cette solution repose sur l'utilisation croisée du simulateur (VPI-TM) et
de la mesure expérimentale sur les modules optiques passifs et actifs. Le modèle prend en compte la
protection optique (OSNCP) et étudie ses conséquences sur l'ingénierie de transmission de l'anneau, et sur
les paramètres de la chaîne d'amplification. A plus long terme, on étudie le passage à des anneaux de plus
forte capacité, tant au niveau du débit transporté par canal optique (STM64) que du nombre de canaux
optiques. Le premier point impose des schémas d'émission/réception/compensation optimisés, alors que le
second nécessite un travail de modélisation poussé sur l'amplification et les composants passifs d'aiguillage
optique.
Acteurs : FOTON-ENST-Bretagne,
Collaborations : PERDYN, PERSYST
I.2.B.2)
Architecture des réseaux d’accès et de collecte
Cette activité a démarré en 2005 à travers une évaluation des protocoles RPR pour les réseaux
métropolitains et un contrat de recherche externe (CRE) entre France Télécom et l’ENST-Bretagne. Elle est
menée en collaboration avec le département Informatique, Télécom Paris et l’INT, dans le cadre d’un CRE. La
pluridisciplinarité des équipes permet d’entreprendre une approche globale, intégrant les problématiques
d’accès et de collecte et prenant en compte l’architecture physique, l’architecture de transport, l’architecture de
service et une prospective sur les usages. Notre action porte notamment sur la comparaison des architectures
point à point et PON ainsi que sur le dimensionnement des anneaux de collecte selon différents scénarios
d’intégration des réseaux d’accès et de collecte et différentes hypothèses sur les fonctionnalités des
équipements et des protocoles mis en œuvre.
Acteurs : FOTON-ENSTBretagne
Collaborations : INT, Télécom Paris, France Télécom, Alcatel
I.2.B.3)
Problématique de la PMD dans les réseaux de transport à très haut débit,
L’activité concerne la compensation de PMD du 1er et 2ème ordre pour lequel le département a
acquis une compétence reconnue dans le domaine depuis quelques années (RNRT Copoldyn). Aujourd’hui il
er
existe divers moyens de compensation pour la dispersion chromatique et pour la PMD du 1 ordre. A 40
Gbits/s il est possible de compenser ces effets mais d’autres perturbations ont une influence plus importante et
entraînent des erreurs de transmission. La PMD du 2ème ordre est analogue à une dispersion chromatique
variable et aléatoire, et peut s’ajouter ou se retrancher à la dispersion chromatique proprement dite. Les
conséquences des interactions entre la PMD (1er et 2nd ordres) et les effets non-linéaires ne sont pas
parfaitement identifiées. Notre objectif est de les modéliser pour évaluer leur impact sur les systèmes et, dans
un deuxième temps, sur la PMD et les effets non-linéaires. Le problème clef de l’émulation des effets de PMD
est également abordé. Une analyse détaillée des architectures d’émulateurs de PMD a été entreprise et le
choix de l’architecture d’un premier démonstrateur a été effectué. Une collaboration a été amorcée avec
Lucent Bell Labs (Eindhoven) sur le thème de la gestion de la qualité de transmission notamment par rapport à
la PMD par gestion des ressources en longueur d’onde.
Acteurs : FOTON-ENST-Bretagne,
Collaborations : PERDYN, PERSYST, France Télécom, Lucent
I.2.B.4)
Formats de modulation avancés pour les fonctions optiques à base
d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA)
Le projet a pour cadre les futurs réseaux rapides tout-optiques multiplexés en longueur d’onde
(réseaux Coarse ou Dense WDM). L’objectif de ce projet est de s’appuyer sur les expertises acquises des
partenaires dans le but de développer et d’améliorer les performances des fonctions optiques à base
d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) en utilisant des formats de modulations avancés. L’emploi
des SOA dans le futur réseau d’accès pour l'amplification optique devient essentiel pour assurer les budgets
optiques requis (28 dB en classe B+ du G-PON déployé actuellement) lors de la montée en débit, de
l’augmentation de portée ou du taux de partage. En dehors de l’amplification, les SOA réalisent d’autres
fonctions comme la conversion de longueurs d’onde et le mélange tout-optique des signaux hyperfréquences.
La conversion de longueurs d’onde réalisée selon différentes techniques a pour but précisément d’augmenter
la flexibilité et la reconfigurabilité des futurs réseaux optiques par le routage “intelligent” des longueurs d’onde.
Le SOA peut devenir aussi un composant clé pour la réalisation du mélange optique de signaux électriques,
hyperfréquences ou radio, dans le domaine du radar ou de la radio sur fibre.
Jusqu’à présent, les formats de modulations de type NRZ et RZ introduisent des diaphoties entre les canaux
de longueurs d’ondes à cause des non-linéarités des SOA. Une voie pour réduire ces phénomènes est
d’utiliser une modulation à amplitude constante comme les modulations de phase à plusieurs états afin
d’augmenter le potentiel et d’exploiter au mieux les réseaux optiques multiplexés en longueurs d’onde.
Dans le cadre de ce thème, le RESO-ENIB consacre une partie de ses travaux de recherche autour des SOA.
Il a développé et réalisé des fonctions logiques et de commutation à base de SOA en s’appuyant sur des outils
de simulation originaux à base de logiciels de circuits électriques. Ces réalisations sont validées avec des
moyens au niveau du laboratoire allant jusqu’à 12,5Gb/s. Ces capacités sont complémentaires et en synergie
avec l’équipe travaillant sur les SOA à FOTON-ENSSAT qui a des compétences reconnues sur les
régénérations 3R des signaux optiques.
Acteurs : RESO-ENIB, FOTON-ENSSAT
Collaborations : PERDYN, PERSYST, France Télécom R&D, Polytechnic University of Hong-Kong
II.
Axe II : Photonique pour le Vivant et l’Industrie
La table suivante résume les interactions au sein de PONANT pour « Photonique pour le vivant et
l’industrie » :
Imagerie du
vivant
A-1
FOTON
ENSSAT
FOTON
ENST
FOTON
INSA
FOTON
CCLO
RESO
EVC
IPI
IREENA
PERSYS
T
PERDYN
PERFOS
II.1.A
A-2
A-3
Capteur pour la santé et
l’environnement
A-1
A-2
A-3
x
A-4
A-5
A-6
x
Composants et dispositifs pour la
sécurité et l’industrie
A-7
x
A-1
x
A-2
x
A-3
x
x
x
x
A-6
x
x
x
x
x
A-5
x
x
x
x
A-4
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Imagerie du vivant – Biophotonique
Le domaine de la biophotonique est un nouveau domaine de recherche en plein essor qui tente de
mieux comprendre, d’un point de vue physique et en s’appuyant sur l’optique, tout ce qui se rapporte au
monde fascinant du vivant. L’émergence de cette thématique de recherche, devrait permettre une
diversification des thématiques de l’optique en général (thématique qui a été soutenue par la région Bretagne)
vers la biologie, en s‘appuyant sur des équipes de recherche en Physique reconnues de la région Bretagne et
en particulier de l’Université de Rennes 1 (UMR GMCM et PALMS).
II.1.A.1)
Physiologie du foie cancéreux et en régénération: analyse par des méthodes
non invasives de microscopie multiphotonique chez la souris
Ce projet, en collaboration avec un équipe de l’INSERM-U522 du CHRU de Rennes, vise à développer des
outils de microscopie multiphotonique (MMP) destinés à l’analyse in vivo et à l’échelle cellulaire des états précancéreux et cancéreux du foie chez la souris et des mécanismes de régénération du tissu hépatique. La
MMP, en opérant dans l’infrarouge, permet d’accroître significativement la profondeur d’imagerie tout en
diminuant les photo-dommages causés aux tissus biologiques. De plus, le caractère non-linéaire de la MMP
produit intrinsèquement une haute résolution spatiale tridimensionnelle, y compris dans les milieux très
diffusants.
Les premières images de foyers tumoraux réalisées in vitro et de régénération du foie à partir de
l’expérience de MMP prototype développée dans l’équipe montrent le fort potentiel de cette technique.
Dans le cadre de ce projet, nous proposons de développer une expérience de microscopie
multiphotonique spécifique à l’imagerie du foie in situ permettant de travailler sur l’animal vivant anesthésié.
Pour cela il est impératif de disposer d’un microscope droit ainsi que d’une source laser accordable sur une
A-7
x
plage de longueur d’onde étendue afin de pouvoir exciter à la fois la fluorescence de molécules endogènes et
exogènes et la seconde harmonique du collagène. Le but est de définir à terme de nouvelles molécules
antiprolifératives à potentialités anticancéreuses.
Collaborations: Equipes de Biologie, Université de Rennes 1, INSERM U 522
II.1.A.2)
Etude en fluorescence classique et multiphotonique de la biologie du
développement d'un animal complet (Aurelia Aurita).
Depuis quelques années, les techniques de fluorescence ont envahi le champ des études biologiques.
Cependant, ces techniques demandent une connaissance approfondie des effets de fluorescence, voire de
luminescence, dans les organismes vivants. Il est proposé ici un projet qui exploite les possibilités de la
microscopie de fluorescence pour l’étude d’un animal complet, mais d'une structure relativement simple, et
transparent, sur lequel l'ensemble des compartiments cellulaires peut être marqué: la méduse Aurelia Aurita.
Cette méduse présente un très fort potentiel pour ce type d'étude, car, d'une part, certains de ses
compartiments cellulaires sont naturellement fluorescents, d'autres se prêtent à un marquage direct et simple.
Les résultats préliminaires que nous avons obtenus en microsocpie 2-photons ont démontré la
possibilité d’étudier sur cet animal les effets agissant dans la morphogénèse des vaisseaux sanguins En outre,
nous avons établi un protocole pour stimuler les méduses afin d'observer l'effet de contractions chroniques sur
la formation des vaisseaux. Nous espérons ainsi déterminer des différences physico-chimiques induites par un
excès de stress mécanique. Ces études se marient avec les études sur le poulet, également en cours au
laboratoire GMCM.
Nous avons établi qu'il existe dans cet animal des écoulements de nature électro-osmotique. Chez la
méduse, les termes de source de ces courants semblent associés au caractère luminescent des organes de
l'animal. Ainsi, il semble qu'il soit possible d'étudier de façon couplée les courants ioniques, la fluorescenceluminescence de l'animal, et son activité physiologique (battement, circulation vasculaire), ainsi que sa
morphogenèse.
Le programme des travaux comportera une étude complète de la distribution des parois cellulaires
dans la méduse, en relation avec les champs de contrainte. Puis une étude des effets épigénétiques des
forces physiques, et des cartes de potentiels autour des vaisseaux.
II.1.A.3)
Magnétochiralité.
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre l’origine physique de l’effet magnétochiral
(modification de l’indice optique d’un milieu chiral en présence de champ magnétique longitudinal) qui se
manifeste par une modification de l’indice optique en présence de molécules chirales et d’un champ
magnétique. A plus long terme, il s’agit de pouvoir tenter une synthèse asymétrique en jouant cette fois-ci sur
l’absorption de la lumière et non plus sur la dispersion et ainsi proposer une solution alternative à l’énigme de
l’origine de la vie.
Cet effet a été mis en évidence par le Laboratoire PALMS à 488nm et des variations relatives de
-10
l’indice de l’ordre de 10 on été observées (mesurées en collaboration). Un modèle classique de l’interaction
magnétochirale a été développé et donne un bon accord avec les résultats expérimentaux.
En collaboration avec R. W. Boyd (Université de Rochester), le programme des travaux prévoit l’étude
détaillée de cet effet. Ceci nécessitera une meilleure compréhension de son origine physique (influence de la
polarisation entre autre). A plus long terme, on espère pouvoir tenter en UV (grâce aux forts coefficients
d’absorption) une synthèse chimique asymétrique par une lumière non polarisée.
Collaborations: Institut d’Optique de Rochester, Institut de Chimie de Rennes
II.1.B
Capteurs pour la santé et l’environnement
L’optique présente un potentiel important encore inexploité dans les domaines des capteurs :
les progrès réalisés dans la miniaturisation des dispositifs, les nouvelles fonctions à fibres, ainsi que les
nouvelles longueurs d’ondes apportent des réponses aux problématiques de surveillance de l’environnement
et de la santé.
Notamment, la mise en place des pôles de compétitivité a fait ré-émerger des besoins en capteurs
pour l’océanographie. Plusieurs équipes de PONANT participent déjà à des projets labellisés par le pôle de
compétitivité « mer ». Par ailleurs, en complément de la biophotonique, des projets visant l’intégration de
systèmes de capteurs optiques dédiés à la santé et au handicap se développent depuis plusieurs années. La
problématique inclut alors les notions d’hostilité du milieu étudié. Le développement de ces aspects s’appuie
donc avantageusement sur des collaborations industrielles. Les partenaires de PONANT regroupent les
compétences nécessaires à la conception de l’ensemble de la chaîne de mesure, tant concernant les sources
optiques, que la propagation, l’intégration et la miniaturisation des systèmes.
II.1.B.1)
Des Terahertz aux diodes bleues : nouvelles sources
Ce programme vise à étudier les nouveaux lasers que sont les lasers émettant dans le bleu et les
lasers Térahertz. Pour tenter de mieux comprendre la dynamique des lasers bifréquences y compris en terme
de stabilisation afin d’envisager d’une part leur utilisation comme sources lidar-radar pour la détection de
polluants. En outre, la génération d’onde électromagnétiques Terahertz pourrait se révéler très intéressante
dans le domaine de la santé et de la sécurité (transparence des tissus). Le Laboratoire de Physique des
Lasers de l’UMR PALMS 6627 a mis au point les premiers lasers bifréquences et ainsi que leur stabilisation en
fréquence de battement (asservissement sur un quartz). De tels lasers sont actuellement en cours
développement chez Thalès. A l’autre bout du spectre les lasers « bleus » ont de nombreuses applications
potentielles notamment en biologie. Il semblerait aussi que pour les lasers semiconducteurs bleus, la
dynamique des modes soit très différente de ce qui se passe dans l’infrarouge et que le modèle connu pour
l’IR ne s’applique pas. Ceci va dégrader considérablement le faisceau lumineux et empêcher une focalisation
correcte.
En ce qui concerne les lasers bifréquences, le but sera d’étudier la dynamique de ces lasers,
notamment d’évaluer leurs performances en termes de sources pour applications lidar-radar. La stabilité et la
stabilisation éventuelle de telles sources pourraient s’avérer délicates. Ensuite il sera très intéressant de tenter
de générer des ondes électromagnétiques dans la gamme des Terahertz avec des puissances raisonnables
afin d’étudier ce nouveau type d’onde très prometteur. Parallèlement, en ce qui concerne les diodes semiconducteur bleues (lasers à guidage par gain) la dynamique des modes par exemple n’est pas encore
comprise et leurs propriétés de manière générale seront donc étudiées expérimentalement et théoriquement
par notre groupe.
Collaborations: LPL, Université de Rochester
II.1.B.2)
Lasers grandes longueurs d’ondes pour les applications médicales,
d’environnement et de sécurité
Les boites quantiques (BQ, voir axe 1) apparaissent comme une solution innovante pour de nouvelles
applications aux grandes longueurs d’ondes dans plusieurs fenêtres spectrales (1,7 – 5 µm). Les applications
de défense comme les contre-mesures électroniques, la désignation d’objectifs ou les lasers de très haute
puissance pourront bénéficier de systèmes compacts, aisés à manipuler, légers et de faible consommation.
Leur action s’étend également au domaine de l’environnement comme émetteurs pour la détection de
polluants, à celui de la santé comme laser remplaçant le bistouri ou comme moyen d’accroître le potentiel de
traitement dentaire ou ophtalmologique. Les sources à base de nanostructures à boîtes quantiques sur
substrat InP conféreront des propriétés inédites aux zones actives de ces sources : grand gain matériau, faible
seuil laser, comportement de pseudo atome, ingénierie de gap élargie autorisée par le découplage des
paramètres de maille substrat/BQ. Ces nouvelles propriétés lèveront les difficultés rencontrées par les
structures traditionnelles : structures de bande de type II, effet Auger, pertes par absorption.
Le travail consiste à réaliser, la croissance sur substrat InP de BQ à base d’antimoine, les
caractérisations structurales et optiques, la modélisation des propriétés fondamentales et la réalisation des
émetteurs. Un premier résultat expérimental a permis de montrer une luminescence de BQ la plus élevée
jamais atteinte sur InP à 2,35 µm (FOTON-INSA et partenaires). Nous collaborons avec des équipes de
Montpellier pour le partage du savoir-faire dans le domaine du MIR et sur celui des BQ sur InP. Enfin, des
discussions ont déjà eu lieu avec le LETI et Thalès afin de profiter de leur expérience dans le domaine des
applications.
Acteurs: FOTON-INSA
Collaborations: LETI, Univ-Montpellier, CEMES-Toulouse, Thalès
II.1.B.3)
Thème : Fibres spéciales, capteurs et instrumentation
Dans le domaine des capteurs et de l’instrumentation, l’utilisation de fibres optiques ne s’arrête pas à
la simple transmission d’un signal lumineux ; grâce au développement de fibres spéciales (double gaine,
micro-structurées, chalcogénures, …) et à l’intégration de fonctionnalités dans leur structure (réseaux de
Bragg, tapers, …) elle ouvre également des perspectives particulièrement intéressantes au niveau de la
fonction de transduction (variation du signal optique sous l’action d’un paramètre extérieur).
L’objectif principal de ce projet est de regrouper les expertises complémentaires des partenaires de
GRIFIS pour développer des fibres optiques spéciales fonctionnalisées dans le but de réaliser de tels capteurs
utilisables dans le domaine de la santé et de l’environnement (fenêtre spectrale de 1 à 10µm correspondant à
la zone de signature de la plupart des espèces hydrocarbonées).
Au niveau technologique, l’accent sera mis sur l’étude et le développement de capteurs à fibres
optiques microstructurées fonctionnant du visible au moyen infrarouge (de 0,2 à 10 microns). Outre les travaux
pour lever les difficultés technologiques de ces fibres, le programme prévoit aussi la réalisation de zones
d’expansion de mode (tapers) ou de réseaux de Bragg pour faciliter le couplage et définir des zones de
transduction présente un grand intérêt en raison du caractère monolithique de l’ensemble de la structure
guidante. L’accent sera mis aussi sur les solutions techniquement et économiquement viables d’intégration
optique des capteurs dans cette gamme de longueur d’onde. Un axe de travail important est d’évaluer les
différentes architectures et la disponibilité des composants d’extrémité associés (sources et détecteurs).
Plusieurs projets à applications « environnement » (partenariat ADEME, IFREMER, Bureau de
Recherche Géologique…) et applications médicales (CHU Pontchaillou) ont déjà été initiés.
Ce projet requiert des compétences fortes en modélisation, simulations optiques, dans la fabrication et
la caractérisation de fibres optiques microstructurées, leur transformation (fonctionnalisation), dans
l’intégration de composants et de fonctions optiques et électroniques et en traitement du signal. On retrouve
ces compétences de manière complémentaire chez les différents partenaires de GRIFIS.
Collaborations: GRIFIS : PERFOS, EVC, FOTON-ENSSAT, IREENA-PC, RESO-ENIB
II.1.B.4)
Capteurs océanographiques
L'évolution des connaissances en matière de déplacement de masses d'eau, de couplage océan
atmosphère passe par le développement de techniques de mesure des paramètres physico-chimiques
(salinité notamment). La degré de salinité s’effectue aujourd’hui via des mesures de conductivité, connaissant
la température et la pression. Ceci suppose une mesure de l’indice de réfraction avec une certitude >2 x10-7
équivalant à une certitude de salinité de 1 x10-3 avec une maîtrise de la fiabilité et de la reproductibilité des
mesures.
Dans ce cadre l’ENST-Bretagne et le SHOM ont validé le principe et mis au point un réfractomètre
optique compact, insensible aux variations de température et de pression du milieu, qui permet son intégration
bas coût dans un flotteur ou une sonde perdable. Nous sommes en phase de réalisation d’un prototype pour
test en environnement réel. Ce dispositif nécessite la réalisation d’une électronique miniaturisée, de faible
consommation, et un conditionnement du capteur lié aux contraintes environnementales (sonde, flotteur,
profileur). Ce travail est mené en collaboration avec les sociétés Martec et NKE dans le cadre d’un projet de
recherche labellisé par pôle de compétitivité MER. Ifremer apportera ses compétences dans le domaine de
l’utilisation de composants optiques dans un environnement marin (avec le traitement en particulier des
aspects fouling) et la mise à disposition de moyens d’essais à terre et en mer.
Parallèlement une solution plus intégrée sera étudiée utilisant cette fois la forte sensibilité de la
réponse spectrale d'un réseau de Bragg ou d'un micro-résonateur polymère (tels ceux développés au CCLO)
à une variation de pression, de température ou d'indice de réfraction. L'idée est donc de modéliser et de
réaliser un multi-capteur (Salinité, Pression, Température) intégré. Le degré d'intégration de tels capteurs
2
(quelques mm ) permet de les insérer dans des installations existantes ou d'être aéro-largués en grande
quantité, à moindre coût dans les zones à étudier. Ce travail est effectuée en liaison avec le CCLO pour son
savoir-faire dans la modélisation et la réalisation de composants en optique intégrée polymère.
Collaborations : FOTON-ENSTBr, CCLO, Martec, NKE.
II.1.B.5)
Réseaux d’observation sous-marins
De grands projets commencent à voir le jour de par le monde (USA, Europe, …), associant des
organismes de recherche et des industriels afin de développer des observatoires sous-marins. La mise en
œuvre de ces stations d’observation nécessite généralement une imposante infrastructure pour permettre
l’acquisition et la transmission de données, ainsi que l’alimentation en énergie des instruments.
Dans ce domaine, des solutions innovantes comme le "tout optique" présentent un grand intérêt car
elles offrent la possibilité de déployer l’ensemble des fonctionnalités – alimentation, transduction, transmission
de données - sur de grandes distances et suivant une large gamme d’architectures.
Le lancement de projets d’envergure pour la surveillance des fonds océaniques est récent (USACanada : projet Neptune). Ce projet consiste à installer sur le plancher océanique des observatoires robotisés
reliés par fibre optique. Neptune doit permettre d’observer et d’analyser en permanence toute l’activité
océanique dans une zone donnée.
Le tout récent réseau d’excellence ESONET est lui européen et est
piloté par Ifremer. Il correspond à un projet pluridisciplinaire, avec des stations contrôlant les roches, des
sédiments, l'eau de fond, la biologie et des événements dans la colonne d'eau. Seront considérées à la fois la
collecte de données à long terme et la capacité d'alarme en cas de dangers (par exemple des tremblements
de terre ou des glissements de terrain).
Le RESO-ENIB est bien placé, en raison de ses compétences en traitement du signal et de l’image
ainsi que dans l’intégration de fonctions optoélectroniques, pour participer en étroite collaboration avec Ifremer
(Technologie des Systèmes Instrumentaux) et d’autres partenaires de PONANT (PERFOS, …) au
développement et à l’évaluation de ces technologies.
Le projet est au stade de la recherche pour le moment. Mais il peut intéresser les industriels
spécialistes de l’acquisition et du traitement de données, de la transmission de données et de dispositifs
optiques et optoélectroniques.
Collaborations : RESO-ENIB, IFREMER
II.1.B.6)
Nano-structures photoniques à base de silicium poreux pour la détection
d’espèces biologiques.
Nous avons montré au laboratoire que les matériaux nanostructurés tels que le silicium poreux ou la
silice poreuse, permettent la réalisation de dispositifs optiques tels que des guides d'onde, des microcavités,
des miroirs de Bragg. Par ailleurs, le caractère poreux permet à ces structures de les rendre actives. D’une
part, on peut leur donner des propriétés particulières en introduisant dans les pores des matériaux ayant des
propriétés spécifiques. D’autre part, la fonctionnalisation de la surface des pores peut modifier les propriétés
intrinsèques de ces dispositifs optiques. Ce changement de propriétés permettrait d’être sensible aux
substances à détecter.
Le Groupe GMNP de FOTON-ENSSAT qui travaille depuis une dizaine d’année sur l’élaboration de
matériaux nano-structurés a mis au point des technologies originales de fabrication de guides d’ondes
enterrés et rubans compatibles avec la technologie VLSI. Elle dispose des moyens de caractérisations et de
modélisations optiques adaptés à de tels guides. Un travail préliminaire a déjà été effectué concernant le
développement des moyens de fabrication des multicouches, de leurs caractérisations et de la modélisation
des nano-structures photoniques.
Le programme consiste à développer des nano-structures photoniques à base de silicium poreux et de
nouvelles méthodes de modification chimique de la surface des pores pour la réalisation de bio-capteurs. Une
des approches repose sur l’utilisation d’ondes de surface et l’autre sur l’utilisation de résonances d’une micro
cavité. Dans les deux cas, les résonances en jeu permettraient d’exalter la luminescence de marqueurs ou
seraient sensibles à des faibles variations d’indice. La réalisation de ces dispositifs nécessite la maîtrise de la
fabrication de multicouches en silicium poreux d’une part; et la fonctionnalisation de ces structures d’autre
part.
Ce programme est parfaitement complémentaire à celui de NanOSOFT du projet PRIN2TAN
porté par l’Institut de Physique et Ingénierie de Rennes. Dans cette opération le GMPNP est associé à trois
équipes Rennaises pour la partie « Matériaux Nanoporeux et Confinement de Fluides Moléculaires ».
Collaborations : IRI-IEMN de Lille, station biologique de Roscoff, RESO-ENIB
II.1.B.7)
Systèmes de capteurs pour la surveillance de la santé
Les mesures optiques, notamment en diffusion, réflexion ou fluorescence, assorties d’une analyse
spectrale ou temporelle, permettent d’obtenir des informations sur des paramètres biologiques et
physiologiques. Le développement de capteurs ou de protocoles nouveaux et adaptés à chaque cas est
souvent nécessaire. Sur le plan des applications, la télémédecine est une réponse à une demande de suivi
médical à distance ou au maintien à domicile. Elle peut bénéficier à la rééducation fonctionnelle, associée
notamment aux pathologies du rachis et de la marche. Elle nécessite la conception ou l’adaptation de
systèmes intégrant des fonctionnalités nomades et conviviales, systèmes qui s’appuient souvent sur des
capteurs optroniques.
Pour le domaine de la santé, depuis une dizaine d’années, les études et le savoir-faire de l’équipe
FOTON-ENSSAT-Capteurs et de ses partenaires dans ce domaine a déjà mené au transfert industriel d’un
« noyau » de capteurs et du traitement du signal embarqué associé (transfert à l’entreprise Aphycare,
Lannion). Ces études se poursuivent sur de nouvelles fonctions embarquées. Un brevet est en cours de dépôt.
Parallèlement, l’étude des capteurs spécifiques à la rééducation fonctionnelle a débuté en 2004, en
collaboration avec l’Hôpital de Lannion. L’équipe CAPT a d’ailleurs participé à cette époque aux colloques et
au comité de pilotage « handicap et NTIC » de la Région Bretagne. L’équipe élabore et pilote des projets
multidisciplinaires dont les consortiums comprennent des laboratoires universitaires (UBS, UTT, Univ-Reims),
des industriels (électronique, matériel de rééducation) et des centres hospitaliers (Lannion et Embrun).
Sur le plan des capteurs pour l’élevage l’équipe CAPT de FOTON-ENSSAT a développé plusieurs
modèles d’endoscopes spécifiques pour l’industrie porcine. Par ailleurs, une collaboration a débuté en 2005
avec l’AFSSA concernant la sécurité alimentaire (détection de bactéries pathogènes).
L’équipe Capteurs intervient également en expertise sur des systèmes infrarouges (projet SECMAR
labellisé pôle mer PACA), et en aide aux industriels pour la définition de systèmes optroniques spécifiques en
espace libre (co-encadrement de thèse CIFRE).
Les travaux en cours et envisagés concernent des systèmes optroniques spécifiques :
- Développement de systèmes de capteurs pour la télémédecine, la p-santé et la rééducation,
- Développement de systèmes de capteurs pour la sécurité alimentaire,
- Expertise sur des systèmes de capteurs dédiés à la sécurité.
Collaborations: CH Lannion, CH Embrun, Durrmann SA, UBS-LG2M, Univ-Reims LPA, BreizhTech,
C&S.
II.1.C
Composants et dispositifs pour la Sécurité et l'Industrie
Le thème II-3 de l’axe II regroupe des activités qui ont pour objet le développement de composants et
dispositifs innovants pour la sécurité et l'industrie. Plusieurs partenaires du projet PONANT sont impliqués et
apportent un ensemble de compétences et d'expertises qui devraient permettre de développer des activités de
recherche et initier de nouvelles applications de l'optique dans ces domaines. Ces activités s'appuient
également sur des collaborations fortes avec des laboratoires reconnus au travers de contrats internationaux
et de réseaux d'excellence européens.
II.1.C.1)
Source à photon unique pour la cryptographie quantique :
Le domaine des nanostructures à boites quantiques (BQ) où FOTON-INSA a une expertise
internationale reconnue, sont en train de révolutionner le concept de la sécurité des transmissions dans les
émetteurs à photon unique pour la cryptographie et le calcul quantique. Actuellement les lasers à impulsions
fortement atténuées présentent des désavantages en particulier la présence d’impulsions multi-photons. La
sécurisation de la transmission sur des longues distances nécessite alors le développement de véritables
sources à photons uniques aux longueurs d’onde télécom.
Le développement de ces sources passe par la mise au point de BQ en InAs insérées dans des
microcavités de semiconducteurs. Ceci implique des études spécifiques de croissance pour maîtriser les
dimensions des BQ en faible densité. Le programme ici demande le développement de la technologie des
microcavités à base de cristaux photoniques bidimensionnels membranaires pour laquelle nous collaborons
avec l’Université de Glasgow au sein du réseau ePIXnet. Les enjeux sont importants d’abord en termes de
cavité à grande finesse et faible volume modal offertes par les cristaux photoniques (CP), mais aussi pour
l’ampleur des applications des CP en optique intégrée. La nanostructuration mélangeant les deux approches,
‘bottom up’ et l’approche ‘top down’ de réalisation de ces BQ sera menée en collaboration dans ePIXnet.
Acteurs : FOTON-INSA, FOTON ENSSAT
Collaborations : EPFL Lausanne, CNM de Rome, Université de Saint-Andrews, Université de Glasgow.
II.1.C.2)
Sécurisation de Transmission optique d’images à haut débit
Le but de ce projet est d’évaluer de nouvelles techniques de cryptage optique non intrusives, liées au
support de transmission optique, dans une logique de protection de données à haut débit (>10Gb/s). Dans un
contexte de progression rapide des besoins en débit des clients, d’une hétérogénéité croissante, d’une grande
imprévisibilité des usages, des trafics associés et du dégroupage, il est nécessaire d’anticiper les nouveaux
services de fourniture de données et la question de leur sécurisation devient primordiale par le développement
de nouveaux outils. En outre, la satisfaction de besoins de confidentialité des données sans impact sur la
transparence des équipements de ligne doit être obtenue. Dans ce but nous évaluerons différentes approches
technologiques (temporelle, de polarisation, chaos, quantique) en fonction de différents scenarii d’attaques
adaptés et proportionnés à celles-ci. L’objectif est de valider quelques solutions susceptibles d’être
développées sur un plan industriel (PME), s’insérant comme une brique technologique pour les réseaux
d’accès multiservice à haut débit. Le projet se propose donc de dimensionner différentes techniques et de
tester leur résistance à certains scenarii d’attaque puis de les comparer selon une grille multicritère intégrant
les aspects économiques et différents niveaux de sécurité. Ce projet a été labellisé par le pôle images et
réseaux.
Partenaires : France Télécom R&D, FOTON-ENST, FOTON-ENSSAT, SmartQuatum, Celar, ISEN.
II.1.C.3)
Sources laser à fibre pour la Bio-photonique, la Défense, le Médical et les
applications industrielles.
Le but principal de ce sous-projet est d’utiliser les briques technologiques développées par les
partenaires du GIS GRIFIS pour la recherche et développement des sources optiques novatrices utilisables
dans plusieurs domaines d’applications. La collaboration entre PERFOS et l’EVC a ainsi permis le
développement des premières fibres microstructurées en verre de chalcogénure pour la réalisation de sources
optiques large bande dans le moyen IR.
Les axes d’innovations proposées (et leurs domaines d’applications) sont les suivants :
-Etude de la réalisation de laser dans le visible, le proche IR et le moyen IR avec des fibres
microstructurées silice et microstructurées chalcogénure, lasers à fibres avec de nouvelles lignes spectrales
- Etudes de différents types de dopages Nd (930 nm) ou Yb (976 nm) trois niveaux, et de fibre
chalcogénures dopée terres rares (par exemple Pr : 3-5 µm, Tb : 4-5 et 7-9 µm, Er : 2,7 – 4,5 µm).
- Mise en œuvre de sources à supercontinuum dans les deux types de fibres, vers la réalisation de
sources très large bande.
- Tests d’applications dans différents domaines en particulier ceux de la bio-photonique (cytométrie en
flux, fluorescence par laser), de la défense (LIDAR), et du médical (chirurgie), de l’industrie (découpe).
- Etude de sources lasers de puissance et de lasers impulsionnels (nano, pico et femtoseconde)
particulièrement compacts et intégrés
Acteurs : PERFOS, EVC, FOTON-ENSSAT
Collaborations : IDIL, Keopsys, Oxxius, IxFiber, Quantel, Manlight, Femlight, DGA, ONERA, de nombreux
laboratoires de recherche français et étranger (ex. Institut d’Optique, Impérial College-Londres, University of
Stellenbosch-Afrique du Sud).
II.1.C.4)
Plate forme technologique de Bretagne pour la formation et la recherche :
Les deux établissements de l’INSA et l’Université de Rennes 1, sont engagés depuis plus de quinze
ans dans des actions de technologie. Les salles blanches disponibles sur la microélectronique silicium au
Centre Commun de Microélectronique de l’Ouest (GM/IETR) et sur la technologie III-V à l’INSA (FOTONINSA), confèrent à cet ensemble le titre de centrale de technologie de proximité. L'objectif futur consiste à
consolider la plate-forme de technologie de proximité rennaise. L'association de technologies de
microtechnique et microélectronique sur Silicium et de technologie sur semiconducteurs III-V permettra à la
centrale de couvrir un vaste domaine d'activité. Dans un objectif de partage de technologie et de savoir-faire,
cette plate-forme sera un atout pour un grand nombre d'utilisateurs de proximité et nationaux.
Outre les offres de formations originales que pourra dispenser la plate-forme, sa consolidation au
niveau de la recherche, passera par la mise au point de lasers à modes bloqués à base de BQ contenant une
section absorbant saturable et une section amplificatrice, qui peuvent servir à réaliser des horloges optiques à
très haut débit (> 100 GHz). Il s’agit également, de fournir aux partenaires de PONANT des composants actifs.
Le projet abordera en particulier un des problèmes majeurs de l’optoélectronique qui est l’absence d’émetteur
sur le substrat silicium pour l’interconnexion optique permettant l’interconnexion entre microprocesseurs à très
haut débit. En pointe sur les matériaux et composants optiques (VCSEL) à base de semi-conducteurs III-V [1,
2], le laboratoire se tourne vers le couplage sur un même substrat silicium, de composants électroniques et
optiques afin de proposer une réponse à cette attente
Acteurs : FOTON-INSA, GM/IETR
Collaborations : FOTON-ENSSAT, FOTON-CCLO, KERDRY
II.1.C.5)
Transitions de phase photo-induites :
Il est possible de générer dans les matériaux moléculaires de véritables transitions de phase
sous l'action d'une excitation lumineuse. La transition de phase correspond à un changement de propriétés
physiques à l’échelle macroscopique (magnétique, électronique, optique…). Ceci peut être illustré par exemple
-12
par le passage d’un état isolant à métallique en 1 picoseconde (10 s). La commutation de matériaux
moléculaires et, de façon générale, leur réponse à une excitation lumineuse ouvre la voie à de nouvelles
applications dans le domaine de capteurs ou des technologies de l’information. L’étude des transformations
photo-induites a été initiée très récemment dans l'équipe "moléculaire" du GMCM (IPI) et représente un
véritable virage thématique, autour des systèmes à transition de spin, transition neutre-ionique ou transition
métal-isolant. Nous abordons ce thème de recherche à la fois par des études expérimentales et par une
approche théorique (calcul des états excités, étude du phonon cohérent). Au cours des quatre dernières
années, nos résultats ont connu un retentissement important à l’échelle internationale (une trentaine de
conférences invitées, organisation d'une conférence internationale à Rennes en 2005).
L’objectif scientifique de ce projet est centré sur la mise en place et le développement d’une
expérience d’optique pompe-sonde ultra-rapide pour la découverte et la compréhension des phénomènes
photo-induits cohérents et coopératifs dans les systèmes moléculaires multistables, ayant la caractéristique de
commuter entre différents états (charge, spin…). Le programme propose d’étudier la nature et les
mécanismes des systèmes moléculaires à transition de spin photoinduite ainsi que la photo-commutation
ultra-rapide dans des complexes à transfert de charge.
Acteur : Institut de Physique (GMCM)
Collaborateurs : Tokyo Institute of Technology (contrat ERATO), réseau RTN Marie-Curie FLASH
(Fast Light-Actuated Structural cHanges), réseau ESF DYNA (ultrafast structural DYNAmics in physics,
chemistry, biology and materials science), réseau d’excellence MAGMANet
II.1.C.6)
Transport Intelligent : Reconnaissance et analyse automatique, temps réel de
signalisations routières visuelles.
Partant de l’expérience acquise sur les systèmes optiques de traitement d’image dans le projet
Européen HICOPOS et à travers divers projets d’élèves, le département d’optique de l’ENST Bretagne a
obtenu une bourse CIFRE avec l’entreprise INDUCT pour la mise au point d’une reconnaissance automatique,
par système embarqué, de la signalisation routière verticale (panneaux) et horizontale (lignes blanches). La
reconnaissance automatique de la signalisation routière horizontale (lignes blanches) et verticale (panneau) a
de nombreuses applications, notamment le relevé et stockage en base de données du patrimoine en
signalisation routière, le type et la localisation des signalisations, pour automatiser la réapplication d'une
signalisation neuve, ou pour simplifier la réapplication après un réenrobage de la chaussée, le marquage (ou
pré-marquage) sur chaussée neuve. Actuellement la plupart de ces tâches sont très peu automatisées ce qui
augmente le coût de ces opérations et les dangers pour le personnel présent sur la chaussée.
L'objectif de l’étude est d'aboutir à un prototype industrialisable de module embarqué de reconnaissance et
classification automatique de signalisation routière à base des techniques de traitement d'image numériques
et optiques. Le projet abordera en particulier les points suivants:
- Comparaison des différentes techniques en traitement d'image numérique: Transformée de Radon,
segmentation, suivi temporel, utilisation d'une analyse colorimétrique pour isoler la chaussée.
- Utilisation et coordination de capteurs multi-spectraux (Visible et IR notamment) pour offrir une
redondance d'information et réduire les fausses alertes. Mesure photométrique de la réflectivité (multispectre) de la signalisation et comparaison aux normes en vigueur.
- Techniques d'analyse et classification temps réelle des relevés dans des bases de données par
systèmes experts et réseaux de neurone.
Dans tous ces sujets on recherchera les techniques les plus performantes mais également avec une forte
contrainte de minimisation des coûts afin de permettre l'application de ces techniques dans autant de
domaines que possible.
Partenaires : FOTON-ENST, INDUCT.
II.1.C.7)
Filet optique instrumenté.
La création d’un filet de protection comme composante sur site et rapidement déployable du système
de sécurité d’infrastructures portuaires. C’est l’ultime barrière physique capable de ralentir l’intrusion de
plongeurs dans une zone maritime à sécuriser. Le filet optique instrumenté sera constitué par des mailles dont
la géométrie est à définir et parcouru par une fibre optique dont la rupture sera immédiatement détectée et
localisée, ce qui permet de déclencher une alerte permettant une intervention dans les meilleurs délais. La
protection des zones portuaires s’inscrit dans le cadre économique de la protection des sites sensibles
disposant d’infrastructures côtières stratégiques et un tissu industriel important.
L’utilisation de fibres optiques monomodes pour la transmission d’informations sur de longues
distances n’est plus à démontrer. L’utilisation de la fibre optique en tant que « âme » d’une structure dans le
cadre de la création d’un filet de protection va impliquer différentes phases permettant d’aboutir à un système
prototype sur un site choisi :
- Valider le type de fibre à utiliser (monomode, multimode) et le choix du réflectomètre
- Valider différentes configurations de filets en termes de définition de matériau et de maille
- Traduire via des solutions techniques adaptées les exigences en termes d’efficacité et en fonction
des zones à sécuriser (hardware, capteurs, software)
- Qualifier l’efficacité du dispositif de contrôle (PC de surveillance) en rapidité et en localisation de
l’intrusion.
Aucun système « filet optique » n’est actuellement développé. Les études se rapprochant le plus de
notre objectif ont été réalisées par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. Les travaux seront réalisés
en relation avec le sous-groupe Capteurs pour la santé et l’environnement et avec la société Cybernétix de
Château-Gombert. La retombée industrielle est la création de filets optiques de protection marine pour les
sites sensibles.
Partenaires : FOTON-ENSSAT, Cybernétix
III.
Consolidation des Plates-formes
Le projet PONANT est constitué en plus des laboratoires de recherche, de plates-formes
technologiques existantes et clairement identifié par le CIADT en 2003. Ces plates-formes offrent plusieurs
services qui vont de la conception de composants proposée par le CCLO et de fibres spéciales proposées par
PERFOS à la mise en oeuvre et caractérisation de fonctions optoélectroniques proposée par PERDYN et des
tests proposés par PERSYST sur des systèmes de transmission optique allant de quelques km à d’ultra
longues distances, et pour des débits du Gbit/s au Terabit/s.
III.1
Plate-forme PERDYN
Le laboratoire RESO-ENIB le département d’optique de l’ENST Bretagne ont créé la plate-forme
technologique PERDYN (www.perdyn.fr) dont la mission est de favoriser le rapprochement entre laboratoires
et PME du secteur des STIC avec un intérêt particulier porté à l’ingénierie du réseau d’accès et le monitoring
de fonctions dynamiques de surveillance du réseau optique. La plate-forme a labellisé à ce jour trois projets
dont deux concernent le département d’optique :
• Moniteur de Performance Optique :
(en partenariat avec Optogone et l’ENIB) L’objectif était la réalisation d’un prototype (ci-contre) de
« Moniteur de Performance Optique » pour WDM à 50 GHz (λ canal, P canal, OSNR canal) par l’association
d’un réseau de diffraction et d’une caméra InGaAs 512 pixels. Ce dispositif permet de détecter la présence
et/ou le niveau de puissance des canaux dans un système de transmission WDM. Un logiciel de
reconstruction original a été développé à cette occasion.
Acteurs : PERDYN, RESO-ENIB, ENSTB OPT
Collaborations : Optogone
•
Emulateur de PMD :
L’objectif vise la génération expérimentale de valeurs fiables et reproductibles de PMD et l’étude de
leurs effets sur les performances des systèmes de télécommunications. Pour cela un dispositif expérimental
d‘émulateur est en cours d’étude et sera testé en partenariat avec FT R&D et en collaboration avec la plateforme PERSYST.
Acteurs : PERDYN, ENSTB OPT
Collaborations : Optogone, PERSYST
•
Mélangeur Opto-Hyper
L’objectif est le traitement du signal RF et propagation du signal mélangé directement dans la couche
optique grâce à un amplificateur optique semi-conducteurs (SOA) utilisé comme élément non linéaire générant
les produits d’inter-modulation.
Acteurs : PERDYN, ENIB
Collaborations : Thalès, ENSTB dept Micro-ondes
III.2
Photoinscription de fonctions en polymère et en optique intégrée (CCLO)
Le programme FOTON du précédent CPER a permis de démarrer une étude originale sur la
photoinscription de guides intégrés en polymère afin de simplifier dans un premier temps les procédés de
réalisation. Nous avons obtenu assez rapidement un record de contraste d’indice avec notre matériau et notre
technologie et montré la faisabilité de réalisation de guides monomodes. Sur ces bases, ce thème vise à
développer les compétences et outils technologiques ainsi que la mise en œuvre de nouveaux matériaux
répondant aux cahiers des charges imposés par les procédés de mise en œuvre et par les contraintes
d’environnement des composants. Le but aussi est de montrer tous les avantages de la photoinscription que
ne résident pas uniquement dans la simplification du procédé (pas d’étape de gravure). Ainsi un certain
nombre de faisabilités seront recherchées telles que la réalisation de réseaux de Bragg et réseaux longue
période exploitant des sources à faibles cohérences profitant du cœur affleurant du guide. D’autres
fonctionnalités outre les réseaux et les adaptateurs de modes indiciels seront examinées comme l’impact de
cette technique sur la connectique fibre-guide, la possibilité de faire des circuits intégrés 3D et sur le mixage
des techniques mixtes de photo-inscription et gravure. Ce domaine est très riche d’innovation pour espérer
aboutir à des méthodes élégantes et simplifiées de réalisation de circuits et fonctions intégrées. Les
applications concernent non seulement le domaine infra rouge des télécoms mais aussi des retombées
éventuelles dans le domaine de la vision.
En amont il s’agira de faire évoluer les matériaux pour être performants et mieux adaptés aux
technologies et, en aval, d’améliorer les procédés technologiques et rechercher des méthodes exploitant tous
les atouts de la photo inscription pour la connectique, les fonctions photo inscrites et les circuits 3 D.
Ainsi seront entrepris:
L’amélioration de la photosensibilité de polymères spécifiques pour la photo inscription (partenaires :
FOTON-CCLO, UCO2M, FOTON-ENST-Bretagne,). Enjeux : l’amélioration des procédés spécifiques à
FOTON dans le domaine des guides et fonctions photo inscrites en relation avec celui des composites
polymères-cristaux liquides. Ce domaine est aussi très sensible pour les industriels de l’optique en général.
L’adaptation de structures polymères fonctionalisables pour répondre au cahier des charges des
propriétés technologiques et des propriétés d’usages des composants. Ceci est amorcé dans le projet POSO
mais a besoin d’être fortement soutenu (FOTON-CCLO, UCO2M, LSO Nantes, IMN.. ).
Développement et maîtrise complète de la photo-inscription de guide et de fonction dans des
polymères fortement photosensible en UV.
Mise au point d’outils de photo-inscription et de photolithographie adaptés, en partenariat avec
FOTON-ENST-Bretagne.
La mise au point d’une technologie mixte : photo-inscrite et gravure pour des fonctions en 3D et
ajustable post process.
Acteurs : CCLO
Collaborations : FOTON
III.3 Consolidation de la plate-forme PERSYST pour des études en transmissions à
40 Gbit/s et 160 Gbit/s.
La plateforme PERSYST a démarré en septembre 2003 par l’acquisition et le transfert
d’équipement de la société Corvis-France vers l’ENSSAT, équipement d’occasion (dates d’achats autour de
2001). Par conséquent certains des équipements disponibles aujourd’hui sur la plateforme ont plus de cinq
ans et demandent actuellement un remplacement ou une recalibration don’t le coût est élevé.
De plus, PERSYST était impliqué dés le début de son activité dans différents projets du Réseau
National de la Recherche en Télécommunication (RNRT) (ASTERIX et ROTOR), ainsi que des collaborations
avec des industriels et dans un réseau d’excellence européen. Ces différentes contributions ont demandé une
utilisation importante de la plateforme et des équipements. Une augmentation importante de l’activité de la
plateforme demanderait l’acquisition d’équipements pour compléter certaines expériences pour pouvoir par
exemple effectuer en parallèle des caractérisations dynamiques sur des composants et des études en
transmissions.
La France en comparaison de nos voisins européens accumule un retard sur l’étude des techniques
de transmission optique à très haut débit (supérieurs ou égaux à 40 Gbit/s par longueur d'onde). PERSYST a
pour objectif de combler ce retard. Elle pourra constituer un atout pour les industriels et académiques français
et pourra devenir une plate-forme de référence en Europe.
Dans le cadre du réseau d’excellence ePIXnet, fédérant 35 laboratoires, PERSYST a été récemment
mandatée par le comité de pilotage du réseau pour coordonner le montage et piloter une plate-forme de
caractérisation haut débit de composants photoniques et optoélectroniques, comportant 7 partenaires
européens.
Dans ce contexte, la plate-forme entre dans une phase de diversification : les compétences de la
plateforme s’élargiront aux systèmes de transmission à 160 Gbit/s et plus pour pouvoir répondre aux projets
de recherche dans ce domaine.
De plus, les efforts demandés dans le thème I.4.3 devraient également permettre de réaliser en
parallèle les prestations de services et de recherche à 40 Gbit/s et la mise en place d’un système de
transmission à 160 Gbit/s.
L’objectif dans cette étape est d’obtenir d’ici 3 ans (T0+3) un banc de transmission WDM à 160 Gbit/s
pour pouvoir proposer la caractérisation de composants très haut débit et l’étude de transmissions à très haut
débits.
Acteurs : PERSYST
Collaborations : FOTON
III.4
Diversifications des études, ouverture de PERSYST aux réseaux d’accès
Les prestations de service et de recherche offertes par PERSYST portent aujourd’hui sur les
transmissions optiques haut débit pour les réseaux cœurs. Cette plateforme est aujourd’hui bien implantée
dans le pôle Images & Réseaux puisqu’elle est impliquée dans 5 projets qui ont été récemment labellisés par
ce pôle. Les études concernant les réseaux cœurs ne sont qu’une petite partie des objectifs fixés par le pôle,
une partie plus importante porte sur le réseau d’accès. Il est donc nécessaire de pouvoir ouvrir cette
plateforme à des études portant sur le réseau d’accès en s’appuyant sur le savoir faire de l’équipe dans le
réseau cœur.
La diversification de PERSYST concernera également le réseau cœur, par une diversification des études
proposées (les nouveaux formats de modulation, la commutation de paquet optique, ou encore le monitoring).
Le développement de ce thème se fera en étroite collaboration avec la plate-forme PERDYN.
Acteurs : PERSYST
Collaborations : FOTON-ENST-Bretagne, PERDYN
III.5
La Plateforme PERFOS
PERFOS, créée en octobre 2003, est une plate-forme de l’association éponyme réunissant 8
industriels de l’Optique à Lannion au centre des 17 PME « optique » de la technopole Anticipa. Elle est
chargée de faire de la recherche appliquée pour les développements de nouvelles fibres et de composants
innovants à base de fibres optiques spéciales. En parallèle des collaborations industrielles, PERFOS travaille
en étroite collaboration avec des laboratoires universitaires régionaux (GIS GRIFIS) pour l’étude de nouveaux
composants à fibre. Elle collabore avec Sciences Chimiques de Rennes pour la mise au point de fibres basses
températures. Ces spécialités s’exercent pour différents types de fibres micro-structurées (meilleur état de
l’art) ou massives pour l‘optique non linéaire, les amplificateurs et les lasers, ainsi que pour les capteurs à
fibres spéciales (médecine, environnement, défense).
La plateforme est impliqués dans nombreux projets labellisés par le Pôle Image et Réseaux (FUTUR,
microACCES, INFRACCES et Alloc-Dyn), par l’ANR-RNRT (FUTUR, microACCES), par la commission
européenne (ACCORD) et de nombreux projets de recherche financés par grands groups et organismes
nationales (FT R&D, DGA, CEA).
Acteurs : PERFOS
Collaborations: GIS GRIFIS, PME membres de l’association PERFOS, autres acteurs nationaux et
internationaux.
IX - Annexe 2 : Dossier scientifique de l’EA 3380 RESO (ENIB)
Ceci consititue le dossier de l’équipe RESO EA 3380 de l’ENIB demandant son rattachement à l’UMR
CNRS 6082 FOTON.
Laboratoire de Recherche en
Electronique, Signal,
Optoélectronique,
télécommunications (RESO)
Jean LE BIHAN
DSPT 9
Sciences et Technologies
de l’Information et de la Communication
Ecole Nationale d’Ingénieurs de Brest
(ENIB)
I - Structuration et moyens
I.1 - Caractéristiques antérieure de l’unité EA 3380
Situation antérieure de l’unité
Label
et n°
Nom du
responsable
précédent
EA 3380
Jean Le Bihan
Etablissement
principal
ENIB
Intitulé de l’unité
Date de la
dernière
reconnaissance
01/01/04
Intitulé complet de l’unité (au 1er janvier 2008)
laboratoire de Recherche en Electronique, Signal, Optoélectronique, télécommunications
Responsable (au 1er janvier 2008)
M./Mme
Nom
Prénom
Corps-Grade
Organisme
(le cas
échéant)
Section du C.N.U. ou
de l’organisme
M……
……LE
………Jean……… ……PREX……… ……ENIB…… …………63…………..
BIHAN…
X J’autorise la diffusion de mon nom sur internet (annuaire des unités de recherche).
Coordonnées officielles de l’unité
- Localisation et établissement : ENIB / RESO
- Numéro, voie :
- Boîte postale : CS 73862
- Code Postal et ville : 29238 BREST cedex 3
- Téléphone : +33 (0)2 98 05 66 35 (ou 60)
Télécopie : +33 (0)2 98 05 66 35 (ou 89)
- Adresse électronique : [email protected] (ou [email protected])
NB. Situation géographique : Parvis Blaise Pascal, Technopôle Brest-Iroise,
Site de la Pointe du Diable, Plouzané
I.2 - Moyens matériels et financiers : ressources antérieures
I.2.1 - Ressources annuelles de l’unité (TTC) au cours des quatre dernières années
(hors financements récurrents du ministère et des EPST ou EPIC)
Moyenne annuelle des
4 dernières années *
ORIGINE
Reversement BQR et ressources
supplémentaires
provenant
de
l'établissement
Ressources propres (contrats de
recherche, prestations...)
Collectivités territoriales
Etablissement
…ENIB…….
(préciser)
Remarques
Taux de éventuelles sur
TVA**
l’évolution
Etablissement
………….
(préciser)
6 300 €
20 300 €
70 100 €
Communauté européenne
Fonds National pour la Science
(FNS ou solde versé par l'ANR)
Fonds pour la Recherche et la
Technologie
(FRT ou solde versé par l'ANR)
Crédits ANR (hors FNS/FRT)
96 700 €
Total
*Si l’unité est rattachée à plusieurs établissements d’enseignement supérieur et de recherche,
préciser la répartition des ressources entre ces établissements.
** Le cas échéant.
II – Dossier scientifique
II.1 - Rapport scientifique concis et utilisation des crédits sur les quatre dernières
années
(comprenant l’organigramme de l’unité au contrat précédent)
Organigramme du RESO au contrat précédent
RESO (EA 3380)
Directeur
J. Le Bihan
Fonctions optoélectroniques
pour les télécommunications
Propriétés structurelles
des composants
Animateur
Y. Boucher
Systèmes à base d’amplificateurs
optiques à semi-conducteurs
Animateur
A. Sharaiha
Systèmes à base d’interaction
acousto-optique
Animateur
A. Perennou
Systèmes de vision et
Signal pour les communications
Animateur
A. Benzinou
Sommaire du II.1.
Introduction
II.1.1. Présentation du RESO (EA 3380)
II.1.2. Activités des équipes
II.1.3. Domaines d’expertise
ACRONYMES
ALLIANCE
GIS STIC
CPER
Contrat de Projet Etat-Région
ENSSAT
Ecole Nationale Supérieure de Sciences Appliquées et de Technologie
ENSTBr
Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne
ESMISAB
École supérieure de microbiologie et sécurité alimentaire de Brest
DO
Département d’Optique de l’ENSTBr
FOTON GIS Fonctions optiques pour les Télécommunications
GET
Groupe des Ecoles des Télécommunications
GRIFIS GIS pour l’étude et la réalisation de fibres optiques spéciales
INSA
Institut National des Sciences Appliquées (de Rennes)
LENS
Laboratoire d’étude des nano-structures
LEST
Laboratoire d’électronique et systèmes de télécommunications
LESTER
Laboratoire d'Electronique des Systèmes TEmps Réels
LMB
Laboratoire de Magnétisme de Bretagne
LSOL
Laboratoire de spectrométrie et optique laser
PERDYN
Plate-forme d’étude et de recherche sur les fonctions dynamiques optoélectroniques
PERFOS
Plate-forme d’étude et de recherche sur les fibres optiques spéciales
PERSYST
Plate-forme d’étude et de recherche sur les systèmes de télécommunications
TAMCIC
Laboratoire de traitement algorithmique et matériel de la communication, de
l'information
et de la connaissance
UBO
Université de Bretagne Occidentale
UBS
Université de Bretagne Sud
UR1
Université Rennes 1
Introduction
Les télécommunications ont connu un développement spectaculaire depuis deux décennies,
en s’appuyant sur deux vecteurs principaux de transmission : les technologies filaires et les réseaux
sans fil. De nouveaux modes de communication en découlent, liés à l’Internet et à la "convergence"
entre l’informatique, l’audiovisuel et les réseaux d’une part, à l’usage des moyens de communication
en situation de mobilité d’autre part. Les technologies actuellement disponibles ont grandement facilité
ces évolutions : l’ADSL et les fibres optiques pour les réseaux filaires, le GSM, l'UMTS (3G) et le
Wifi/Wimax pour la téléphonie mobile et l'informatique nomade. S'y ajoutent les liaisons satellitaires
qui offrent une alternative précieuse aux réseaux terrestres pour des télécommunications à dimension
planétaire.
On devrait assister dans les années qui viennent à un développement sans précédent des
communications. Or, pour que ces perspectives se réalisent, il faut que les techniques sous-jacentes
aient la versatilité nécessaire à des caractéristiques d’usage très diversifiées en termes de débit, de
qualité de service, de rapidité de temps de réponse, d’interopérabilité et d’interconnexion des réseaux.
Les perspectives de recherche en matière de communications sont donc gigantesques, et plusieurs
équipes de la Région Bretagne (RESO, FOTON/ENSSAT+ENSTBr+INSA, LEST et TAMCIC) sont
engagées, depuis de nombreuses années et de manière complémentaire, dans le développement de
nouvelles technologies pour les communications.
Le laboratoire RESO (EA 3380) de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Brest (ENIB) a été, ces
dernières années, l’un des principaux acteurs du dynamisme de la recherche dans le domaine des
STIC en Bretagne Occidentale, lors de la mise en place des nouveaux MASTERs et de la nouvelle
Ecole Doctorale SMIS, de la création du GIS ALLIANCE et du GIS GRIFIS, et de celle de la plateforme PERDYN (CIADT) ainsi que des pôles de compétitivité « Images et Réseaux » et « Mer », tous
deux à vocation mondiale. Le RESO est actuellement engagé dans le projet PONANT
(Développement d'un Pôle Régional de Recherche sur la Photonique et les Nanostructures
appliquées aux Technologies de l'Information) dans le cadre du futur CPER.
Le RESO souhaite travailler encore davantage en synergie avec les laboratoires CNRS,
universitaires et du GET, dans le cadre d’une politique régionale à visibilité internationale. Cette
association, que l’on peut dans une large mesure considérer de fait depuis de nombreuses années,
permettrait une meilleure coordination des actions et en particulier des actions d’envergure, au niveau
national et international, essentiellement dans le domaine des télécommunications mais aussi dans
d’autres domaines comme la sécurité/défense, la mer, … Le RESO et les laboratoires voisins du
CNRS sont déjà très impliqués dans la préparation de projets communs pour les pôles de
compétitivité « Images et Réseaux » et « Mer », dans le cadre du futur CPER, ainsi que dans diverses
actions au niveau national ou international.
II.1.1. Présentation du RESO (EA 3380)
II.1.1.1. Le RESO, un laboratoire STIC
Le RESO (laboratoire de Recherche en Electronique, Signal, Optronique et
Télécommunications) est une équipe d’accueil (EA 3380) du Ministère de la Recherche. C’est l’un des
laboratoires de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Brest (ENIB). Sa vocation première est la recherche,
mais l’accent est mis aussi sur la formation de haut niveau, la coopération internationale, la R&D et la
valorisation. L’activité du RESO se situe dans le domaine des STIC, avec comme thématiques
principales les fonctions optoélectroniques pour les télécommunications et les systèmes de vision.
II.1.1.2. Effectif et équipes
L’effectif du laboratoire est d’une trentaine de membres – certains à temps partiel – dont 3
Professeurs des Universités (dont 1 se consacre à la Direction de l’Ecole), 9 Maîtres de Conférences
(dont 2 HDR), 1 PAST, 1 Invité Etranger, 5 ATER, 9 Doctorants, 1 Secrétaire et 1 Technicien,
auxquels s’ajoutent une quinzaine d’étudiants de MASTER et une douzaine d’élèves-ingénieurs.
Le RESO, dirigé par Jean Le Bihan, est actuellement structuré en quatre équipes travaillant
sur les thèmes suivants : fonctions et systèmes à base d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs
(AOSC) (animateur : A. Sharaiha), systèmes à base d'interaction acousto-optique (animateur : A.
Pérennou), propriétés structurelles des composants (animateur : Y. Boucher) et systèmes de vision
(animateur : A. Benzinou).
II.1.1.3. MASTERs Recherche
Les membres du laboratoire participent aux activités de trois MASTER Recherche pour
lesquels l’ENIB est co-habilitée : Phyphoton (UR1-ENSSAT, ENIB, UBS, ENSTBr), Signaux et Circuits
(UBO, ENIB, ENSTBr), Matériaux et Dispositifs hyperfréquences (UBO, ENIB, ENSTBr). Ils participent
aussi au MASTER Recherche Matériaux et Optique Laser (UBO). Le RESO est membre de l’Ecole
Doctorale Sciences de la Matière, de l’Information et de la Santé (SMIS). Il accueille régulièrement
des stagiaires de différents niveaux et assure la direction et l’encadrement de thèses.
Les enseignants-chercheurs du RESO assurent aussi bien sûr la formation des élèvesingénieurs de l’ENIB de l’option Electronique
Signalons que des membres du RESO participent au programme ERASMUS EIE-Surveyor
(Reference Point for Electrical and Information Engineering in Europe).
II.1.1.4. Partenariats avec des laboratoires, des organismes de recherche et des industriels
Le RESO développe une part de ses activités dans le cadre de contrats. Sur le plan national,
ses partenaires sont des laboratoires (FOTON/ENSSAT+ENSTBr+INSA, LEST, LSOL, LMB, ENSTBr,
ENSSAT, ESMISAB, Laboratoire d’Odontologie, ENST Paris, LAAS, …), des organismes (LETI,
ONERA, IFREMER, …) et des industriels (France Télécom R&D, ALCATEL, THALES, Optogone, …).
Le laboratoire participe aussi à des programmes de recherche au sein de réseaux de
recherche ou de recherche-développement : PRIR, RNRT, pôle de compétitivité « Images &
Réseaux » à vocation mondiale (OPTIMAGE), pôle de compétitivité « Mer » à vocation mondiale
(TEMIS), ANR (OTOCAL, …), Europôle, CPER (PONANT), …
Quelques projets récents seront mentionnés plus loin dans la description des activités des
équipes constituant le RESO.
Le RESO a toujours montré une volonté d’ouverture vers l’international en collaborant avec
des partenaires étrangers (accueil ou échange de chercheurs, programmes de recherche, PAI, projets
européens, …), comme en Grande-Bretagne (Bangor, Bath, UC London, Manchester, Sheffield
Hallam University, Northumbria University), aux Pays-Bas (Université de Nijmegen), en Russie
(Institut Ioffe, Saint-Petersbourg, Institut Lebedev, Moscou), au Maroc (Universités de Rabat et
d’Agadir), au Liban (Université Libanaise, Beyrout), en Syrie (Université d’Alep), aux Etats-Unis
(University of Nevada, Reno, University of Colorado, Boulder), à Singapour (A-STAR, Nanyang
University of Technology), à Hong-Kong, …
II.1.1.5. Publications et thèses
Les résultats scientifiques du RESO ont fait l’objet, pendant la période 2002-2005, de
141 publications, internationales pour la plupart, qui se décomposent en 25 articles dans
des revues internationales, 2 articles dans des revues nationales, 5 communications invitées
dans des conférences internationales, 72 communications dans des conférences
internationales, 30 communications dans des conférences nationales, 2 contributions à des
ouvrages internationaux, 5 mémoires d’HDR et de Thèses.
Toujours pendant la période 2001-2005, 3 Thèses de Doctorat, 1 HDR et 1 Thèse de
Doctorat d’Etat (préparée en France et au Maroc) ont été soutenues. 1 HDR d’une part, 7
Thèses de Doctorat d’autre part sont en cours de préparation ainsi qu’une 8e en collaboration
avec l’ONERA.
II.1.1.6. Expertises scientifiques
Des membres du RESO agissent régulièrement comme referees pour les revues
internationales suivantes : IEEE QE, IEEE/OSA JLT, IEEE PTL, IEEE CAS, IEEE SP, IEEE Com.,
Electron. Lett., IEE Proc., J. of Optics A, J. of Physics, Cond. Matter, ainsi que pour plusieurs
conférences internationales (IEEE, IEE, …) du domaine des STIC.
Ils participent à des comités scientifiques de conférences (IEE, ISMOT, IEEE ICTTA,
IEEE/IEE CSNDSP, ...). ou sont Editeurs Associés de revue (Mediterranean J. of Electron. and
Communic.).
Certains membres sont sollicités pour des expertises internationales, soit par la Communauté
Européenne (ACTS, INTAS, IST OPEN-FET, …), soit par le Ministère des Affaires Etrangères (Syrie,
Iran, Liban, ...).
II.1.1.7. Groupes de recherche
Le RESO est un acteur du GDR Ondes, du GDR ACOMAR, et suit les travaux de deux COST
(COST 288 Nanoscale and ultrafast photonics, COST 291 Towards digital optical networks).
II.1.1.8. Participation à des structures régionales de recherche
Au niveau régional, le RESO a participé aux activités du GIS TECHNET, en étant responsable
de la commission Optoélectronique. Ce Groupement d’Intérêt Scientifique a constitué une structure
d’interface pour la réalisation de contrats entre la DGA et les établissements d’Enseignement
Supérieur et de Recherche.
Le RESO est membre du GIS FOTON (Université Rennes 1, ENSSAT, INSA, ENSTBr),
spécialisé dans les fonctions optiques pour les télécommunications, et du GIS GRIFIS, spécialisé
dans les fibres optiques spéciales et leurs applications, en liaison avec la plate-forme PERFOS. Il est
membre fondateur du GIS ALLIANCE, regroupant des laboratoires de Brest et de Lorient, GIS qui a
pour ambition de constituer un pôle d’excellence dans le domaine des STIC. Feront partie
principalement de ce GIS, outre le RESO, les unités CNRS FOTON/DO, TAMCIC, LEST et LESTER.
II.1.1.9. Création d’une structure de recherche développement et de valorisation
Le RESO a créé avec le département d’Optique de l’ENSTBr (CIADT du 18/12/2003), la plateforme technologique PERDYN sur les fonctions dynamiques de monitoring optoélectronique, ayant
pour vocation d’associer laboratoires de recherche et industriels dans les secteurs des
télécommunications, de la défense, de la mer, …
II.1.1.10. Moyens techniques
Le RESO dispose de moyens pour effectuer des caractérisations optiques et électriques ainsi
que des tests de communication. Le laboratoire possède les équipements suivants : analyseurs de
spectre optique, sources lasers accordables (1470 nm - 1650 nm), analyseur de raie, atténuateurs
programmables, filtres optiques programmables, amplificateurs optiques EDFA, lasers de pompe 200
mW, lasers 20 mW couvrant la bande 1510 nm - 1590 nm, analyseurs de taux d’erreurs (2,5 Gb/s et
12,5 Gb/s), générateurs des signaux et de signaux pseudo-aléatoires (1, 3, 4 et 20 GHz), photodiodes
rapides (12 GHz et 32 GHz), modulateurs optiques (12 GHz), analyseurs (électriques) de spectre et
de réseaux, amplificateurs électriques large bande, générateurs de signaux I et Q, caméra IR, …
En outre, le RESO possède différents composants spécifiques : SOA, RSOA, cellules
acousto-optiques, …
II.1.1.11. Moyens informatiques et logiciels
Le laboratoire dispose de logiciels tels que ADS (Agilent Technologies), VPI, Mentor Graphics,
Matlab, Mathematica, Labview, Visilog, Langages C, C++ et Fortran, … Ils sont utilisés pour des
simulations allant du composant au système de communication et au traitement d’images.
II.1.2. Activités des équipes
II.1.2.1. Equipe « Fonctions et systèmes à base
d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AOSC) »
Animateur : Ammar Sharaiha
Les amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA)
sont des composants étudiés depuis plusieurs années par le
laboratoire RESO à l'ENIB. Ces composants présentent plusieurs
caractéristiques intéressantes pour leur utilisation dans les
réseaux de télécommunications. D'une part, il s'agit de
composants actifs capables d'amplifier un signal optique, objet
même de leur fonction de base ; d'autre part, les mécanismes
mis en jeu par le processus d'amplification sont suffisamment
riches pour qu'il soit par exemple possible d'utiliser leurs nonlinéarités pour la réalisation de fonctions plus complexes que la
simple amplification. On peut citer par exemple la détection
optique en ligne, la transposition de longueur d'onde, la
commutation de signaux, etc. Enfin, les SOA sont des
composants compacts facilement intégrables.
II.1.2.1.1. Thèmes de recherche
Les thèmes de recherche de l’équipe regroupent
l'ensemble des sujets abordés faisant intervenir les amplificateurs optiques à semi-conducteurs. Ils
sont de trois types : modélisation, fonctions d'émission et de réception et fonctions tout-optiques.
II.1.2.1.1.1. Modélisation
La modélisation des amplificateurs
optiques à semi-conducteurs (SOA) est
effectuée sous un logiciel de simulation de circuit
électrique ADS, d’Agilent Technologies. Le
travail de modélisation a pour objectif d’intégrer
un SOA dans une configuration système, pour
des applications à haut débit, avec plusieurs
phénomènes à prendre en compte : dispersion,
décalage en fréquence, compression du gain,
polarisation,….
Modélisation sous ADS d’Agilent Technologies
L’avantage des outils de simulation électrique réside en leur capacité à décrire sans grande
difficulté le comportement d’un ou plusieurs composants opto-électroniques dans une architecture
système.
II.1.2.1.1.2. Fonctions d'émission et de réception
Le SOA peut être employé comme récepteur de par sa capacité à la photodétection en ligne
et comme émetteur par la modulation de son gain. Dans le cadre des réseaux d’accès, ces deux
fonctions sont aujourd’hui explorées activement en utilisant des SOA réflectifs. Les sujets étudiés au
laboratoire sont les suivants : photodétection simultanée en communication bidirectionnelle;
amélioration des performances en photodétection grâce à l’emploi de SOA multiélectrodes; étude de
l’influence de l’émission spontanée amplifiée sur les caractéristiques en photodétection des SOA
multiélectrodes; détection en ligne avec prise en compte de la composante DC du signal par l'emploi
d'un SOA triélectrodes; supervision par photodétection en ligne de l’évolution de la sortie optique d’un
SOA biélectrodes fonctionnant en régime de saturation; bruit de détection en ligne; bruit de détection
avec préamplification optique.
II.1.2.1.1.3. Fonctions tout-optiques
Le caractère multifonctionnel des SOA est l’un de leurs principaux atouts. Les travaux de
recherche effectués par l’équipe exploitent les non-linéarités des SOA dans la réalisation de fonctions
tout-optiques. Ces phénomènes physiques sont employés dans différentes architectures à fort
potentiel, et les fonctions obtenues sont caractérisées avec l'objectif de validation à haut débit dans
une configuration système. Les travaux peuvent être résumés par les points suivants : étude d’un
mélangeur tout-optique de signaux RF, réalisation de fonctions logiques tout-optiques; réalisation de
fonctions de commutation à fort taux d’extinction par la mise en cascade de deux SOA et en
configuration contra-propagative, amélioration des performances des SOA par injection optique à la
transparence du gain, analyse spectro-polarimétrique du gain et de l’émission spontanée amplifiée
(ESA) afin de réaliser des fonctions tout-optiques exploitant la sensibilité de la polarisation des SOA ;
modulation tout-optique de l'émission spontanée amplifiée d'un SOA utilisé en réflexion.
II.1.2.1.2. Projets et Collaborations
II.1.2.1.2.1. Mélangeur tout optique de signaux hyperfréquences
L'introduction de l'optique
dans les systèmes, en particulier
dans le domaine de la radio sur
fibre ou des réseaux d’accès,
pose la question de la position
des éléments de conversion
optique-électrique (O/E) : plus
cette conversion se situe en aval
dans le système plus la part de
traitement des signaux effectuée
dans la couche optique du
dispositif augmente. Dans ce
cadre, une étude est en cours sur
la possibilité de placer la fonction
de mélange, à base d’un SOA, de deux signaux hyperfréquences dans la couche optique d'un radar
aéroporté (figure ci-dessus). La propagation du signal détecté par l'antenne est assurée, quelle que
soit l'architecture, par une fibre optique après amplification et conversion électrique-optique. Le
mélangeur est conçu autour d'un SOA, en utilisant la caractéristique non linéaire du gain. Il est placé
avant le détecteur optique du bloc O/E afin de bénéficier des avantages liés à la couche optique.
Ce travail bénéficie d’une collaboration avec THALES et fait l'objet d'une thèse de doctorat. Il
s'inscrit aussi dans le cadre du programme de la plate-forme PERDYN.
II.1.2.1.2.2. Analyse spectro-polarimétrique du gain et de l’ESA dans un SOA
L'objectif principal de ce travail est d'obtenir une meilleure connaissance du composant d'un
point de vue polarimétrique en transposant les méthodes d'analyse couramment employées pour des
milieux linéaires au cas de ce milieu actif notamment les formalismes de Mueller et de Jones. Le
travail en cours répond à certaines interrogations relevées dans la littérature concernant par exemple
une éventuelle rotation de la polarisation au cours de la traversée du composant, ce qui impliquerait
un changement des états propres de la structure en fonction des conditions d'injection. La
compréhension de la sensibilité vis-à-vis de la polarisation d’un SOA par l'analyse polarimétrique
spectralement résolue sera un atout considérable dans l'objectif de réaliser des fonctions optiques
nouvelles.
Ce travail fait l'objet d'une thèse de doctorat et il est soutenu par la Région Bretagne via un
programme PRIR. Il s'inscrit aussi dans le cadre d'une collaboration avec le laboratoire LSOL de
l'UBO.
II.1.2.1.2.3. Amélioration des performances du SOA par injection optique
Il s'agit dans cette étude d'utiliser une source laser extérieure comme pompe afin de réduire la
durée de vie des porteurs dans la cavité et donc d'améliorer les performances. Cette configuration
permet de bénéficier d'un degré de liberté supplémentaire, en plus du courant de polarisation et de la
puissance des signaux incidents. La réduction du temps de recouvrement du gain, qui est limité par la
durée de vie des porteurs, est essentielle dans les transmissions à haut débit. Elle a pour effet de
diminuer la dépendance de l'amplification vis à vis de la puissance des bits incidents. De plus, la
réduction de la durée des vie de porteurs a une incidence directe sur l'amélioration de la bande
passante en photodétection et en modulation, ce qui est intéressant pour l'emploi du SOA comme
émetteur ou récepteur.
Ce travail fait l'objet d'une thèse de doctorat en collaboration avec le laboratoire d’optronique
de l’ENSSAT.
II.1.2.1.2.4. Etude de l’amplification pour l’accès optique
L’introduction de l'amplification optique dans les réseaux d'accès a pour but principal
l’augmentation des budgets de liaison optique ou la conservation de ces budgets lors de la montée en
débit. De plus, l’amplification offre des solutions pour limiter les pénalités d'une réception en mode
« burst », spécifique des systèmes PON (Passive Optical Network) en utilisant les amplificateurs
optiques comme des limiteurs.
Dans ce cadre, une modélisation d’un SOA inséré dans un réseau optique est en cours. La
modélisation recouvre une large bande optique en termes de facteur de bruit, de gain, de puissance
de saturation et de comportement dynamique. Elle permet l’optimisation automatique des paramètres
du modèle à partir des données expérimentales et l’insertion du composant dans un environnement
système.
Ce travail fait l'objet d'une thèse de doctorat en collaboration avec ALCATEL et l’ENST
(Télécom Paris).
Ce travail va continuer, en collaboration avec France Télécom R&D dans le cadre du pôle de
compétitivité image et réseaux (axe 3). L’étude porte sur l’amplification optique à base de SOA en
transmission bidirectionnelle, avec l’objectif d’appréhender les budgets de liaison optique, les limites
de distance et l’influence de l’amplification sur la réception des paquets. Les performances peuvent
être évaluées pour différents formats de modulation (NRZ, BPSK,…) pour plusieurs débit allant
jusqu’à 12,5Gb/s.
II.1.2.1.2.5. Dispositif de récupération d’horloge tout optique
Une collaboration est en cours de formalisation avec l’ENSSAT et l’INSA dans le
projet PRIRE DISTO. La contribution de l’ENIB concerne la technologie de réalisation de ruban laser
pour un composant du dispositif en cours de conception.
II.1.2.2. Equipe « Systèmes à base d'interaction acoustooptique »
Animateur : A. Pérennou
L’évolution des télécommunications vers les hauts débits pour tous, engendre une évolution
des technologies utilisées dans les réseaux. Dans un tel contexte, il est par conséquent important de
développer des composants optiques capables d'assurer les fonctions intervenant aux nœuds d'un
réseau. Le routage tout optique permet la transparence aux hauts débits, aux formats des données
transportées et est un moyen de contourner la bande passante limitée de l'électronique. Pour l'instant,
aucune technologie ne répond pleinement aux besoins à la fois en termes de performances requises
et de critères économiques. Il est donc nécessaire de poursuivre des efforts de recherche pour mettre
au point des composants répondant au mieux aux attentes des opérateurs.
C'est dans ce cadre qu'intervient le travail de l'équipe "Systèmes à base d'interaction acoustooptique". Nous avons montré qu'il peut être judicieux d'exploiter l'interaction acousto-optique pour
mettre au point des composants adaptés à différents besoins en télécommunications. L’interaction
acousto-optique présente, en effet, des propriétés intéressantes comme par exemple, l’absence de
mouvement mécanique, la rapidité de commutation, la transparence vis-à-vis du débit numérique, le
contrôle de la puissance optique au travers de la puissance du signal électrique de commande…
Jusqu’à maintenant, nous nous sommes essentiellement intéressés à la fonction de déflexion.
Lors de précédents travaux nous avons montré que la cellule acousto-optique est un composant
adapté pour la réalisation de la synchronisation de paquets optiques d'informations. Nous poursuivons
cet axe de recherche au travers de l'étude et la réalisation de deux architectures de commutateurs de
N voies vers N voies.
II.1.2.2.1. Thèmes de recherche
L’activité de l’équipe acouto-optique se décompose en deux thèmes de recherche :
2.2.1.1. Etude de 2 architectures de commutateurs de N vers N voies utilisant la déflexion
acousto-optique
Le projet consiste à étudier deux architectures de commutation de paquets, N voies
vers N voies, à base de cellules acousto-optiques à la longueur d'onde 1,55 µm. Dans ces
commutateurs, la fonction d'aiguillage des canaux d'entrée vers les canaux de sortie est assurée par
des cellules acousto-optiques.
II.1.2.2.1.1.1. Commutateur 2×2 utilisant un réseau de transducteurs piezoélectriques collé sur
un cristal en TeO2.
Ce commutateur est conçu à partir d'un unique cristal acousto-optique. L'architecture consiste
à créer simultanément deux réseaux d’indice modulé superposés grâce à une barrette de
transducteurs par l'application de deux signaux RF sur chaque transducteur. Chacun des réseaux
d’indice modulé est affecté à une entrée, et doit être transparent pour la seconde entrée.
Une modélisation numérique a permis d'optimiser les caractéristiques du composant (cristal,
nombre et dimensions des transducteurs). Nous avons fait réaliser une cellule prototype en TeO2
possédant quatre transducteurs. Un dispositif expérimental permettant la caractérisation de la cellule
seule, puis associée à une optique de couplage de manière à réaliser un système complet de
commutation 2 vers 2, a été conçu.
Le pilotage de ce dispositif a nécessité le développement d’une électronique spécifique et
performante : génération de quatre signaux RF de même fréquence et de phase réglable avec une
précision inférieure au degré.
Banc du commutateur 2 vers 2
Les premières caractérisations de ce système laissent entrevoir des résultats prometteurs
pour cette architecture en terme de diaphonie et d’efficacité de diffraction. Des travaux sont
actuellement effectués pour optimiser l’architecture (choix des fréquences, des phases, de la
géométrie, du matériau, …).
II.1.2.2.1.1.2. Commutateur 8×8 basé sur deux cristaux en AsGa comportant respectivement 8
éléments de déflection.
Cette étude est menée en collaboration avec le CCLO (Lannion) et le LPN
(Marcoussis).
L'architecture étudiée est constituée de deux modules : un en entrée et un en sortie entre
lesquels est placée une lentille de Fourier. Chaque module est constitué d'un déflecteur optique
multicanaux, d'une barrette de 8 fibres monomodes et d'une barrette de 8 micro-lentilles. Dans un
premier temps, une étude théorique a permis l’optimisation des dimensions des éléments optiques
(lentille de Fourier, micro-lentilles, fibres gradissimo) afin de maximiser la puissance transmise sur
chaque voie. Dans un deuxième temps un banc expérimental mono-voie a été conçu.
Le travail en cours consiste à mettre en place le dispositif complet et à le caractériser
(efficacité par voie, diaphonie, consommation, rapidité, …)
Schéma du commutateur 8 vers 8
II.1.2.2.1.2. Etude des phénomènes parasites et développement d’un banc spécifique
Le développement d'architectures plus complexes afin améliorer les performances des
systèmes, nous contraint à analyser finement les phénomènes parasites qui peuvent être générés,
notamment au sein des cellules multi-transducteurs. A l'heure actuelle, nous nous intéressons au
phénomène de diaphonie électrique au niveau des transducteurs élémentaires et à la génération de
faisceaux optiques parasites lors de l'application de plusieurs signaux RF sur un même transducteur
(produit d'intermodulation dynamique et élastique).
Afin de détecter et identifier plus précisément les faisceaux optiques de très faibles intensités,
nous avons développé un banc de mesure spécifique. Ce banc est basé sur la détection hétérodyne.
Les mesures effectuées avec ce banc permettent de mieux appréhender les phénomènes parasites
générés au sein des cellules acousto-optiques et d'étudier leur évolution en fonction de divers
paramètres (puissance du signal RF, éloignement de la zone d'interaction par rapport au transducteur
piézo-électrique,…).
II.1.2.2.2. Perspectives
Les perspectives de recherche de l’équipe se décomposent en deux grands thèmes : la
poursuite des travaux sur la fonction de déflexion acousto-optique, et la fonction de filtrage en
longueur d’onde appliquée aux réseaux d’accès, fonction jusqu’à lors non étudiée au laboratoire.
II.1.2.2.2.1. Déflexion
Différentes études sur des dispositifs utilisant la fonction de déflexion ont été menées. Il est
donc envisagé de poursuivre cette activité et de mettre à profit les compétences acquises au cours de
ces dernières années au travers de diverses actions.
Tout d'abord, l'une des suites envisagées consiste à optimiser les performances des
commutateurs déjà étudiés (nouveaux matériaux, dimensionnement des transducteurs,…).
Ensuite une étude prometteuse concerne le développement d’un déflecteur large bande
(1 vers N). Ce dispositif, constitué d'une cellule multi-transducteurs associée à une électronique de
commande spécifique permettra d’optimiser l’efficacité de diffraction sur une plage de déflexion
angulaire importante.
Ces différentes études doivent nous mener à terme à transférer et utiliser les potentialités des
dispositifs et systèmes développés à d'autres domaines d’activités (maritime, militaire,…).
II.1.2.2.2.2. Filtrage en longueur d’onde
Une des perspectives vise à mettre en œuvre un filtre accordable DWDM (32 canaux) adapté
à la commutation de paquets, basé sur l'interaction acousto-optique. Ce travail s’intègre dans le pôle
de compétitivité Images et Réseaux dans le projet OPTIMA (Optique pour l’Image).
L'objectif de ce projet consiste à concevoir et caractériser une architecture de filtre DWDM
basée sur l'association de cellules acousto-optiques et de composants optiques pour la mise en forme
des faisceaux. Une des difficultés consiste à trouver l'association optimale de cellules de Bragg
technologiquement réalisables permettant de faire sauter le verrou que constitue le produit
temps de commutation – résolution en longueur d'onde, produit inhérent aux phénomènes physiques
mis en jeu lors de l’interaction acousto-optique.
Les barrières technologiques qui devront être levées concernent la fabrication de cellules
acousto-optiques avec une architecture et un matériau les mieux adaptés à la fonction de filtrage.
L'étude s'organise autour d'une collaboration étroite entre l'ENIB et le CCLO.
II.1.2.3. Equipe « Propriétés structurelles des composants »
Animateur : Yann Boucher
L’équipe « PSC » se consacre essentiellement à des activités de modélisation et de
simulation. Ses centres d’intérêt actuels se rangent en deux catégories : i / dynamique rapide des
milieux actifs à semi-conducteurs (Jacques Chi) et ii / propriétés structurelles des composants
optoélectroniques (Yann Boucher).
II.1.2.3.1. Propagation d’impulsions dans les semi-conducteurs actifs
Le comportement des composants guides d’onde actifs à semi-conducteurs constitue notre
thème central. Il s’agit de dispositifs importants pour les télécommunications optiques, tels que les
amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AOSC), les diodes lasers à rétroaction distribuée (DFB)
ou à cavité Fabry-Pérot (FP). Nos études sont orientées vers une meilleure compréhension de leur
fonctionnement en régime dynamique et non-linéaire, notamment lorsque les signaux sont constitués
d’impulsions optiques ultra-rapides.
Nous avons développé une méthode originale, simple et numériquement stable, qui prend en
compte les principaux mécanismes à l’œuvre lors de l’interaction lumière-matière (saturation du milieu
actif, couplage entre gain optique et indice de réfraction, présence d’un réseau de Bragg, facettes
réflectives, etc.). Les résultats sont en excellent accord avec ceux obtenus par d’autres approches,
plus complexes. Certains phénomènes originaux sont prédits, telle la transmission « superluminale »
des impulsions dans un guide DFB, le contrôle du délai de transmission, l’amplification directionnelle
des DFB, la translation spectrale d’une impulsion, etc. La méthode est transposable à un système à
fibre optique.
Perspectives
Dans la continuité de ces recherches, plusieurs aspects complémentaires, et potentiellement
très importants, sont actuellement poursuivis : (1) diodes lasers fonctionnant en régime impulsionnel à
modes bloqués ; (2) diodes laser à soliton ; (3) Re-génération, Re-synchronisation et Remise en forme
simultanées (3R).
II.1.2.3.2. Propriétés structurelles des composants optoélectroniques
Par propriétés structurelles, nous entendons les effets de résonance qui confèrent au signal
transmis par une cavité des caractéristiques imposées principalement par sa structure, et non par les
propriétés intrinsèques des matériaux dont elle est constituée. C’est ainsi que l’amplification,
l’absorption, la transmission ou l’émission peuvent s’avérer fortement affectées par des mécanismes
de filtrage. Nous avons développé à cette fin un formalisme original de matrices de transfert étendues
qui inclut les sources internes d’émission spontanée, et donne accès aux propriétés spectrales et
énergétiques des composants, tant en régime linéaire qu’en fonctionnement laser. Cet outil s’adapte
aisément à une grande diversité de structures (FP, DFB, VCSEL, SOA, etc.) et a donné lieu à
diverses collaborations (Supaéro Toulouse, LAAS Toulouse, Institut Ioffé Leningrad...)
Le second aspect de notre travail concerne les structures périodiques. Effectuée en
collaboration avec le LEST/UBO, la thèse de Laurence Le Floc’h (soutenue en décembre 2005) était
consacrée à l’étude de cristaux électromagnétiques bi-dimensionnels discrets, constitués d’un réseau
orthogonal de guides d’onde monomodes périodiquement interconnectés par des octopôles. Notre
approche a été validée dans la gamme hyper-fréquence sur des maquettes réalisées en technologie
micro-ruban. D’un point de vue théorique, nous avons développé un outil de description universel des
structures périodiques discrètes en coordonnées normalisées, valide quelles que soient tant les
dimensions du système que la nature physique de l’onde considérée.
Cristal électromagnétique discret (2×2) réalisé en technologie micro-ruban (fréquence de travail : 3 GHz).
Les six ports externes non connectés sont chargés par des circuits ouverts.
Perspectives
De manière non exhaustive, nos projets à court terme concernent d’une part l’application du
formalisme matriciel étendu à des micro-résonateurs à symétrie annulaire, dans le cadre d’une
collaboration récente avec le laboratoire d’Optronique de l’ENSSAT à Lannion; d’autre part l’extension
systématique aux cristaux photoniques discrets du formalisme des ondes couplées, notamment en
régime non-linéaire, selon une perspective inédite qualifiée de couplonique.
II.1.2.4. Equipe « Systèmes de vision »
Animateur : Abdesslam Benzinou
L’une des activités principales du Laboratoire RESO de l’ENIB concerne le traitement du
signal et de l’image, la conception et la mise au point de systèmes de vision par ordinateur. Le
laboratoire possède une bonne expertise dans les thèmes de conditionnement et d’analyse du signal,
de filtrage, de détection et de reconnaissance de formes. Les travaux réalisés et les collaborations en
cours répondent à une volonté d’exploiter l’expertise du laboratoire dans un domaine des sciences du
vivant, d’un grand intérêt économique.
Depuis 1994, le RESO est impliqué dans une collaboration avec le laboratoire LASAA de
l’IFREMER de Brest au sujet d’une application en biologie marine. Il s’agit de développer un système
de vision pour la lecture automatique des pièces calcifiées en vue de l’estimation de l’âge et de la
croissance de poissons et de céphalopodes. Ce travail a déjà atteint une portée internationale dans le
cadre d’un projet européen FAIR, fédérant 9 laboratoires de 6 pays européens.
Le RESO mène aussi une collaboration avec le laboratoire de toxicologie alimentaire de
l’ESMISAB dont les compétences scientifiques et techniques sont mises à disposition des industriels
agroalimentaires et agricoles. Orientée cette fois-ci vers le domaine de la biosanté, l’application
consiste à développer un système de vision pour l’analyse automatique de colonies cellulaires pour la
toxicologie. Ce travail a aussi bénéficié du soutien de la communauté européenne dans le cadre d’un
contrat ISP FR avec un autre laboratoire italien : Institute for Health and Consumer Protection (Joint
Research Centre, Ispra, Italie).
Récemment de nouvelles collaborations ont vu le jour, en particulier celle avec l’UFR
d’Odontologie concernant l’estimation automatique de l’âge d’adultes par apprentissage statistique de
la biométrie dentaire.
II.1.2.4.1. Vers un système de vision par ordinateur pour l’estimation de l’âge et de la
croissance de poissons et de céphalopodes
La sclérochronologie, analyse des cernes de croissance des tissus durs chez les animaux, est
basée sur la capacité qu’ont de nombreux organismes vivants à modifier la structure de leurs tissus,
en réponse à divers facteurs climatiques et environnementaux. Les otolithes (figure 1) et les
statolithes (figure 2) sont de minuscules concrétions calcaires situées dans la boîte crânienne, au
niveau de l’oreille interne, des poissons ou des céphalopodes. S’accroissant par couches
concentriques saisonnières ou même journalières, ces pièces forment des stries de l’ordre de
quelques microns à quelques centaines de microns. Ces marques permettent, à l’image des cernes
des troncs d’arbres, d’estimer l’âge et la croissance d’un individu.
Figure 1 : Images d’otolithes.
Figure 2 : Image d’un statolithe.
L’analyse qualitative et quantitative de ces structures calcifiées ressort de nombreuses études
de compréhension de la biologie et de l’écologie des poissons et des céphalopodes. Cette analyse
constitue également un élément clé pour étudier la dynamique des populations en vue d’une meilleure
exploitation des ressources. Les travaux dont il est question ici sont avant tout issus de besoins
ponctuels suscitant l’intérêt de plusieurs organismes de recherche. Ils sont destinés à apporter à la
communauté des chercheurs biologistes les soutiens conceptuels et méthodologiques pour la
connaissance et la compréhension des phénomènes liés à l’âge et à la croissance ainsi qu’à leurs
inscriptions sur les otolithes et sur les statolithes. Ces travaux s’appuient sur le développement de
techniques de traitement de l’information, notamment des techniques de reconnaissance de formes
par traitement d’images numériques, pour la réalisation d’outils automatiques ou partiellement
automatiques permettant l’analyse quantitative de formes des structures sur ces pièces calcifiées.
Plusieurs travaux ont été effectués : (1) une boîte à outils pour le filtrage des images, (2) des
méthodes de détection et de modélisation des stries de croissance, par modèles déformables, par
construction de graphe, ou par système multi-agents, (3) une méthode d’extraction automatique de la
loi de croissance biologique par analyse temps-fréquence, (4) une méthode de reconstruction de la
morphogenèse par approche variationnelle, et (5) des outils monodimensionnels d’extraction d’indices
structuraux sur les images de statolithes.
Perspectives
Des voies d’investigations sont en cours dans le cadre de l’ANR OTOCAL-2006
‘‘l’otolithométrie au service de l’écologie marine, une approche mécaniste et modélisation numérique
de l’archive biologique’’ ; d’autres sont envisagées dans le cadre du projet TEMIS ‘‘Techniques et
Méthodes Innovantes au service du développement durable du Secteur halieutique’’ , projet du pôle
mondial MER.
II.1.2.4.2. Analyse de colonies cellulaires pour la toxicologie
Les microbiologistes s’intéressent depuis de nombreuses années à la toxicologie et à
l’analyse in vitro des cellules hématopoïétiques en vue d’évaluer les effets des contaminations sur les
humains. Il s’agit de l’étude in vitro de l’effet de différentes molécules sur les cellules qui vont se
diviser et se différencier pour donner les cellules sanguines matures circulantes (les globules blancs
qui assurent les défenses anti-infectieuses, les globules rouges qui assurent le transport de l’oxygène
et les plaquettes qui interviennent dans la coagulation). Ces cellules sont particulièrement sensibles à
l’action de molécules toxiques. L’utilisation de cultures cellulaires in vitro en milieu semi-solide (la
prolifération cellulaire s’effectue en 3 dimensions) permet de déterminer simplement, rapidement et à
un faible coût l’effet toxique de nombreux composés. Au terme de 12 jours d’incubation, les cultures
de cellules qui donneront des plaquettes (CFU-Mk) sont déshydratées et fixées. Les cellules sont
identifiées par coloration spécifique. Les CFU-Mk apparaissent alors comme des agrégats de cellules
roses au noyau bleu. Ceux-ci sont ensuite dénombrés au microscope inversé et réparties en 3
catégories en fonction de leur taille : Microclusters : composés de 3 à 19 cellules, Macroclusters :
composés de 20 à 49 cellules, et Colonies : composées de plus de 50 cellules.
L’effet toxique d’une molécule peut s’exprimer par une diminution ou une augmentation du
nombre total d’agrégats observés mais également par une modification de la répartition des agrégats
dans les 3 catégories par rapport à une culture ‘‘témoin’’.
Le dénombrement des agrégats est une étape délicate. Il est difficile pour l’expérimentateur
de rester constant dans les critères de lecture tout au long d’une série qui peut comporter un grand
nombre d’échantillons; aussi différents expérimentateurs lisant les mêmes cultures n’arriveront pas
forcément à un même résultat. De plus, la forme et la taille des cellules sont variables selon leur degré
de maturité.
Il est donc important de rechercher des méthodes permettant l’amélioration de la lecture et de
l’interprétation des données brutes. L’automatisation et l’utilisation du traitement d’images
représentent une voie d’objectivation qui a semblé intéressante et qui a bénéficié du soutien d’un
réseau européen de laboratoires travaillant sur l’hématopoïèse.
Plusieurs travaux ont été effectués: (1) mise en place d’un banc d’acquisition d’images et
développement d’une plate-forme de lecture motorisée pour le microscope, avec un algorithme de
construction de mosaïque d’images, (2) développement d’une première méthode de détection et de
classification d’amas cellulaires utilisant un modèle de synthèse de la répartition cellulaire, (3)
développement d’une seconde méthode de détection et de classification utilisant l’apprentissage
statistique et les Machines à Support de Vecteur SVM.
Perspectives
Le milieu de culture des cellules hématopoïétiques étant semi-solide, les clones se
répartissent non seulement de façon horizontale, mais également dans l’épaisseur du milieu de
culture. Pour quantifier les clones et les identifier, il est donc nécessaire non seulement d’évaluer le
nombre de cellules constitutives du clone, la façon dont elles sont disposées dans le plan horizontal,
mais il est également nécessaire d’évaluer leur répartition dans l’épaisseur du milieu de culture. Avant
que le système soit opérationnel pour une analyse en routine, une mesure tridimensionnelle doit alors
être envisagée.
II.1.3. Domaines d’expertise
Le RESO a acquis au cours des dix dernières années des compétences utiles pour l’étude
des télécommunications optiques et des systèmes de vision.
Composants optoélectroniques et acousto-optiques
Tout d’abord une partie importante de l’effort de recherche a porté sur les composants
optoélectroniques : compréhension des phénomènes physiques internes, linéaires et non-linéaires,
ainsi que de leur influence sur les caractéristiques spectrales ou temporelles. Ces investigations se
sont appuyées sur les caractérisations électriques et optiques réalisées au laboratoire sur des
composants fournis dans le cadre de contrats par des partenaires industriels. L’influence de l’émission
spontanée, les conditions de franchissement de seuil, les performances en modulation, l’accordabilité,
… sont quelques-unes des études qui ont été menées sur des structures variées de lasers à semiconducteurs (FP, DFB, DBR, VCSELs, …) mono ou multiélectrodes. Les propriétés non-linéaires des
amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AOSC en français, ou plus couramment SOA en anglais)
ont fait l’objet d’une attention particulière. En effet, leur exploitation permet de disposer d’un
composant multifonctionnel, caractère original par rapport à d’autres types d’amplificateurs.
L’interaction acousto-optique a donné lieu à des comparaisons entre les propriétés des matériaux
(TeO2, AsGa, …) : vitesse de propagation, efficacité, …, essentiellement orientées vers les propriétés
de déflexion et de séparation de faisceaux.
Modélisation
Le laboratoire développe une activité soutenue de modélisation et de simulation à deux
niveaux, suivant qu’il s’agisse d’explorer des pistes nouvelles (long terme) ou d’orienter des recherche
en cours (court terme), en particulier expérimentales. Des logiciels ont été développés au RESO, dans
d’autres cas ce sont des modèles qui ont été créés et implantés dans des logiciels existants.
Une technique très intéressante a été développée, celle des matrices de transfert étendues.
Elle permet d’aborder de façon simple des problèmes complexes faisant intervenir différents milieux,
sections, couches, … La description de l’évolution des paramètres à travers une succession de
différents milieux et interfaces est grandement facilitée par l’utilisation de ces matrices qui permettent
de traiter plusieurs paramètres de natures différentes et un nombre quelconque de sections. Cette
méthode a montré son efficacité pour expliquer le fonctionnement des lasers à semi-conducteurs ou
d’autres composants optiques. Des structures variées peuvent être considérées.
L’aspect temporel n’est pas négligé puisque des simulations ont été conduites pour examiner
l’évolution d’impulsions optiques rapides à travers un semi-conducteur (laser ou amplificateur
optique).
Les membres du RESO ont très tôt développé des modèles de lasers à semi-conducteurs et
d’amplificateurs à semi-conducteurs, afin de les implanter dans des logiciels du commerce initialement
spécialisés dans le domaine des circuits micro-ondes. L’intérêt est de pouvoir se concentrer sur la
description des nouveaux composants à l’étude, éventuellement dans un environnement constitué de
composants plus classiques dont les modèles figurent déjà en bibliothèque. Un deuxième intérêt est
bien sûr de bénéficier des méthodes numériques et des interfaces utilisateurs déjà existants. Ces
outils permettent de simuler des fonctions réalisées à partir de plusieurs composants.
D’autres outils de simulation ont été développés ou sont utilisés au laboratoire. C’est le cas
par exemple pour les composants acousto-optiques ou les systèmes de transmission en particulier
WDM.
Fonctions à base d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs ou à base de cellules
acousto-optiques
Le laboratoire s’intéresse tout particulièrement à la conception et à la réalisation de fonctions
optoélectroniques ou optiques dans le contexte des communications par fibre, du radar, ou de
l’environnement marin. Il s’agit de repenser certaines fonctions qui, jusqu’à maintenant, sont réalisées
en grande partie sous forme électronique et qui de ce fait, bien que très performantes sur bien des
aspects, présentent certaines limitations. Le RESO a acquis une bonne expertise en ce qui concerne
des fonctions telles que l’amplification, la détection, la commutation, …
Pour les communications optiques, l’idée générale est de montrer qu’il y a un intérêt à réaliser
certaines opérations de mise en forme et certains traitements élémentaires du signal directement sous
forme optique pour éviter une double conversion optique-électrique puis électrique-optique. En ce qui
concerne certains systèmes embarqués comme les radars aéroportés, il s’agit de faire migrer des
fonctions actuellement réalisées à base de technologies hyperfréquences vers des fonctions réalisées
à base de technologies optiques et optoélectroniques, et ceci pour des raisons d’encombrement et de
poids.
Traitement du Signal et de l’Image
Le RESO a acquis une certaine expertise dans le domaine du traitement du signal et
de l’image au service des sciences du vivant, de la santé et de l’environnement. C’est par exemple le
cas pour la détermination de l’âge et des paramètres de croissance d’animaux aquatiques, par
analyse d’images d’otolithes et de statolithes. Des systèmes multi-agents ont été utilisés pour mettre
en évidence des éléments caractéristiques des images. De même, des méthodes spatiales ou
fréquentielles ont été développées pour la classification de colonies de cellules dans le domaine de la
sécurité alimentaire.
Utilisation des crédits sur les quatre dernières années
Les quatre dernières années ont été rendues difficiles financièrement par l’ « oubli » d’inclure
le RESO dans le projet FOTON faisant suite au projet GISO2 dans lequel le RESO figurait. Le RESO
n’a donc bénéficié d’aucun des crédits CPER, ceux-ci étant réservés essentiellement, dans la
thématique intéressant le RESO, à l’accueil d’anciens personnels du CNET / France Télécom dans
l’Enseignement Supérieur et dans le GET.
La politique suivie par le RESO a mis l’accent sur la réductions des coûts, afin d’optimiser
l’utilisation des crédits pour l’achat d’équipements. La participation aux conférences a du être limitée.
Beaucoup de temps a été passé à rechercher des partenariats et des financements, parfois non
directement liés à une activité de recherche (THALES Underwater Systems, …).
Cette politique a porté ses fruits dans la dernière partie de la période du CPER. En effet :
• du matériel performant a pu être acquis grâce à l’achat d’appareils quasiment neufs
mais dont les prix avaient nettement chuté après l’éclatement de la bulle Télécom,
• l’initiative du RESO et de la composante FOTON de Télécom Bretagne de créer la
plate-forme technologique PERDYN, actée lors de la réunion du CIADT en décembre
2003, a permis l’achat et la mise en commun de nouveaux matériels coûteux, ce qui a
permis de franchir un nouveau pas dans le rajeunissement et la mise à niveau du parc
expérimental,
• de nouvelles relations ont été nouées avec par exemple des unités de recherche de
THALES et d’ALCATEL en particulier, ainsi qu’avec leur laboratoire commun 3-5 lab.
Dans le même temps, les relations avec le centre principal de recherche d’IFREMER
ont été confortées,
• des collaborations scientifiques ont été menées avec les laboratoires voisins avec le
souci de renforcer les actions de politique locale et régionale : UBO (LEST, LSOL,
ESMISAB), ENSTBr (FOTON, LEST, et dans une certaine mesure TAMCIC),
UR1/ENSSAT (FOTON), INSA de Rennes (FOTON),
elles se sont concrétisées aussi par la création de GIS (GRIFIS, PONANT, ALLIANCE) et le
dépôt conjoint du projet PONANT dans le cadre des demandes du CPER 2007-2013.
Exemples de matériel achetés :
21 464 €
ANRITSU S.A. - Analyseur de spectre optique, Multimètre + sonde optiques
17 352 €
AA OPTO ELECTRONIQUE - Cellule acousto-optique
9 432 €
PHOTLINE Technologie - Modulateur LiNbO 12 GHz
14 330 €
Sté OPTON LASER International - Source large bande SLD matériel d'optique
8 549 €
ABSYS SA - Matériel d'optique filtre, SOA INPHENIX convertisseur
9 351 €
OPTOPRIM - Caméra linéaire SENSORS LIMITED
19 126 €
FC EQUIPEMENTS - Analyseur de taux d’erreurs 12,5 Gb/s
5 000 €
Analyseur de spectre optique DWDM bande C
7 000 €
Filtres accordables, bande S+C
3 000 €
SOA rapide
3 000 €
Amplificateurs électriques
10 000 €
Composants optiques divers : circulateurs, atténuateurs, isolateurs, coupleurs
15 000 €
Banc de caractérisation polarimétrique
8 000 €
Equipements électriques : alimentations de lasers, alimentations de tension et
de courant,
mélangeur
II.2 - Bilan sur les quatre dernières années concernant :
N. B. :
Lorsque des co-publications sont citées, le nom de l’auteur membre de l’unité sera souligné.
En ce qui concerne les enseignants-chercheurs ou chercheurs récemment intégrés dans
l’unité, seules les publications effectuées dans le cadre de l’unité seront mentionnées.
Les publications des docteurs seront codifiées (code + n° d’ordre) et regroupées à l’intérieur
de chaque rubrique, de façon à pouvoir reporter les références des plus significatives sur le tableau
1.3.9 Liste des thèses soutenues. Les publications majeures des EC et chercheurs seront
mentionnées sur leur fiche d’activité individuelle.
II.2.1 Articles dans des revues avec comité de lecture (ACL)
•
internationales
R. TAHRI, C. LETROU, V. FOUAD HANNA, "Beam launching method for propagation
modeling in multipath contexts", Microwave and Optical Technology Letters, October 2002,
pp. 6-10
ACLi-2.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, M. GUEGAN, B. PUCEL, "All-optical logic NOR gate using two
cascaded semiconductor optical amplifiers", IEEE Photonics Technology Letters, October
2002, vol. 14, n° 10, pp. 1439-1441
ACLi-3.
J. LE BIHAN, "Efficient recursive relations and accurate algebraic expressions for
computing the extrema of (sinx/x)r", Electronics Letters, 7th November 2002, Vol. 38, No.
23, pp. 1485-1486
ACLi-4.
A. GUILLAUD, A. BENZINOU, H. TROADEC, V. RODIN, J. LE BIHAN, "Autonomous
agents for edge detection and continuity perception on otolith images", Image and Vision
Computing, vol. 20, n° 13-14, December 2002, pp. 955-958
ACLi-5.
Y. BOUCHER, A. G. DERYAGIN, V. I. KUCHINSKII, G. S. SOKOLOVSKII, "Nearthreshold spectral and modal characteristics of a curved-grating quantum-well distributedfeedback laser (c-DFB)", Nanotechnology, vol. 14, 2003, pp. 615-618
ACLi-6.
L. LE FLOC’H, V. QUINTARD, J.-F. FAVENNEC, Y. BOUCHER, "Spectral properties of a
periodic NxN network of interconnected transmission lines", Microwave and Optical
Technology Letters, vol. 37, (4), pp. 255-259, May 20, 2003
ACLi-7.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, M. GUEGAN, "Demonstration of an all-optical logic OR gate
using gain saturation in an SOA", Microwave and Optical Technology Letters, vol. 39, issue 1,
October 2003, pp. 39-42
ACLi-8.
A. V. KIMEL, R. V. PISAREV, A. A. RZHEVSKIY, U. E. KALININ, A. V. SITNIKOV, O. V.
STOGNEY, F. BENTIVEGNA, Th. RASING, "Magneto-optical study of granular Si oxide films
with embedded CoNbTa ferromagnetic particles", Physics of the Solid State 45 (2), 2003, pp.
238-286 [translated from Fizika Tverdogo Tela 45 (2), 2003, 269]
ACLi-9.
V. RODIN, A. BENZINOU, A. GUILLAUD, J. TISSEAU, J. LE BIHAN, "An immune
oriented multi-agent system for biological image processing", Pattern Recognition, Elsevier,
vol. 37, n° 4, April 2004, pp. 631-645
ACLi-10.
A. SHARAIHA, A. HAMIE, "Comprehensive analysis of two cascaded semiconductor
optical amplifiers for all-optical switching operation", IEEE/OSA J. Lightwave Technology, vol.
22, n° 3, March 2004, pp. 850-858
ACLi-11.
A. PERENNOU, V. QUINTARD, Y. MEVEL, J. LE BIHAN, "Intermodulation product effects
upon the working of a phased array transducer acousto-optic switch", Optical Engineering,
vol. 43, n° 5, May 2004, pp. 1042-1050
ACLi-12.
Y. BOUCHER, A. G. DERYAGIN, V. I. KUCHINSKII, G. S. SOKOLOVSKII, "Thresholdcrossing and spectral properties of a curved-grating distributed Bragg reflector quantum-well
laser (c-DBR)", Semiconductor Science and Technology, 19, 2004, pp. 1-5
ACLi-13.
A. ZATNI, J. LE BIHAN, D. KHATIB, M. ELHAZITI, "Accordability and linewidth of a
three electrode DBR laser", Physical and Chemical News, vol. 19, September 2004, pp. 77-84
ACLi-14.
Y. PIEDERRIERE, J. LE MEUR, J. CARIOU, J. F. ABGRALL, M. T. BLOUCH, "Particle
aggregation monitoring by speckle size measurement; application to blood platelets
aggregation", Optics Express, Vol. 12, No. 19, pp. 4596-4601 (2004)
ACLi-15.
A. BENZINOU, Y. HOJEIJ, A.-C. ROUDOT, "Digital image analysis of hematopoietic
clusters", Computer Methods and Programs in Biomedicine, vol. 77, n° 2, 121-127, February
2005
ACLi-1.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, F. GINOVART, "Comparison between co- and counterpropagative optical injection near the transparency wavelength on SOA static and dynamic
performances", Optics Communications, vol. 246 / 1-3, 2005, pp. 67-71
ACLi-17.
R. TAHRI, D. FOURNIER, S. COLLONGE, G. ZAHARIA, G. EL ZEIN, "Efficient and fast
Gaussian beam-tracking approach for indoor-propagation modeling", Microwave and Optical
Technology Letters, vol. 45, n° 5, 5 June 2005, pp. 378-381
ACLi-18.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, M. GUEGAN, J. LE BIHAN, "All-optical inverted and noninverted wavelength conversion using two cascaded semiconductor optical amplifiers", IEEE
Photonics Technology Letters, vol. 17, n° 6, June 2005, pp. 1229-1231
ACLi-19.
A. FERNANDEZ, P. MOREL, J. W. CHI, "Temporal and spectral properties of contrapropagating picosecond optical pulses in SOA", Optics Communications, Vol. 259, 15 March
2006, pp. 465-469
ACLi-20.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, "Crosstalk Pattern Penalty Reduction at 2.5 Gb/s in an SOA
Employing an Assist Light around Gain Transparency", Optics Communications, vol. 261,
2006, pp. 240-244
ACLi-21.
P. MOREL, A. SHARAIHA, R. BRENOT, B. THEDREZ, "Wideband gain and noise figure
modelling in SOA", Special Issue of Optical and Quantum Electronics on Optical Waveguide
Theory and Numerical Modelling, vol. 38, nos 1-3, January 2006, pp. 231-236
ACLi-22.
Y. BOUCHER, L. LE FLOC’H, V. QUINTARD, J.-F. FAVENNEC : "“Canonical alpinism” and
“canonical surf-riding”: a universal tool for normalised parametric analysis of onedimensional periodic structures", Special Issue of Optical and Quantum Electronics on Optical
Waveguide Theory and Numerical Modelling, vol. 38, nos 1-3, January 2006, pp. 203-207
ACLi-23.
A. SHARAIHA, J. TOPOMONDZO, P. MOREL, "All-optical AND-NOR gate with three
inputs based on cross gain modulation in a semi-conductor optical amplifier", Optics
Communications, n° 265, 2006, pp. 322-325
ACLi-24.
H. TEIMOORI, J. D. TOPOMONDZO, C. WARE, H. SOTO, D. ERASME, "All-Optical HalfAdder using a Single UNI Gate", Optics Communications, accepted
ACLi-25.
A. BENZINOU, Y. HOJEIJ, Y. SIBIRIL, A.-C. ROUDOT, "Hæmatopoietic cell clusters
quantification using image analysis", Biomedical Signal Processing and Control, accepted
ACLi-26.
F. GINOVART, M. AMAYA, A. SHARAIHA, “Semiconductor optical amplifier studies
under optical injection at the transparency wavelength”, IEEE Journal of Lightwave
Technology, accepted
ACLi-27.
Y. G. BOUCHER, "Theoretical investigation of amplified spontaneous emission in an
active structure by extended (3x3) transfer matrix formalism: the case of a non-uniform
longitudinal distribution of emitters", Journal of the European Optical Society, accepted
ACLi-16.
•
nationales
A. ZATNI, D. KHATIB, J. LE BIHAN, M. ELHAZITI, "Analysis of the spectral stability of a
three phase shift DFB laser (3PS-DFB)", Annales des Télécommunications, vol. 59, n° 9-10,
Sept.-Oct. 2004, pp. 1031-1044
ACLn-2.
A. ZATNI, M. ELHAZITI, D. KHATIB, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, "Study of the short
pulse generation of a three quarter wave shift DFB laser (3QWS-DFB)", Annales des
Télécommunications, May/June 2005, vol. 60, n° 5-6, pp. 698-718
ACLn-1.
II.2.2
Articles dans des revues sans comité de lecture (SCL)
II.2.3
Conférences invitées (INV)
A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, A. HAMIE, "All-optical functions based on cross gain
modulation in cascaded semiconductor optical amplifiers", International Symposium on
Microwave and Optical Technology (ISMOT), Ostrava, Czech Republic, August 11-15, 2003
INV-2.
A. SHARAIHA, "Semiconductor optical amplifiers for future optical networks", IEEE 1st
International Conference on Information and Communication Technologies : from Theory to
Applications (ICTTA’04), Damascus, Syria, April 19-23, 2004
INV-3.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, "Evaluation of BER and WDM crosstalk penalty
at 2.5 Gb/s in an SOA by holding beam injection around transparency wavelength", IEEE 2nd
Applications (ICTTA’06), Damascus, Syria, April 24-28, 2006, Invited Paper
INV-1.
II.2.4
•
Communications avec actes (ACT)
internationales
Y. MEVEL, V. QUINTARD, A. PERENNOU, H. W. LI, J. LE BIHAN, "Characterization of a
2x2 optical switch using an acousto-optic cell with phased array transducers", Photonics
Fabrication Europe, Brugge, Belgium, 28 October - 1 November, 2002, Proc. SPIE, vol. 4946,
pp. 192-200
ACTi-2.
J. LE BIHAN, "Analytical approximation of normalised diode equation with highly
improved accuracy", IEEE/IEE/IOP International Workshop on High Performance Electron
Devices for Microwave and Optoelectronic Applications (EDMO'2002), Manchester, UK,
November 18-19, 2002
ACTi-3.
A. V. KIMEL, R. V. PISAREV, F. BENTIVEGNA, Th. RASING, "Ultrafast optical
spectroscopy of hexagonal manganites RMnO3 (R = Y, Er, Sc)", Proceedings of the Fourth
Conference on Magnetoelectric Interaction Phenomena in Crystals (MEIPIC- 4), Ferroelectrics
279, 135-146 (2002)
ACTi-4.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, M. GUEGAN, B. PUCEL, J. LE BIHAN, "All-optical switching
and NOR functions based on two cascaded semiconductor optical amplifiers in a counterpropagating topology", SPIE Photonics West, 25-31 January 2003, San Jose, CA, USA
ACTi-5.
Y. MEVEL, C. BOUDER, V. QUINTARD, A. PERENNOU, J. LE BIHAN, "Experimental
characterizations of a multi-transducer acousto-optic switch", EOS International Conference
on Advances in Acousto-Optics (AAO'2003), Szczyrk, Poland, 24-28 February 2003, pp. 104109
ACTi-6.
J. LE BIHAN, "Z-Transform application for fast computation of the (sinx/x)r function’s
extrema", International Workshop on Electronics, Control, Measurement and Signals (ECMS),
Liberec, Czech Republic, June 2-4, 2003
ACTi-7.
J. LE BIHAN, "Extrema of the (sinx/x)r function", IEEE International Conference on
Industrial Automation (ICIA), Montreal, Canada, 9-11 June, 2003
ACTi-8.
A. SHARAIHA, A. HAMIE, "Cross gain modulation analysis in two cascaded
semiconductor optical amplifiers", International Conference on Lasers and Electro-Optics
(CLEO Europe), CC2W, Munich, Germany, 23-27 June 2003
ACTi-9.
Y. BOUCHER, G. S. SOKOLOVSKII, "Near-threshold spectral and spatial characteristics
of a curved-grating distributed Bragg reflector laser (c-DBR)", CC4W, International
Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Europe), Munich, Germany, 23-27 June 2003
ACTi-10.
B. VIALLET, E. DARAN, G. LACOSTE, F. CARCENAC, Y. BOUCHER, "Conception and
realisation of a 1.3 µm grating-based Nd(3+)-doped optical amplifier", CM4-5, International
Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Europe), Munich, Germany, 23-27 June 2003
ACTi-11.
Y. BOUCHER, A. G. DERYAGIN, V. I. KUCHINSKII, G. S. SOKOLOVSKII, "Thresholdcrossing and near-threshold spectral and spatial characteristics of a curved-grating quantumwell distributed Bragg reflector laser (c-DBR)", 12e International Symposium on
Nanostructures : Physics and Technology (NANO2003), St Petersburg, Russia, June 2003
ACTi-12.
A. ALS, R. NGAH, Z. GHASSEMLOOY, G. SWIFT, J. CHI, "Simulation of an all-optical
recirculating fibre loop buffer employing a symmetric Mach-Zehnder (SMZ) switch", World
Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI’2003), Orlando, Florida,
USA, July 27-30, 2003
ACTi-13.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, T. RAMPONE, "Influence on dynamic behavior in an SOA in
presence of assist light at gain transparency", International Symposium on Microwave and
Optical Technology (ISMOT), Ostrava, Czech Republic, August 11-15, 2003
ACTi-14.
A. PERENNOU, V. QUINTARD, Y. MEVEL, J. LE BIHAN, "Optical packet processing by
using acousto-optic switching in telecommunication networks", World Congress on
Ultrasonics (WCU2003), Paris, France, 7-10 September 2003
ACTi-15.
D. LE GUEN, A. MANSOUR, "Automatic recognition algorithm for digitally modulated
signals based on statistical approach in time-frequency domain", 6th Baiona Workshop on
Signal Processing in Communications, Baiona, Spain, 08-10 September 2003
ACTi-16.
R. FABLET, A. BENZINOU, "Robust time-frequency model estimation in otolith images
for fish age and growth analysis", IEEE International Conference on Image Processing (ICIP),
Barcelona, Spain, 14-17 September 2003
ACTi-17.
Y. BOUCHER, E. DROUARD, L. ESCOUBAS, F. FLORY, "One-dimensional transfer matrix
formalism with localized losses for fast designing of quasi-periodic waveguide filters", SPIE
Conference on Optical System Design - Optical Design and Engineering, Saint-Etienne,
France, September 30 - October 3rd, 2003, published in Optical Design and Engineering,
Proceeding of SPIE, Vol. 5249, pp. 636-647, 2004
ACTi-18.
A. BENZINOU, Y. HOJEIJ, A.-C. ROUDOT, J. LE BIHAN, "Automatic analysis of
hematopoietic cellular images for food toxicology", International Conference on Applied
Numerical Methods, Beyrouth, Liban, 14-15 November 2003
ACTi-19.
J. LE BIHAN, "An efficient numerical method based on Z-Transform for accurate
calculation of the extrema of the sinc function successive powers", International Conference
on Applied Numerical Methods, Beyrouth, Liban, 14-15 November 2003
ACTi-1.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, "Réponses statiques et dynamiques de la mise
en cascade de deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs", International Conference
on Applied Numerical Methods, Beyrouth, Liban, 14-15 November 2003
ACTi-21.
A. ZATNI, J. LE BIHAN, A. SHARAIHA, D. KHATIB, "FM and AM Responses of a Threeelectrode DBR Laser Diode", IEEE 1st International Conference on Information and
Communication Technologies : from Theory to Applications (ICTTA’04), Damascus, Syria,
April 19-23, 2004
ACTi-22.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, "SOA performances in presence of an assist
light at gain transparency wavelength in co- and in counter-propagative direction", IEEE 1st
Applications (ICTTA’04), Damascus, Syria, April 19-23, 2004
ACTi-23.
F. BENTIVEGNA, F. BOULVERT, M. GUEGAN, B. BOULBRY, A. SHARAIHA, M. TARIAKI,
F. PELLEN, B. LE JEUNE, Y. BOUCHER, "Polarimetric analysis of a semiconductor optical
amplifier based on the Mueller-Stokes formalism", SPIE’s International Symposium Photonics
Europe, Strasbourg, France, 26-30 April 2004, paper published in SPIE Proceedings Series
5452 (2004)
ACTi-24.
C. BRINGER, V. BARDINAL, E. DARAN, T. CAMPS, Y. BOUCHER, C. FONTAINE,
"Detection of lateral spontaneous emission for VCSEL monitoring", SPIE's International
Symposium Photonics Europe, "Micro-Optics, VCSELs, and Photonic Interconnects",
Strasbourg, France, 26-30 April 2004, paper published in SPIE Proceedings Series 5452
(2004)
ACTi-25.
Y. G. BOUCHER, S. BLIN, P. BESNARD, G. M. STEPHAN, "Transfer function of a singlemode semiconductor laser across threshold", SPIE's International Symposium Photonics
Europe, "Semiconductor Lasers and Laser Dynamics", Strasbourg, France, 26-30 April 2004,
extended paper, "Generalized transfer function of a single-mode semiconductor laser across
threshold: a self-consistent analysis", published in SPIE Proceedings Series 5452 (2004)
ACTi-26.
L. LE FLOC’H, V. QUINTARD, J.-F. FAVENNEC, Y. BOUCHER, "Two-dimensional discrete
photonic crystals of finite size", SPIE's International Symposium Photonics Europe, "Photonic
Crystal Materials and Nanostructures", Strasbourg, France, 26-30 April 2004, paper published
in SPIE Proceedings Series 5452 (2004)
ACTi-27.
R. TAHRI, S. COLLONGE, G. ZAHARIA, G. EL ZEIN, V. FOUAD HANNA, "A new 3D
gaussian beam tracking model – Application to indoor propagation at millimetric waves",
International Microwave Symposium (IMS2004), Fort Worth, TX, USA, June 06-11, 2004
ACTi-28.
A. BENZINOU, D. LE GUEN, R. FABLET, H. TROADEC, C. DONCARLI, J. LE BIHAN,
"Toward an automatic estimation of individual fish growth", 3rd International Symposium on
Fish Otolith Research and Application, 11-16 July 2004, Queensland, Australia
ACTi-29.
R. FABLET, A. BENZINOU, "Can fish age and growth be actually estimated
automatically using 1D ou 2D techniques ? The case of Plaice (Pleuronectes platessa)", 3rd
International Symposium on Fish Otolith Research & Application, 11-16 July 2004,
Queensland, Australia
ACTi-30.
J. LE BIHAN, "Simple expressions for the locations and amplitudes of the extrema of
the (sinx/x)r function", IEEE/IEE Communication Systems, Networks, and Digital Signal
Processing (CSNDSP 2004), Newcastle, UK, 20-22 July 2004
ACTi-31.
Y. PIEDERRIERE, J. CARIOU, Y. GUERN, G. LE BRUN, B. LE JEUNE, J. LOTRIAN,
“Speckle applications to the biophysical parameters applications”, Meeting Photon Correlation
and Scattering Amsterdam, The Netherland, August 2004
ACTi-32.
R. FABLET, N. LE JOSSE, A. BENZINOU, "Automatic fish age estimation from otolith
images using statistical learning", 17th International Conference on Pattern Recognition
(ICPR'2004), 23-26 August 2004, Cambridge, United Kingdom
ACTi-33.
A. FERNANDEZ, P. MOREL, J. W. CHI, "Temporal and spectral reshaping of picosecond
optical pulses induced by face-to-face collision inside semiconductor amplifiers",
Semiconductor and Integrated Opto-Electronics Conference (IOP SIOE'2005), Cardiff, UK,
March 21-23, 2005
ACTi-34.
M. AMAYA, P. MOREL, A. SHARAIHA, "Noise figure evaluation in semiconductor optical
amplifiers employing an assist light at transparency", Semiconductor and Integrated OptoElectronics Conference (IOP SIOE'2005), Cardiff, UK, March 21-23, 2005
ACTi-35.
T. RAMPONE, B. PUCEL, A. SHARAIHA, J. CHAZELAS, "All-optical frequency
downconversion using cross-gain modulation in SOA", Semiconductor and Integrated OptoElectronics Conference (IOP SIOE'2005), Cardiff, UK, March 21-23, 2005
ACTi-36.
R. TAHRI, S. COLLONGE, G. ZAHARIA, G. EL ZEIN, "A Gaussian beam tracking
algorithm for indoor propagation modeling", European Conference on Propagation and
Systems, Brest, France, 15-18 March 2005
ACTi-37.
Y. BOUCHER, "Extended matrix modelling of amplified spontaneous emission in an
active directional coupler", European Conference on Integrated Optics (ECIO’05), Grenoble,
France, 6-8 April 2005
ACTi-20.
Y. BOUCHER, L. LE FLOC’H, V. QUINTARD, J.-F. FAVENNEC, "« Canonical alpinism »
and « canonical surf-riding » : a universal tool for normalised parametric analysis of onedimensional periodic structures", International Conference on Optical Waveguide Theory and
Numerical Modelling (OWTNM’05), Grenoble, France, 8-9 April 2005
ACTi-39.
P. MOREL, A. SHARAIHA, R. BRENOT, B. THEDREZ, “Wideband gain and noise figure
modelling in SOAs”, International Conference on Optical Waveguide Theory and Numerical
Modelling (OWTNM’05), Grenoble, France, 8-9 April 2005
ACTi-40.
G. S. SOKOLOVSKII, I. M. GADJIEV, A. G. DERYAGIN, V. V. DUDELEV, V. I.
KUCHINSKII, E. U. RAFAILOV, W. SIBETT, Y. G. BOUCHER, "Self-focused broad area DBR
laser diodes", International Conference on Lasers, Applications and Technologies (ICONO/LAT
2005), Saint-Petersburg, Russia, 11-15 May 2005
ACTi-41.
J. TOPOMONDZO, H. TEIMOORI, D. ERASME, H. SOTO, "Novel scheme for all-optical
XOR and NOTXOR implementation based on an ultrafast nonlinear interferometer", Photonics
Prague, Prague, Czech Republic, 8-11 June 2005
ACTi-42.
J. TOPOMONDZO, D. ERASME, E. ALVAREZ, H. SOTO, "Experimental determination of
coupling coefficient in semiconductor optical amplifier subjected to the cross polarization
modulation", Photonics Prague, Prague, Czech Republic, 8-11 June 2005
ACTi-43.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, M. ZOAETER, "All-optical non-inverted
wavelength conversion based on cross gain modulation in semiconductor optical amplifiers",
Quantum Electronics & Laser Science Conference (CLEO Europe / EQEC), Munich, Germany,
12-17 June 2005
ACTi-44.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, F. GINOVART, T. RAMPONE, S. FEVE, M. GAY, "Effects of
assist light injection at gain transparency wavelength on transmission and performances of
SOAs", Quantum Electronics & Laser Science Conference (CLEO Europe / EQEC), Munich,
Germany, 12-17 June 2005
ACTi-45.
A. SHARAIHA, J. TOPOMONDZO, J. LE BIHAN, "Three input all-optical logic gate ANDNOR based on cross-gain modulation in semiconductor optical amplifiers", Quantum
Electronics & Laser Science Conference (CLEO Europe / EQEC), Munich, Germany, 12-17 June
2005
ACTi-46.
D. TREGOAT, L. QUETEL, P. LE BOUDEC, B. PUCEL, T. BOURGERETTE, N. FERCHAUD,
“In-situ optical fiber sensors for temperature and salinity monitoring”, IEEE Oceans’05
Europe, Brest, France, 20-23 June 2005
ACTi-47.
A. SHARAIHA, M. AMAYA, J. LE BIHAN, "Semiconductor optical amplifiers dynamic
properties in presence of continuous wave holding beam", International Symposium on
Microwave and Optical Technology (ISMOT’2005), Fukuoka, Japan, 22-25 August 2005
ACTi-48.
A. SHARAIHA, M. AMAYA, J. LE BIHAN, "Improvement of semiconductor optical
amplifier dynamic behaviour by assist light injection", IEE London Communication
Symposium (IEE LCS 2005), London, UK, 08-09 September 2005
ACTi-49.
A. SHARAIHA, P. MOREL, M. AMAYA, M. GUEGAN, T. RAMPONE, B. PUCEL, A. HAMIE,
J. LE BIHAN, “Semiconductor optical amplifier equivalent electrical circuit modelling for mixed
network applications”, Simulation Tools for Research and Education in Optical Networks
Symposium (STREON 2005), Brest, France, 26-27 October 2005
ACTi-50.
P. PIRASTEH, Y. G. BOUCHER, J. CHARRIER, Y. DUMEIGE, "New approach based on
transfer matrix formalism to characterize porous silicon layers by reflectometry",
International Conference on Porous Semiconductors : Science and Technology (PSST),
Barcelona, Spain, March 12-17, 2006
ACTi-51.
Y. G. BOUCHER, Y. DUMEIGE, L. GHISA, P. FERON, "Extended transfer function of
nonlinear active semiconductor microring resonators", Conference on Integrated Optics,
Silicon Photonics, and Photonic Integrated Circuits, SPIE Photonics Europe Symposium,
Strasbourg, France, 3-7 April 2006
ACTi-52.
Y. G. BOUCHER, "Fundamentals of Couplonics", Conference on Photonic Crystal
Materials and Devices, part of the SPIE Photonics Europe Symposium, Strasbourg, France, 37 April 2006
ACTi-53.
M. TARIAKI, J. TOPOMONDZO, F. BOULVERT, F. BENTIVEGNA, M. GUEGAN, A.
SHARAIHA, F. PELLEN, B. LE JEUNE, "Spectro-polarimetric analysis of the amplified
spontaneous emission in a semiconductor optical amplifier", Semiconductor and Integrated
Opto-Electronics Conference (IOP SIOE'2005), Cardiff, UK, April 10-12, 2006
ACTi-54.
Y. G. BOUCHER, A.-F. FARES, "Analysis and design of an active integrated MachZehnder Interferometer with Semiconductor Optical Amplifiers and external feedback loop for
all-optical self-switching", IEEE 2nd International Conference on Information and
Communication Technologies : from Theory to Applications (ICTTA’06), Damascus, Syria,
April 24-28, 2006
ACTi-55.
A. HAMIE, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, A. HAMZE, "Realization of all-optical inverted
and non-inverted wavelength conversion using semiconductor optical amplifiers at the same
output", IEEE 2nd International Conference on Information and Communication Technologies
: from Theory to Applications (ICTTA’06), Damascus, Syria, April 24-28, 2006
ACTi-38.
F. GINOVART, M. AMAYA, A. SHARAIHA, "Wavelength dependence of semiconductor
optical amplifier gain recovery time with optical injection at the transparency wavelength",
IEEE 2nd International Conference on Information and Communication Technologies : from
Theory to Applications (ICTTA’06), Damascus, Syria, April 24-28, 2006
ACTi-57.
A. BENZINOU, Y. HOJEIJ, A.-C. ROUDOT, "Automatic cellular aggregates quantification
for toxicology using statistical learning", IEEE 2nd International Conference on Information
and Communication Technologies : from Theory to Applications (ICTTA’06), Damascus, Syria,
April 24-28, 2006
ACTi-58.
R. TAHRI, S. COLLONGE, G. ZAHARIA, G. EL ZEIN, "Spatial Characterization of 60 GHz
Indoor Channels by Fast Gaussian Beam Tracking Method and Comparison with
Measurements", IEEE 63rd Vehicular Technology Conference (VTC), Melbourne, Australia,
May 7-10, 2006
ACTi-59.
J. LE BIHAN, "Approximate expressions for the locations and amplitudes of the
extrema of (sin²x)/x", IEEE/IEE Communication Systems, Networks, and Digital Signal
Processing (CSNDSP 2006), Patras, Greece, 19-21 July 2006
ACTi-60.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, F. GINOVART, "Enhanced performances of an
SOA over a wideband optical wavelength by holding beam
injection at transparency",
IEEE/IEE Communication Systems, Networks, and Digital Signal Processing (CSNDSP 2006),
Patras, Greece, 19-21 July 2006
ACTi-61.
J. LE BIHAN, "Numerical computation and approximation the locations and amplitudes
of the extrema of sin²x/x", International Multi-Conference on Computing in the Global
Information Technology (ICCGI 2006), Bucharest, Romania, 01-03 August 2006
ACTi-62.
H. TEIMOORI, J. TOPOMONDZO, C. WARE, R. GABET, D. ERASME, "All-optical 10Gbit/s
2x4 decoder based on cross polarization modulation in a semiconductor optical amplifier",
European Conference on Optical Communication (ECOC), September 24-28, 2006, Cannes,
France
ACTi-63.
R. FABLET, S. PUJOLLE, A. CHESSEL, A. BENZINOU, F. CAO, "Variational level-set
reconstruction of accretionary morphogenesis from images", International Conference on
Image Processing (ICIP 2006), Atlanta, USA, October 8-11, 2006
ACTi-64.
K. MUHIEDDINE, F. BENTIVEGNA, Y. BOUCHER, "A “couplonic” approach to dispersive
nonlinear properties of coupled periodic waveguides", European Optical Society Annual
Meeting, October 16-19, 2006, Paris, France
ACTi-65.
Y. BOUCHER, "Theoretical Investigation of Amplified Spontaneous Emission in a
Periodic Structure by Extended (3x3) Transfer Matrix Formalism", EOS Topical Meetings,
October 16-19, 2006, Paris, France
ACTi-56.
•
nationales
R. TAHRI, C. LETROU, "Une méthode rapide de calcul de couverture par lancer de
faisceaux gaussiens", Journées Nationales Microondes (JNM), Lille, France, 20-22Mai 2003
ACTn-2.
L. LE FLOC’H, V. QUINTARD, J.-F. FAVENNEC, Y. BOUCHER, "Conception d’un cristal
électromagnétique discret à mailles annulaires", 13e Journées Nationales Microondes
(JNM2003), Lille, France, 20-22 Mai 2003
ACTn-3.
Y. HOJEIJ, A. BENZINOU, A.-C. ROUDOT, J. LE BIHAN, "Automatic cellular colonies
analysis for toxicology", Forum en Génie Biologique et Médical, Nantes, France, 21-23 Mai
2003, pp. 96-97
ACTn-4.
P. MOREL, J. CHI, "Amplification et remise en forme des impulsions optiques ultrarapides dans un amplificateur optique à semi-conducteurs par l’effet de collision", 8e
Colloque sur les Lasers et l’Optique Quantique (COLOQ8), Horizons de l’Optique
(HORIZONS’03), Toulouse, France, 3-5 Septembre 2003, published in Journal of Physics,
2004
ACTn-5.
F. KANY, Y. BOUCHER, "Spectral lift of degeneracy in a multiple-phase-shifted
distributed-feedback structure (MPS-DFB)", 8e Colloque sur les Lasers et l’Optique Quantique
(COLOQ8), Horizons de l’Optique (HORIZONS’03), Toulouse, France, 3-5 Septembre 2003,
published in Journal of Physics, 2004
ACTn-6.
Y. BOUCHER, L. GAYRAUD, "Emission spontanée amplifiée (ESA) dans une structure à
double cavité verticale (Bi-VCSEL)", 8e Colloque sur les Lasers et l’Optique Quantique
ACTn-7.
Y. BOUCHER, "Franchissement du seuil dans un laser monomode : approche
phénoménologique à partir des équations d’évolution", 8e Colloque sur les Lasers et l’Optique
Quantique (COLOQ8), Horizons de l’Optique (HORIZONS’03), Toulouse, France, 3-5
Septembre 2003, published in Journal of Physics, 2004
ACTn-8.
Y. BOUCHER, L. LE FLOC’H, "Coupleur directif périodique : étude comparative des
configurations continue et discrétisée", 8e Colloque sur les Lasers et l’Optique Quantique
ACTn-1.
ACTn-9.
Y. BOUCHER, "Effet tunnel supra-luminique dans une structure à rétroaction distribuée
: une illusion d’évanescence", 8e Colloque sur les Lasers et l’Optique Quantique (COLOQ8),
Horizons de l’Optique (HORIZONS’03), Toulouse, France, 3-5 Septembre 2003, published in
Journal of Physics, 2004
ACTn-10.
R. FABLET, A. BENZINOU, C. DONCARLI, "Analyse et modélisation temps-fréquence
robuste appliquées à l’interprétation d’images de pièces calcifiées", 19e Colloque GRETSI sur
le Traitement du Signal et des Images (GRETSI’03), Paris, France, 8-11 septembre 2003, vol.
2, pp. 499-502
ACTn-11.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, "Influence de l’injection optique à la transparence du gain en
co- et contra-propagation sur les performances de l’amplificateur optique à semi-conducteur
(SOA)", Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG), Valence, 12-14 Novembre 2003
ACTn-12.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, F. GINOVART, "Amélioration de la dynamique du gain d’un
amplificateur optique à semi-conducteur par injection optique à la transparence du gain",
Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG’04), Paris, 25-27 Octobre 2004
ACTn-13.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, T. RAMPONE, "Performances de transmission à 2,5 Gb/s
dans un SOA en présence d’une injection optique autour de la transparence du gain",
Journées Nationales d'Optique Guidée (JNOG’04), Paris, 25-27 Octobre 2004
ACTn-14.
R. TAHRI, D. FOURNIER, S. COLLONGE, G. ZAHARIA, G. EL ZEIN, "Réseaux locaux
sans fil : caractérisation du canal dans la bande millimétrique", Cité et TIC, Rennes, France, 9
décembre 2004
ACTn-15.
S. COLLONGE, G. ZAHARIA, G. EL ZEIN, R. TAHRI, "Modélisation de la propagation
radioélectrique à 60 GHz pour les futurs réseaux locaux sans fil", Cité et TIC, Rennes, France,
9 décembre 2004
ACTn-16.
Y. BOUCHER, J. LE ROUZO, I. RIBET, R. HAIDAR, N. GUERINEAU, "Description
matricielle de l’anisotropie d’une transition inter-sous-bande dans une structure à multi-puits
quantiques", COLOQ9, Dijon, France, 07-09 Septembre 2005
ACTn-17.
Y. BOUCHER, "Franchissement du seuil dans un laser monomode à milieu actif
homogène : une description spectrale auto-cohérente", COLOQ9, Dijon, France, 07-09
Septembre 2005
ACTn-18.
A. FERNANDEZ, J. CHI, "Compression des impulsions picosecondes par effet de
collision dans un SOA", COLOQ9, Dijon, France, 07-09 Septembre 2005
ACTn-19.
Y. HOJEIJ, A. BENZINOU, A.-C. ROUDOT, Y. SIBIRIL, "Optimisation des tests
clonogéniques appliqués à la toxicologie par comptage des colonies par analyse d'images",
Congrès de la Société Française de Toxicologie, Brest, France, 13-14 Octobre 2005
ACTn-20.
P. MOREL, A. SHARAIHA, R. BRENOT, B. THEDREZ, "Modélisation polynômiale large
bande du coefficient de gain des SOA", Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG),
Chambéry, France, 8-10 Novembre 2005
ACTn-21.
J. ABOUJEIB, V. QUINTARD, A. PERENNOU, J. LE BIHAN, "Commutateur acoustooptique 2x2 pour les télécommunications : estimation des pertes optiques", Journées
Nationales d’Optique Guidée (JNOG), Chambéry, France, 8-10 Novembre 2005
ACTn-22.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, "Réduction de la diaphonie à 2,5Gb/s dans un SOA par .
l’emploi d’une pompe optique autour de la transparence du gain", Journées Nationales
d’Optique Guidée (JNOG), Chambéry, France, 8-10 Novembre 2005
ACTn-23.
Y. BOUCHER, Y. DUMEIGE, L. GHISA, P. FERON, "Bistabilité d’absorption dans un
micro-anneau", Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG), Chambéry, France, 8-10
Novembre 2005
ACTn-24.
M. TARIAKI, J. TOPOMONDZO, F. BENTIVEGNA, M. GUEGAN, A. SHARAIHA, F.
BOULVERT, F. PELLEN, B. LE JEUNE, "Etude du gain d’un
amplificateur optique à semiconducteurs par une caractérisation spectro-polarimétrique de Mueller-Stokes", Journées
Nationales d’Optique Guidée (JNOG), Chambéry, France, 8-10 Novembre 2005
ACTn-25.
M. AMAYA, A. SHARAIHA, J. LE BIHAN, "Optimisation des performances des
amplificateurs optiques à semi-conducteurs par injection optique à la transparence du gain",
Entretiens Franco-Syriens de la Recherche, Damas, Syrie, 1-2 Avril 2006
ACTn-26.
P. MOREL, A. SHARAIHA, "Analyse de la distortion d’une modulation de phase à deux
états (BPSK) à travers un amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA)", Journées
Nationales d’Optique Guidée (JNOG), Metz, 7-9 Novembre 2006, Metz, France
ACTn-27.
J. ABOUJEIB, V. QUINTARD, A. PERENNOU, J. LE BIHAN, "Méthode d’interférométrie
hétérodyne pour l’évaluation des pertes dans un commutateur acousto-optique", Journées
ACTn-28.
Y. BOUCHER, K. MUHIEDDINE, F. BENTIVEGNA, "Une introduction à la "Couplonique
non-linéaire : non-linéarité de type Kerr dans un coupleur périodique", Journées Nationales
d’Optique Guidée (JNOG), Metz, 7-9 Novembre 2006, Metz, France
W. ABOU HAMAD, T. RAMPONE, B. PUCEL, A. SHARAIHA, "Mélangeur tout-optique de
signaux hyperfréquences à base d’un amplificateur optique à semi-conducteurs", Journées
ACTn-29.
II.2.5
Communications sans actes (COM)
Y. BOUCHER, "Effet tunnel, résonance de Bragg et vitesse supraluminique : une
illusion d’évanescence", Journées du GDR CNRS Ondes, Groupe Thématique 2 "Matériaux
complexes", Marseille, 8 Décembre 2003
COM-2.
L. LE FLOC’H, V. QUINTARD, J.-F. FAVENNEC, Y. BOUCHER, "Réponses spectrales d’un
cristal photonique bidimensionnel discret : influence des conditions aux limites", Journées du
GDR CNRS Ondes, Groupe Thématique 2 "Matériaux complexes", Marseille, 8 Décembre 2003
COM-3.
P. MOREL, "Modélisation large-bande des amplificateurs optiques à semi-conducteurs
(SOA) et fonctions logiques complexes tout-optiques", Colloque des Doctorants, Brest, 11
avril 2005
COM-4.
Y. BOUCHER, L. LE FLOC’H, "Couplonique : une introduction", CNRS, GDR Ondes, GT-2
Structures à bandes interdites photoniques ou soniques, microcavités, milieux complexes et
biologiques, Marseille, 23-24 Juin 2005
COM-5.
P. MOREL, "Modélisation large-bande des amplificateurs optiques à semi-conducteurs
(SOA) et fonctions logiques complexes tout-optiques", Doctoriales, Saint-Brieuc, 20-25
Novembre 2005
COM-6.
Y. BOUCHER, K. MUHIEDDINE, F. BENTIVEGNA, "Etude théorique d’un coupleur nonlinéaire à cristal photonique : une approche « couplonique »", Journées du GDR CNRS Ondes,
GT2, Gif sur Yvette, 21-22 Juin 2006
COM-1.
II.2.6
Ouvrages scientifiques (ou chapitres) (OS)
J. PANFILI, H. de PONTUAL, H. TROADEC, P. J. WRIGHT (ed.), Manual of fish
sclerochronology, Ifremer-Ird Editions, 460 p., 2002 - H. TROADEC, A. BENZINOU,
Computer-assisted age estimation, chapter VI, in : J. PANFILI, H. de PONTUAL, H. TROADEC,
P. J. WRIGHT (ed.), Manual of fish sclerochronology, Ifremer-Ird Editions, pp. 196-236, 2002
OS-2.
Y. BOUCHER, Chapter « Extended (3x3) transfer matrix formalism : from amplified
spontaneous emission to threshold-crossing », Recent Research Developments in Optics,
Research Signpost, 3, 2003, pp. 177-204, ISBN: 81-271-0028-5
OS-1.
II.2.7
Ouvrages de vulgarisation (ou chapitres) (OV)
Le RESO participe à des actions de vulgarisation, à l’occasion de forums pour lycéens et
étudiants. Le contexte et l’intérêt des thématiques de recherche du RESO est présenté aux
visiteurs.
De même des journées portes ouvertes pour tout public sont organisées. Elles permettent
de faire connaître l’activité du laboratoire et de montrer du matériel de recherche.
Des visites sont plus particulièrement dédiées à des groupes plus homogènes :
professeurs, ingénieurs, responsables des Collectivités Locales ou du monde économique,
chercheurs, délégations étrangères.
II.2.8
Directions d’ouvrages (DO)
II.2.9
Autres publications (AP)
Mémoires d’HDR, de Thèse d’Etat, de Thèses de Doctorat
AP-1.
J. CHI, "Investigations sur des fonctionnalités nouvelles de composants
optoélectroniques actifs à semi-conducteurs", Thèse d'Habilitation à Diriger des Recherches,
21 Octobre 2002
AP-2.
A. ZATNI, "Contribution à l’étude de structures lasers multisections en grand signal, en
vue de la génération d’impulsions courtes", Thèse de Doctorat d’Etat, Agadir, Maroc, 11
Décembre 2004
AP-3.
Y. MEVEL, "Etude d’une cellule acousto-optique à multi-transducteurs : application à un
dispositif de commutation de paquets optiques", Thèse de Doctorat, 24 Octobre 2003
AP-4.
A. HAMIE, "Etude de la mise en cascade de deux amplificateurs optiques à semiconducteur en topologie contra-propagative en vue de la réalisation de fonctions toutoptiques pour les systèmes de télécommunications", Thèse de Doctorat, 22 Juin 2004
AP-5.
L. LE FLOC’H, "Cristaux électromagnétiques bidimensionnels discrets de taille finie :
une étude théorique et expérimentale", Thèse de Doctorat, 5 Décembre 2005
AP-6.
P. MOREL, "Modélisation des amplificateurs optiques à semi-conducteurs : du
composant au système", Thèse de Doctorat, 8 Décembre 2006
AP-7.
Mohammad AMAYA, "Amélioration des performances d’un amplificateur optique à semiconducteurs par injection optique à la transparence du gain pour les réseaux de
télécommunications optiques", Thèse de Doctorat, 15 Décembre 2006
II.2.10
•
•
•
•
•
II.2.11
Autres activités internationales (AI)
Rapports d’évaluation pour des projets européens IST
Rapports d’évaluation pour des projets européens INTAS
Participation à la Commission d’Experts du Programme Assistants des Universités Syriennes
Relecture d’articles pour les revues IEEE Quantum Electronics, IEEE/OSA Lightwave
Technology, IEEE Photonic Technology Letters, IEEE Circuits & Systems, IEEE Signal
Processing, IEEE Communications, Electronics Letters, IEE Proc., J. of Optics (A: Math. &
General, C: Cond. Matter, D: Applied Physics)
Relecture de contributions pour des conférences internationales
Information et culture scientifique et technique
L’information scientifique est assurée par les articles, les communications et les
thèses (environ 140 pour l’ensemble pendant la période considérée) réalisées au niveau national et
international.
Le RESO est Equipe d’Accueil pour 4 MASTER Recherche. Les enseignantschercheurs du RESO participent à l’enseignement de plusieurs modules et encadrent des stagiaires.
Ils accueillent aussi des doctorants dans le cadre de l’Ecole Doctorale SMIS.
Des enseignants-chercheurs du RESO ont par ailleurs participé à l’écriture d’ouvrages
de recherche.
II.2.12
Valorisation : contrats de recherche, partenariat industriel, créations
d’entreprises
Pour les brevets, certificats d’obtention végétale et logiciels : renseigner le tableau 14
dans le fichier Excel UR2.
Les brevets suivants, déposés pour l’Europe et le Japon, sont toujours actifs :
R. AUFFRET, J. LE BIHAN, G. CLAVEAU, "Procédé de transmission optique de signaux par
self-hétérodynage et système de transmission avec matrice de commutation mettant en oeuvre un tel
procédé",
A. SHARAIHA, H. W. LI, T. RAMPONE, J. LE BIHAN, "Commutateur optique pour trains
d’impulsions optiques".
Des actions de recherche et de recherche-développement sont menées régulièrement
en partenariat avec des industriels.
Un logiciel (TNPC) pour le traitement d’images de pièces calcifiées (otolithes de
poissons) a été conçu par le RESO et l’IFREMER/LASAA et intégré dans les produits développés par
la société NOESIS.
A noter qu’il arrive que le RESO prête du matériel et des instruments de mesure aux
industriels voisins : THALES, Micromodules, …
Récemment, suite à la réunion du CIADT du 18 décembre 2003, Le RESO et la
composante FOTON de l’ENSTBr ont pris l’initiative de créer la plate-forme PERDYN : Plate-forme
d'Evaluation et de Recherche des fonctions DYNamiques optoélectroniques (PERDYN). Cette
opération a été soutenue par l’Europe, l’Etat et les Collectivités Locales, ainsi que par des industriels.
Cette plate-forme permet d’associer laboratoires universitaires et industriels sur des projets communs,
et de mettre à disposition du matériel onéreux qu’un partenaire seul ne souhaite pas acheter.
II.3 - Déclaration de politique scientifique pour la période 2008-2011
Si sa demande d’intégrer l’UMR FOTON est acceptée, l’équipe RESO de l’ENIB
intégrera l’organigramme de l’UMR CNRS 6082 FOTON. L’organigramme propre de l’équipe est
donné ci-dessous
Organigramme du RESO prévu pour 2008
RESO
Directeur
J. Le Bihan
Optoélectronique et Photonique
pour les Télécommunications (OPTEL)
Responsable : A. Sharaiha
Propriétés structurelles
des composants
Animateur
Y. Boucher
Systèmes à base d’amplificateurs
optiques à semi-conducteurs
Animateur
A. Sharaiha
Systèmes à base d’interaction
acousto-optique
Animateur
A. Perennou
Vision et Photonique
pour le Vivant, la Mer et l’Industrie (VIPHO)
Responsable : J. Le Bihan
Systèmes de vision
Animateur
A. Benzinou
Systèmes photoniques
Animateur
J. Le Bihan
Politique en matière de recherche
L’activité du RESO va être structurée et resserrée en 2 thèmes : Optoélectronique et
Photonique pour les Télécommunications d’une part, Vision et Photonique pour le Vivant, la
Mer et l’Industrie d’autre part, en étroite synergie avec les 2 axes du projet PONANT du futur CPER
(notons que ce projet dont le RESO est partie prenante a d’ores et déjà été classé A+ par le CNRS, fin
octobre 2006). Le premier thème sera décliné en 3 sous-thèmes : propriétés structurelles des
composants, fonctions à base d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA), interaction
acousto-optique ; le second en 2 sous-thèmes : systèmes de vision et capteurs et fibres. Chaque
sous-thème est animé par un Professeur, un HDR ou un MC confirmé.
Les fonctions développées dans nos projets de recherche en optoélectronique sont réalisées
par association de composants discrets, dont des AOSC ou des cellules acousto-optiques. Nous
souhaitons pouvoir avancer vers une intégration de ces composants pour rendre plus compactes les
structures complexes. C’est une tendance qui apparaît dans les tout nouveaux résultats parus dans
les revues scientifiques internationales. Nous pensons nécessaire que des financements soient
prévus pour l’achat de composants et de moyens concernant les mesures électriques et optiques et le
test de transmissions à haut débit. Ces moyens pourront être mis à la disposition d’autres
établissements universitaires ou industriels.
Les collaborations sont très fortes avec les laboratoires voisins, du domaine des STIC
essentiellement, tant de manière informelle que dans le cadre des GIS (FOTON, GRIFIS, ALLIANCE),
de contrats, de projets et des pôles de compétitivité. Elles resteront l’un des axes prioritaires de la
politique de site.
C’est le cas avec le Département d’Optique de l’ENSTBr (contrôleur de puissance optique).
Les actions communes concernent et concerneront divers aspects des composants, fonctions et
systèmes pour les communications optiques, mais aussi certains aspects nouveaux dans le domaine
de la sécurité/défense. Les collaborations sont et demeureront solides également avec le Laboratoire
d’Optronique de l’ENSSAT (injection optique, micro-sphères, …).
Des collaborations seront poursuivies aussi avec le LEST (UBO et ENSTBr) dans le domaine
des cristaux électromagnétiques discrets. Des recherches ont été initiées sur les métamatériaux dans
le cadre d’une thèse en commun, le laboratoire LSOL de l’UBO (polarimétrie des amplificateurs
optiques à semi-conducteurs – projet PRIR), ainsi qu’avec l’ESMISAB et le laboratoire d’odontologie
de l’UBO (systèmes de vision).
Sur le plan national, nous continuerons à travailler comme ces dernières années avec des
industriels comme France Télécom R&D, ALCATEL, THALES, …, en particulier dans le cadre des
pôles de compétitivité ou de projets ANR. Nous continuerons aussi à développer le partenariat fort
que nous avons établi depuis plusieurs années avec IFREMER, en particulier au niveau européen.
Plusieurs projets ont été labellisés par les pôles de compétitivité à vocation mondiale « Images et
Réseaux » et « Mer ». Les projets AROME et OTOCAL ont été labellisés par l ‘ANR en 2006.
Sur le plan international, le RESO a joué un rôle de pionnier dans l’établissement et
accentuera sa volonté de collaborer au niveau international : stages de DEA/MASTER à l’étranger
(UK, DE, USA), collaborations avec plusieurs laboratoires en Grande-Bretagne (Université de Bath,
Université de Bangor, University College London, Sheffield Hallam University), en Belgique
(Laboratoire de Physique des Solides/FUNDP, Namur), aux Pays-Bas (Université de Nimègue), en
Russie (Institut Ioffe de Saint-Petersbourg, Institut Lebedev de Moscou), au Maroc (Université
d’Agadir), en Syrie (Université d’Alep), aux USA (Université du Nevada, Université du Colorado,
Colorado Advanced Photonic Technology Center), à Singapour (NTU), à Hong Kong (TUHK), …
Le RESO, avec l’ENSSAT, travaille dans un projet Galileo avec le DIASS, Bari, l’Institut de
Photonique et de Microtechnologie/CNR, Trento, l’Institut de Physique Appliquée/CNR, Florence). Le
laboratoire est partenaire de l’ESMISAB et d’un laboratoire italien dans un contrat européen sur des
analyses de colonies microbiennes, ainsi que d’IFREMER et d’autres laboratoires dans plusieurs pays
européens dans le nouveau projet européen AFISA sur des systèmes de vision pour l’âgeage de
poissons.
Notre politique consiste aussi à favoriser les échanges de chercheurs. Ces derniers temps, le
RESO a accueilli des chercheurs étrangers (Université du Nevada, USA – Université du Colorado,
USA – Université d’Agadir, Maroc – Université d ‘Alep, Syrie) et un Doctorant du RESO va séjourner
plusieurs mois à Hong-Kong. Le RESO continuera à jouer un rôle moteur dans l’ouverture de l’ENIB à
l’international.
Le RESO continuera à privilégier les collaborations avec des organismes de recherche ou des
industriels, tant en France qu’à l’étranger, de même que des participations à des programmes et
réseaux de recherche nationaux ou européens.
Le RESO continuera à participer aux travaux de GDR du CNRS, comme actuellement au
GDR « Ondes », groupe de travail GT2 « Structures à bandes interdites photoniques ou soniques,
micro-cavités, milieux complexes et biologiques » et à ceux du Réseau Thématique Pluridisciplinaire
RTP3 du CNRS « Composants pour les télécommunications optiques ».
Nous suivons, au niveau européen, les travaux de COST dont la thématique porte sur les
lasers à semi-conducteurs et leurs applications.
Le RESO, laboratoire du domaine des STIC, a pour objectif permanent de produire des
résultats scientifiques de qualité. C’est un partenaire de longue date de différents laboratoires du
domaine des STIC essentiellement, ou d’autres domaines disciplinaires désirant s’appuyer sur des
compétences STIC. Une attention particulière est donc apportée à la qualité des projets de recherche.
Les résultats sont publiés essentiellement dans des revues scientifiques et des conférences de niveau
international. Le dépôt de brevet – sous réserve d’obtenir le financement nécessaire – fait aussi partie
des objectifs. Cette politique sera bien sûr maintenue.
Le RESO est attentif au développement des relations entre les laboratoires et
l’industrie. Récemment, suite à une réunion du CIADT le 18 décembre 2003, l’ENIB et le Département
d’Optique de l’ENSTBr ont créé, avec le soutien de l’Etat, des Collectivités locales et l’Europe, la
plate-forme technologique PERDYN (Plate-forme d’Evaluation et de Recherche des fonctions
DYNamiques optoélectroniques). Cette plate-forme permet une mise en commun de matériels lourds,
la valorisation des résultats et savoir-faire des laboratoires et la mise en place de projets communs
entre laboratoires et industriels. Plusieurs projets sont déjà en cours.
Le RESO est la seule Equipe d’Accueil propre à l’ENIB. L’équipe de recherche comprend
actuellement 3 Professeurs (dont 1 assure la Direction de l’ENIB), 9 Maîtres de Conférences dont 2
HDR (3 ou 4 devraient devenir HDR d’ici 2011), 1 chercheur invité, 3 ATER, 8 Doctorants, ainsi que
des stagiaires de MASTER et élèves-ingénieurs.
Le recrutement de 2 Professeurs, de 2 Maîtres de Conférences et d’un technicien est
particulièrement souhaitable pour la période du contrat quadriennal.
Exemples de projets définis dans le cadre du programme PONANT (2007-2013), s’étendant
donc sur la prochaine période du Plan Quadriennal (2008-2011), ou de programmes ANR AROME,
ANR OTOCAL et européen AFISA
Des projets vont être développés, soit de manière informelle, soit dans le cadre de contrats
avec des organismes de recherche, de programmes régionaux, nationaux (pôles de compétitivité «
Image et Réseaux » et « Mer », ANR, …) ou européens.
Thème 1 du RESO : Optoélectronique et Photonique pour les Télécommunications
1.1. Formats de modulation avancés pour les
d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA)
fonctions
optiques
à
base
Le projet a pour cadre les futurs réseaux rapides tout-optiques multiplexés en longueur d’onde
(réseaux Coarse ou Dense WDM). L’objectif de ce projet est de s’appuyer sur les expertises acquises
des partenaires dans le but de développer et d’améliorer les performances des fonctions optiques à
base d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (en anglais semiconductor optical amplifier ou
SOA) en utilisant des formats de modulations avancés. L’emploi des SOA dans le futur réseau
d’accès pour l'amplification optique devient essentielle pour assurer les budgets optiques requis (28
dB en classe B+ du G-PON déployé actuellement) lors de la montée en débit, de l’augmentation de
portée ou du taux de partage.
En dehors de l’amplification, les SOA réalisent d’autres fonctions comme la conversion de
longueurs d’onde et le mélange tout-optique des signaux hyperfréquences. La conversion de
longueurs d’onde réalisée selon différentes techniques a pour but précisément d’augmenter la
flexibilité et la reconfigurabilité des futurs réseaux optiques en utilisant le principe de l’allocation en
longueur d’onde – ou autrement dit le routage “intelligent” des longueurs d’onde. Le SOA peut devenir
aussi un composant clé pour la réalisation du mélange optique de signaux électriques,
hyperfréquences ou radio, dans le domaine du radar ou de la radio sur fibre.
Jusqu’à présent, ces fonctions emploient essentiellement les formats de modulations de type
NRZ et RZ qui, à cause des non-linéarités des SOAs, introduisent des diaphoties entre les canaux
lors d’une transmission multi-canaux en longueurs d’onde. Une voie pour réduire ces phénomènes est
d’utiliser une modulation à amplitude constante comme les modulations de phase à plusieurs états
afin d’augmenter le potentiel et d’exploiter au mieux les réseaux optiques multiplexés en longueurs
d’onde.
Dans le cadre de ce thème, le RESO/ENIB consacre une partie de ses travaux de recherche
autour des SOA. Il a développé et réalisé des fonctions logiques et de commutation à base de SOA
en s’appuyant sur des outils de simulation originaux à base de logiciels de circuits électriques. Ces
réalisations sont validées avec des moyens au niveau du laboratoire allant jusqu’à 12,5Gb/s. Ces
capacités sont complémentaires et en synergie avec l’équipe travaillant sur les SOA au laboratoire
d’Optronique à l’ENSSAT (UMR FOTON) qui a des compétences reconnues sur les régénérations 3R
des signaux optiques. Le projet peut s’appuyer sur les moyens des mesures et de caractérisations
des plates-formes PERDYN à BREST et PERSYST à LANNION.
Acteurs : RESO-ENIB, FOTON-ENSSAT
Collaborations : PERDYN, PERSYST
1.2. Commutations spatiales Acousto-Optiques
Nous proposons de montrer l'intérêt de tels composants et leur adaptabilité aux besoins des
télécommunications.
L’objectif principal de ce projet consiste à imaginer, concevoir et caractériser de nouvelles
architectures de commutateurs spatiaux rapides. L'objectif visé étant, bien entendu la réalisation de
démonstrateurs qui permettent d'étudier le comportement du dispositif dans des conditions réelles.
Différentes études sur des dispositifs acousto-optiques utilisant la fonction de déflexion ont été
menées par le passé. Il est donc envisagé de poursuivre cette activité et de mettre à profit les
compétences acquises au cours de ces dernières années au travers de diverses actions.
Tout d'abord, l'une des études envisageable consiste à optimiser les performances des
commutateurs déjà étudiés. (Nouveaux matériaux, dimensionnement des transducteurs,…). Ensuite
une étude prometteuse concerne le développement d’un déflecteur large bande (1 vers N). Ce
dispositif, constitué d'une cellule multi-transducteurs associée à une électronique de commande
spécifique permettra d’optimiser l’efficacité de diffraction sur une plage de déflexion angulaire
importante.
Un nouvel axe de développement concerne l'étude et le développement de démultiplexeurégaliseur "rapide" en longueur d'onde. L'objectif de ce projet consiste à concevoir et caractériser une
architecture de filtre DWDM basée sur l'association de cellules acousto-optiques et de composants
optiques pour la mise en forme des faisceaux. Une des difficultés consiste à trouver l'association
optimale de cellules de Bragg technologiquement réalisables permettant de faire sauter le verrou que
constitue le produit temps de commutation – résolution en longueur d'onde, produit inhérent aux
phénomènes physiques mis en jeu lors de l’interaction acousto-optique.
Les barrières technologiques qui devront être levées concernent la fabrication de cellules
acousto-optiques avec une architecture et un matériau les mieux adaptés aux fonctions de déflexion
ou de filtrage pour les applications de commutations spatiales proposées.
Acteurs : RESO-ENIB, CCLO,
Collaborations : PERDYN
1.3. Sources optiques ultra-rapides et bas-coût pour la génération de solitons pour les
réseaux de télécommunications à fibres optiques
Cette étude vise à réaliser des impulsions optiques ultra-rapides, dans le régime autour de la
picoseconde (10-9s en FWHM), ayant une forme temporellement et spectralement proche du soliton.
Une telle source d’impulsions rapides sera grandement utile non seulement pour les
télécommunications à fibre optique, mais aussi dans beaucoup d’autres branches technologiques,
comme la métrologie et la spectroscopie optiques.
Pour répondre aux besoins croissants de capacité et de service liés à l’Internet, les
télécommunications à fibre optique évoluent actuellement vers la généralisation des systèmes à
40Gb/s utilisant les multiplexages en longueurs d’onde (DWDM) et/ou dans le temps (TDM). Ces
technologies utilisent les méthodes classiques de générations de signaux (lasers DFB continus suivis
de modulateurs) et de transmission périodiquement amplifiée. Les signaux véhiculés dans ces
systèmes sont des impulsions rapides (~20ps FWHM) mais de format sans spécificité particulière.
Une durée plus brève de ces impulsions va faire apparaître des effets non-linéaires très prononcés,
qui déforment ces impulsions et réduisent la distance de transmission. Dans ce contexte, l’utilisation
d’impulsions spéciales de type soliton est fort intéressante à plusieurs titres. Il est bien connu que les
solitons résistent beaucoup mieux aux non-linéarités et gardent leurs formes initiales au cours de la
transmission, si le système est bien conçu. En plus, s’il est proprement amplifié et transmis, un train
de soliton peut supporter la collision avec un autre signal ou avec des bruits. Finalement, un système
utilisant des solitons sera tout-optique, sans interfaces E/O et O/E dans son chemin de transmission,
et donc potentiellement bon marché. Actuellement, la génération des solitons est surtout démontrée
pour des longueurs d’onde du proche infrarouge, autour de 1µm. Pour les télécommunications
optiques utilisant la bande 1,3-1.55 µm, il est généralement nécessaire d’employer une méthode
complexe de compression-décompression des impulsions, utilisant des longues fibres spécifiques
allant jusqu’à plusieurs km, compromettant le coût et la compacité d’un tel système.
Nous proposons d’étudier et de réaliser des sources solitoniques utilisant la correction intracavité des impulsions brèves. L’idée de base consiste à réaliser un laser en régime de blocage des
modes (mode-locking) ayant une cavité circulaire, constituée d’un amplificateur SOA et des tronçons
de fibres optiques. Ces dernières sont choisies de manière à corriger « sur place » des impulsions qui
circulent dans la cavité laser. Une fois couplées vers l’extérieur, ces impulsions corrigées seront très
proche des solitons et pourront être directement utilisées comme porteurs des informations dans une
fibre appropriée.
Acteurs : RESO-ENIB
Collaborations : PERSYST
1.4. Amplificateur optique à semiconducteur
Métropolitains et d’accès (ANR AROME)
pour
les
Réseaux
Optiques
Le projet ANR AROME, prévu sur une durée de trois ans, se propose de réaliser, depuis la
conception jusqu’à la fabrication, un SOA pour une utilisation en ligne à 10 Gbit/s dans un réseau
Coarse WDM de 8 canaux distants de 20 nm. D’un point de vue des performances techniques, la
largeur à mi-hauteur de son gain (appelée bande optique ou BO) sera supérieure à 150 nm, soit le
double de ce qui est actuellement disponible. Par ailleurs, le gain maximal (gmax) visé est de 15 dB, et
la dépendance à la polarisation du gain (Polarization dependence of the gain ou PDG) sera inférieure
à 2 dB sur toute la bande. Ces trois éléments constituent l’objectif principal du projet, pour lequel la
plupart des efforts seront investis.
Des prototypes seront fabriqués et testés en transmission, aussi bien dans un réseau
métropolitain à flux continu de données, que dans un réseau d’accès où les données sont envoyées
en paquets. Enfin, ces composants seront testés en réflexion pour les réseaux d’accès.
Le simulateur que doit développer l’ENIB/RESO sera au départ validé sur un SOA standard à
multi-puits quantiques fourni par 3-5lab. Les simulations permettront de s'assurer d’une part que les
structures envisagées, au niveau physique, sont fonctionnelles. D’autre part, le simulateur devra
permettre de donner les dimensions géométriques optimales des SOA large bande.
Les résultats de simulation obtenus seront confrontés aux caractérisations statiques et
dynamiques des SOA fabriqués et serviront à l’optimisation des structures développées. Les SOA
seront fournis par 3-5lab sous la forme de puces montées sur embases. L'accent sera plus
particulièrement mis sur la mesure de la largeur de la bande de gain optique et du facteur de bruit, la
puissance de saturation, le temps de récupération du gain et la sensibilité du gain à la polarisation.
Acteurs : RESO-ENIB, Alcatel Thalès III-V Lab, France Télécom R&D, ENST Paris,
IEMN, INSA Toulouse
Thème 2 du RESO : Vision et Photonique pour le Vivant, la Mer et l’Industrie
2.1. Ageage de poissons pour l’écologie marine
Le projet TEMIS-SIAD, Techniques et Méthodes Innovantes au service du développement
durable du Secteur halieutique, Systèmes d’Information et d’Aide à la Décision, est en cours de
labellisation par le pôle de compétitivité MER à vocation mondiale. Il comprend 8 partenaires dont
l’IFREMER et l’ENIB. Le RESO contribuera à l’acquisition des paramètres biologiques et
économiques sur la pêcherie mixte merlu-langoustine, puis à la simulation de scénarios de gestion
bio-économique de cette pêcherie.
Le projet ANR OTOCAL (2005-2008) (Otolithométrie au service de l’écologie marine:
approche mécaniste et modélisation numérique de l’archive biologique) repose sur un partenariat
pluridisciplinaire associant l’Ifremer/LASAA, l’IRD, l’ENIB/RESO et le LEMAR (Laboratoire des
Sciences de l’Environnement Marin). Les contributions de l’ENIB en termes de modélisation et
reconstruction de la morphogenèse de l’otolithe seront transversales au trois axes développés dans
OTOCAL : l’identification et l’extraction de caractéristiques structurelles et chimiques de l’otolithe, la
déconvolution des facteurs métaboliques et environnementaux par une approche multi-proxys pour
l’identification de marqueurs individuels et la modélisation numérique de la formation de l’archive en
fonction des conditions métaboliques et environnementales.
Le projet européen AFISA (Automated FISh Ageing) : ce projet coordonné par le LASAA
porte sur l’automatisation des estimations d’âge et repose sur une collaboration avec l’AZTI
(Espagne), le CEFAS (Centre for Fisheries and Aquaculture Science, Royaume-Uni), le DIFRES
(Danish Institute for Fisheries Research, Danemark), l’IMR (Institute of Marine Research, Norvège), le
MRI (Marine Research Institute, Islande) et l’UPC (Université Polytechnique de Catalogne, Espagne).
Les avancées escomptées auront des retombées directes concernant l’aide à l’interprétation des
otolithes. Le but est de faciliter l’évaluation et la préservation de la ressource halieutique.
Acteurs : RESO-ENIB, IFREMER/LASAA
Collaborations : plusieurs laboratoires français et étrangers
2.2. Réseaux d’observation sous-marins
Objectifs, contexte et intérêts
De grands projets commencent à voir le jour de par le monde (USA, Europe, …), associant
des organismes de recherche et des industriels afin de développer des observatoires sous-marins.
Les objectifs sont multiples, comme par exemple étudier la vie sous les océans, suivre l’évolution des
effets climatiques ou encore contrôler certaines zones à risques.
La mise en œuvre de ces stations d’observation nécessite généralement une imposante
infrastructure pour permettre l’acquisition et la transmission de données, ainsi que l’alimentation en
énergie des instruments : grandes longueurs de câbles électriques, de fibres optiques, capteurs,
caméras, sources d’éclairage, dispositifs de mesure, d'enregistrement, etc.
Dans ce domaine, des solutions innovantes comme le "tout optique" présentent un grand
intérêt car elles offrent la possibilité de déployer l’ensemble des fonctionnalités – alimentation,
transduction, transmission de données - sur de grandes distances et suivant une large gamme
d’architectures.
Etat de l’art
Le lancement de projets d’envergure pour la surveillance des fonds océaniques est récent. Ce
sont les Nord-Américains (USA et Canada) qui se sont engagés les premiers avec par exemple le
projet Neptune. Ce projet consiste à installer sur le plancher océanique des observatoires robotisés
reliés par fibre optique et dont les données seront accessibles sur Internet. Neptune doit permettre
d’observer et d’analyser en permanence toute l’activité océanique dans une zone donnée : tempêtes,
migrations de poissons, productivité du plancton, éruptions volcaniques et séismes sous-marins.
Le tout récent réseau d’excellence ESONET est lui européen et est piloté par Ifremer. Il
correspond à un projet pluridisciplinaire, avec des stations contrôlant les roches, des sédiments, l'eau
de fond, la biologie et des événements dans la colonne d'eau. Seront considérées à la fois la collecte
de données à long terme et la capacité d'alarme en cas de dangers (par exemple des tremblements
de terre ou des glissements de terrain).
Innovations potentielles
Les innovations sont de différentes natures :
- couverture spatio-temporelle étendue : les capteurs seront disposés en des points distants
mais seront reliés entre eux; ce réseau fonctionnera en permanence dans le temps
- mise à disposition en temps réel des données recueillies : ces données seront accessibles
aisément par Internet
- technologies innovantes : transmission des données par fibre optique au lieu de câbles
électriques, techniques nouvelles d’alimentation en énergie en particulier pour les capteurs faible
consommation
L’ENIB/RESO est bien placé, en raison de ses compétences en traitement du signal et de
l’image ainsi que dans l’intégration de fonctions optoélectroniques, pour participer en étroite
collaboration avec Ifremer (Technologie des Systèmes Instrumentaux) et d’autres partenaires de
PONANT (Perfos, …) au développement et à l’évaluation de ces technologies.
Partenaires industriels potentiels
Le projet est au stade de la recherche pour le moment. Mais il peut intéresser les industriels
spécialistes de l’acquisition et du traitement de données, ainsi que de la transmission de données et
des réseaux. La mise au point de solutions innovantes peut intéresser des industriels déjà engagés
dans la conception de dispositifs optiques et optoélectroniques, par exemple des spécialistes du
domaine des télécommunications cherchant à se diversifier, ou aussi des industriels venant d’autres
secteurs avec une approche davantage bas coût.
Retombées industrielles éventuelles
Les retombées incluent la mise au point de composants, fonctions et systèmes
optoélectroniques et optiques adaptés à la problématique en jeu, avec un souci de réalisation à coût
modéré. L’un des défis sera l’utilisation de ces matériels en mer à des profondeurs relativement
importantes, ce qui engendre des contraintes spécifiques.
Acteurs : RESO-ENIB, IFREMER
Collaborations : Perfos, Perdyn
Politique en matière d’enseignement en cycle Ingénieur, en MASTER et en Formation
Doctorale
Les enseignants-chercheurs du RESO ont, ces dernières années, créé la plupart des modules
d’enseignement du cycle Ingénieur dans l’option Electronique de l’ENIB, ainsi que des modules
ouverts aux élèves de plusieurs options. Ils continueront à les faire évoluer en y introduisant les
derniers résultats de leur recherche, obtenus en particulier dans le cadre de contrats avec leurs
partenaires, organismes de recherche ou industriels. Des membres du RESO ont participé aussi à la
définition des programmes des options d’Informatique et de Mécatronique et effectueront, comme ils
le font déjà, des enseignements dans les trois options.
Récemment, des responsables de Département ont été désignés pour animer chacune des
trois options d’enseignement de l’ENIB. C’est un membre du RESO qui assure cette responsabilité
pour l’Electronique, avec le concours en particulier des autres membres du RESO.
Les membres du RESO continueront à participer aux projets de fin d’études en partenariat
avec des industriels. Un de leurs soucis permanents est également de trouver des stages industriels
pour les étudiants.
Grâce à l’activité du RESO en matière de recherche, l’ENIB a été co-habilitée dès l’origine à
délivrer le DEA d’Electronique-Optronique, devenu ensuite DEA Sciences et Technologies de
l’Information, avec l’Université de Bretagne Occidentale, l’ENSTBr et l’ENSSAT. C’est le premier DEA
de l’ENIB qui a permis aux étudiants qui le souhaitaient d’être initiés à la recherche et de travailler
avec d’autres étudiants d’Université ou d’Ecole d’Ingénieurs.
En matière de formation à et par la recherche, le laboratoire compte continuer à entretenir des
liens forts avec l’Université de Bretagne Occidentale (UBO), l’Ecole Nationale Supérieure des
Télécommunications de Bretagne (ENSTBr), l’ENSSAT à Lannion (Université Rennes 1 - UR1),
l’Université de Bretagne-Sud (UBS), l’INSA de Rennes et l’ENSIETA. Actuellement, les membres du
RESO sont impliqués dans 3 MASTER Recherche en co-habilitation. Les établissements co-habilités
sont l ‘ENIB (RESO), l’UR1/ENSSAT (LO), l’UBS, l’ENSTBr (DO) et l’INSA (LENS) pour
« Phyphoton », l ‘ENIB (RESO), l’UBO (LEST) et l’ENSTBr (TAMCIC) pour « Signaux et Circuits », et
l ‘ENIB (RESO), l’UBO (LEST) et l’ENSTBr (LEST) pour « Matériaux et Dispositifs hyperfréquences
pour systèmes communicants ». Le RESO collabore à un 4e MASTER « Matériaux et Optique Laser »
piloté par l’UBO (LSOL et LMB). Nous espérons que les étudiants de l’ENIB continueront à bien se
comporter en fournissant le major comme souvent par le passé. Cette année (2006) encore, les
majors des 3 MASTER co-habilités viennent de l’ENIB avec plus de 18 de moyenne pour l’un. Les
enseignants-chercheurs du RESO ont contribué à lancer le DEA puis le MASTER et à définir les
maquettes successives.
Le RESO accueille une dizaine d’étudiants en stage chaque année. L’activité de recherche
permet aux étudiants de découvrir des matériels qu’ils n’ont pas l’occasion d’utiliser dans le domaine
purement pédagogique.
Pendant la prochaine période, les membres du RESO vont continuer à animer les MASTER
Recherche créés avec l’Université de Bretagne Occidentale, l’Université de Bretagne-Sud, l’Université
Rennes 1, l’ENSTBr et l’INSA de Rennes. Ils seront comme antérieurement responsables de modules
(4 actuellement pilotés par des membres du RESO). Une ouverture plus importante vers l’international
est envisagée, en particulier pour Phyphoton. Le RESO contribue déjà à cette ouverture en
accueillant, dans le cadre d’une convention avec l’Université Libanaise à Beyrouth, d’excellents
étudiants qui s’incrivent en MASTER Phyphoton et Signaux et Circuits. L’ENIB/RESO, compte tenu de
la qualité et de l’importance de sa population d’étudiants en MASTER irrigue largement les différents
MASTER et alimente les laboratoires de la formation doctorale en stagiaires et en
doctorants (UBO/LEST, ENSTBr/LEST, ENSTBr/TAMCIC, UBO/LSOL, ENSIETA/E3I2), mais aussi en
dehors de Brest (ENST Paris, Supélec, …).
L’action du RESO en matière d’encadrement doctoral a été pionnière à l’ENIB et toujours
volontariste pour trouver des fonds permettant d’accueillir des Doctorants : allocations de recherche
du Ministère de la Recherche et des Collectivités, bourses dans le cadre de programmes bilatéraux,
financements sur contrats avec des organismes ou des industriels. Les sujets proposés aux
Doctorants le sont généralement dans le cadre de partenariats nationaux ou européens. Cette activité
dans le domaine de l’encadrement doctoral sera maintenue. Plusieurs soutenances de HDR sont
également prévues pendant la période 2008-2011.
Le RESO travaille depuis de nombreuses années dans la formation doctorale SMIS de
l’Université de Bretagne Occidentale, avec l’ENSTBr. Cette Ecole Doctorale doit s’élargir avec l’apport
de forces de l’Université de Bretagne-Sud. Des collaborations au niveau de la recherche ont lieu en
permanence avec plusieurs laboratoires locaux ou régionaux.
Participation à des activités administratives et autres responsabilités collectives
Un membre du RESO, Jean Le Bihan, est Directeur de la Recherche de l’Etablissement,
fonction apparue officiellement lors de la parution des nouveaux statuts des ENIs. Un autre membre
du RESO, Ammar Sharaiha, est Responsable des Relations Internationales. Un membre du RESO,
Jean Le Bihan, est Président de la Commission de Spécialistes de l’Etablissement.
Les membres du RESO continueront à participer aux différents conseils de l’Ecole : Conseil
d’Administration, Conseil Pédagogique, Conseil Scientifique et Technologique, Commission de
Spécialistes de l’ENIB, ainsi qu’aux différents jurys de recrutement. Ils participeront également à
différents conseils dans d’autres établissements, comme actuellement à l’Université de Brest et à
l’ENI de Metz, ainsi qu’aux Conseils Scientifiques des GIS dont le RESO fait partie.
Le RESO continuera à être présent dans certaines commissions des Collectivités Locales
Les enseignants-chercheurs du RESO ont une action d’intérêt collectif dans le domaine de la
recherche, qu’ils entendent développer. Ils participent à de nombreux jurys de thèse ou de HDR,
comme examinateurs, rapporteurs ou présidents.
Le RESO participe largement au rayonnement international de l’ENIB. Ses enseignantschercheurs servent comme referees pour des revues internationales (IEEE JQE, IEEE/OSA JLT,
IEEE PTL, IEEE CAS, IEEE SP, IEEE COM, Electronics Letters, …) et des conférences
internationales dans le domaine des télécommunications. Nous continuerons à participer à l’activité de
Sociétés savantes, en tant que Fellow IEE/IET, SMIEEE, … Des membres du RESO sont membres
de Comités Scientifiques : International Symposium on Microwave and Optical Technology (ISMOT),
IEEE/IEE Communication Systems, Networks, and Digital Signal Processing (CSNDSP), Advances in
Acousto-Optics (AAO) et Editeurs Associés de revues internationales : Mediterranean J. of Electron.
and Communic., International J. of Microwave and Optical Technology.
De plus, certains de ses membres assurent régulièrement des expertises au niveau
international. C’est le cas par exemple de l’évaluation de projets pour le programme européen INTAS
et le programme européen IST - FET. Des membres du RESO participent également comme experts
à des missions en Syrie pour le Ministère des Affaires Etrangères ainsi que dans différents pays
(USA, Liban, Chine, Russie, Singapour, Vietnam …) pour les Collectivités Locales.
Politique en matière de personnels
Notre volonté a toujours été de convaincre les enseignants-chercheurs de l’importance d’un
bon équilibre entre enseignement, recherche, contrats de R&D, tâches administratives. Les Maîtres
de Conférences sont encouragés à publier régulièrement dans des revues internationales et à prendre
progressivement des responsabilités. Cette politique a déjà permis à plusieurs d’entre eux d’obtenir
l’HDR. Parmi ceux-ci deux sont déjà devenus Professeurs. Cette politique sera maintenue. De même
les enseignants-chercheurs seront incités à signer un Contrat d’Encadrement Doctoral et de
Recherche. A noter que deux enseignant-chercheurs du RESO bénéficieront d’un CRCT d’un
semestre au second semestre 2006-2007, l’un accordé par le CNU, l’autre par l’Etablissement.
Compte tenu de la pyramide des âges, du faible rapport PR/MC et de l’implication à temps
plein d’un des PR dans la Direction de l’Etablissement, le recrutement de deux PR et de deux MC
s’avère nécessaire.
En ce qui concerne le personnel IATOS ou ITARF, le laboratoire demande le recrutement d’un
technicien et d’un ingénieur en optoélectronique, qui auront pour tâche de participer aux projets liés à
PERDYN.
Structuration de la recherche
Dans le cadre du XIIe Plan Etat-Région, un GIS appelé FOTON a été mis en place, avec des
subventions d’un montant de 32 MF, pour organiser en particulier l’accueil de personnels de France
Télécom R&D dans différents établissements d’Enseignement Supérieur de Bretagne. Le RESO, cofondateur du précédent GISO2 (Groupement d’Intérêt Scientifique en Optique et Optoélectronique), a
été associé un peu plus tard, sans financement. Depuis une nouvelle dynamique s’est créée, le RESO
faisant partie du tout nouveau GIS PONANT et étant partenaire du projet CPER PONANT dans le
cadre du XIIIe Plan Etat-Région. Le RESO est aussi membre du GIS GRIFIS, orienté vers les fibres
spéciales et leurs applications, ainsi que du GIS STIC ALLIANCE, orienté vers les
télécommunications. Le RESO est donc armé sur le plan régional pour participer pleinement à
l’activité de recherche dans le domaine des STIC, et plus particulièrement des technologies des
télécommunications et de leurs applications dans d’autres domaines. Le RESO possède une
expertise qui complète celle de ses partenaires de l’ENSTBr, de l’UBO, de l’UBS, de l’ENSSAT et de
l’INSA.
Suite à sa demande, le RESO est invité à participer à un projet d’unité CNRS. Le RESO
demande donc à faire partie de l’UMR FOTON. Une telle démarche a été lancée officiellement en
octobre-novembre 2006.
III – La formation permanente
Expliciter librement les rubriques ci-dessous et joindre tout document utile :
Compétences à acquérir dans l'unité (en liaison avec le projet scientifique) :
Quels sont les besoins en compétences ?
Comment se traduisent-ils en formation ?
Les besoins en compétence sont de plusieurs ordres :
formation d’un enseignant-chercheur sur les nouvelles techniques de modulation optique
dans le domaine des télécommunications optiques ; objectif : collaboration plus étroite avec Alcatel,
France Télécom R&D et Thales
formation d’un enseignant-chercheur aux techniques actuellement utilisées et à celles
envisagées dans le domaine des observatoires sous-marins ; objectif : collaboration plus étroite avec
IFREMER dans ce domaine dans le but de proposer des solutions innovantes
2 semestres de CRCT pour un enseignant-chercheur pour recherche
formation d’un technicien dans le domaine de l’optoélectronique pour les télécommunications
Plan de formation de l'unité
Joindre, le cas échéant, le plan de formation en précisant l'implication des instances
consultatives de l'unité et du correspondant formation.
Soutien de la Direction, de la Direction de la Recherche et du Conseil Scientifique et
Technologique
Transfert du savoir-faire du laboratoire
Propositions d'Ecoles thématiques, de stage, de tutorat…
Proposition de Workshop dans le cadre du projet européen AFISA pour l’analyse d’images de
pièces calcifiées de poissons ; objectif : outil d’aide à l’âgeage de poissons, et plus généralement au
suivi des ressources halieutiques
IV – L’hygiène et la sécurité
Les rubriques suivantes seront brièvement développées :
Bilan des accidents et incidents survenus dans l'unité et mesures prises.
Aucun accident ni incident n’est survenu dans l’unité.
Identification et analyse des risques spécifiques rencontrés dans l'unité.
Une commission hygiène et sécurité existe au niveau de l’établissement, qui identifie et
examine les risques dans l’ensemble des locaux de l’établissement. Les membres du laboratoire
quant à eux participent en permanence à cette évaluation.
Le directeur de l’unité reçoit régulièrement la visite de membres de services de l’Etat chargés
de questions spécifiques de sécurité, ce qui permet d’effectuer une évaluation ponctuelle, mais aussi
examiner les tendances sur le moyen terme.
Dispositions mises en œuvre en fonction des risques. Priorités retenues.
Vérification de la fermeture des fenêtres et des portes. Mise sous clé des documents
importants. Cloisonnement de l’information. Protection informatique. Extincteurs, …
Fonctionnement des structures d'hygiène et de sécurité propres à l'unité (ACMO, comité
spécial d'hygiène et de sécurité, personne compétente en radioprotection…).
Les questions d’hygiène et de sécurité sont évoquées en réunion de laboratoire ou de
responsables d’équipe et soumises au comité hygiène et sécurité de l’établissement.
Dispositions mises en œuvre pour la formation des personnels et notamment des nouveaux
entrants (y compris stagiaires, doctorants…)
Le directeur de l’unité a suivi des journées de sensibilisation aux risques et aux mesures à
prendre pour les minimiser auprès d’un service du Premier Ministre.
Les nouveaux arrivants sont sensibilisés à ces questions à leur arrivée. L’Ecole Doctorale est
aussi une structure apte à organiser la formation des doctorants dans ce domaine.
Problèmes de sécurité qui subsistent et moyens envisagés pour les résoudre.
Les problèmes éventuels sont évoqués avec le comité d’hygiène et de sécurité de
l’établissement, qui prend éventuellement l’avis de personnes ou d’organismes spécialisés.
X - Annexe 3 : Compte rendu d’activité 2005-2006 de PERSYST
E.N.S.S.A.T.
6, rue de Kerampont
BP 80 518
22300 LANNION
Phone : 33-2-96-46-66-30
Fax : 33-2-96-37-01-99
PERSYST
Compte rendu d’activité 2005-2006
Unité Mixte de Recherche du CNRS
UMR 6082 FOTON
Directeur : Jean-Claude SIMON
Sommaire
.......................................................................................Erreur ! Signet non défini.
PERSYST ......................................................................................................... 262
Sommaire ......................................................................................................... 263
Introduction ..................................................................................................... 264
Projets de recherche........................................................................................ 265
Collaborations et contrats avec des industriels ............................................ 266
1) Keopsys ........................................................................................................ 266
2) Metconnex.................................................................................................... 266
3) France Telecom ........................................................................................... 266
4) Smart Quantum .......................................................................................... 266
5) Cleode ........................................................................................................... 266
Outils de communication ................................................................................ 268
Etudes futures .................................................................................................. 269
Partenaires publics de PERSYST.................................................................. 271
Introduction
La Plateforme d'Evaluation et de Recherche sur les SYStèmes de Transmissions optiques
(PERSYST) est une plateforme publique de services et de recherche s'adressant aux industriels et
aux universitaires dont le déploiement a été initié en septembre 2003. Elle présente une double
orientation :
•
D'une part, elle offre des services aux industriels des télécommunications optiques désirant
caractériser leurs composants à l'aide des équipements lourds disponibles sur la plateforme ou déployer leurs sous-systèmes dans une ligne de transmission à très haut débit
configurable selon leur volonté (10, 40 ou 160 Gbit/s), à différents formats de modulation
(NRZ, RZ, CSRZ, DPSK).
•
D'autre part elle est ouverte à la recherche en contribuant à de nombreux projets de
l'Agence Nationale de la Recherche, des pôles de compétitivité ou encore réseaux et
projets européens.
PERSYST est intégrée au sein de FOTON (CNRS UMR 6082) et rattachée à l'université de
RENNES I (ENSSAT de Lannion). Elle fonde son expertise sur 10 années de recherche menées à
France Télécom R&D. Elle bénéficie également d'une expérience de 3 ans acquise au sein d'Algety
Télécom-Corvis sur la conception de systèmes de transmissions optiques longue distance.
PERSYST offre toutes les garanties de confidentialité nécessaires en environnement
industriel par l'intermédiaire du SAIC (Service d'Activités Industrielles et Commerciales) de l'université
de RENNES I.
Projets de recherche
En ce qui concerne les projets de recherche, la plateforme PERSYST intervient dans de
nombreux projets nationaux et internationaux.
D'abord, PERSYST contribue de manière incontournable aux projets de recherche de l'UMR
FOTON et en particulier aux projets du réseau national de recherche en télécommunication RNRT. La
plateforme est impliquée dans 2 projets RNRT en cours : ASTERIX et ROTOR.
Au sein du projet ASTERIX, son rôle est la caractérisation de composants de type absorbant
saturable en microcavité verticale pour la régénération optique du signal et la démonstration d'une
transmission régénérée à 42.66 Gbit/s à l'aide de composants conçus dans le cadre du projet. Ces
études ont permis la publication de plusieurs communications dans des revues [ 1] et conférences
internationales [ 2].
Au sein du projet ROTOR, les équipements et le savoir faire de PERSYST sont mis à
disposition pour la caractérisation de composants optoélectroniques pour la récupération d'horloge
tout optique à 40 Gbit/s et plus [ 3].
D'autre part, dans le cadre d'un contrat européen d'action intégrée (PAI) avec le laboratoire du
RINCE (Research Institute for Networks and Communications Engineering) en Irlande, la
démonstration d'une conversion de longueur d'onde à 80 Gbit/s a été réalisée sur la plateforme
PERSYST. Les phénomènes de relaxations intrabandes dans un amplificateur optique à
semiconducteur (SOA) ont été utilisés [ 4]. D'autres études ont également été menées dans le cadre
de cette collaboration sur l'étude des performances d'un système à 80 Gbit/s et du potentiel d'un
composant absorbant saturable en microcavité verticale à ce débit de modulation [ 5, 6].
Dans le cadre d’une collaboration informelle avec l'université de Bourgogne (LPUB), la
plateforme PERSYST a validé une technique proposée par l'université de Bourgogne pour la mesure
de gigue temporelle et de fluctuations d'amplitude à partir d'une mesure simple à l'aide d'un
autocorrélateur optique. Plusieurs publications communes sont en cours de rédaction.
PERSYST collabore également avec d'autres plateformes technologiques régionales. Des
projets communs ont en effet été montés avec la plateforme PERFOS, plateforme d'étude et de
recherche sur les fibres optiques spéciales (projet ANR soumis) et la plateforme PERDYN, plateforme
d'évaluation et de recherche sur les fonctions dynamiques optoélectroniques (projet pour la réalisation
d'un émulateur de PMD, collaboration informelle concernant l'étude d'un réseau optique métropolitain
comportant des nœuds de commutation).
La plateforme PERSYST a su également s'implanter au niveau européen. Dans le cadre du
réseau d’excellence européen ePIXnet, fédérant 35 laboratoires de recherche européens, PERSYST
a été récemment mandatée par le comité de pilotage du réseau pour coordonner une plate-forme de
caractérisation haut débit de composants photoniques et optoélectroniques. Cette plate-forme
européenne comporte 7 partenaires dont certains sont de grands instituts de recherche tels que les
laboratoires de COM au Danemark ou du HHI à Berlin. Cette plateforme de caractérisation haut débit
a pour objectif de caractériser les composants issus du réseau européen. Des caractérisations dites
″physiques″ pour la caractérisation amont de composants peu matures pour leur application finale
sont réalisées ainsi que des caractérisations dites ″système″ pour les composants les plus matures et
dont la fonctionnalité peu être testée dans un environnement de télécommunications optiques.
Collaborations et contrats avec
des industriels
1) Keopsys
La première collaboration scientifique et industrielle de PERSYST a commencé en janvier
2004. Cette collaboration réunissait PERSYST et la société KEOPSYS.
Le rôle de la plateforme PERSYST était de valoriser au niveau de l'état de l'art un
amplificateur de forte puissance dans une expérience de transmission. L'utilisation de ces
amplificateurs délivrant une puissance de +27 dBm n'est pas courante dans les systèmes de
transmission conventionnels. L'expertise de PERSYST, notamment sur les effets non linéaires dans
un système de transmission optique [ 7], a permis la réalisation d'une liaison de type « FESTON »
dans une boucle à recirculation où le pas d'amplification est de 40 dB équivalent à 200 km de fibre de
ligne.
Cette expérience a fait l'objet de présentations dans des conférences majeures du domaine
des télécommunications optiques [ 8, 9].
2) Metconnex
Une prestation de service a été mise en place avec la société canadienne Metconnex pour la
validation d'un routeur optique pour systèmes multiplexés en longueur d’onde. Le rôle de la plateforme
est de tester la possibilité de cascader le routeur optique dans un système de transmission optique à
40 Gbit/s, de tester l'impact du format de modulation, l'impact du décalage spectral du composant par
rapport à la longueur d'onde du signal et l'impact des effets de polarisation induits par le composant.
Le contrat de 10 K€ est signé et les études sont en cours. Une communication commune a d'autre
part déjà été présentée à la plus grande conférence européenne des télécommunications optiques
(ECOC 2005 [ 10]). Suite à cette présentation, la parution d'un communiqué de presse a permis à la
société Metconnex de promouvoir son produit.
3) France Telecom
Par ailleurs, France Télécom R&D a manifesté une claire approbation du principe de cette
plate-forme universitaire. Ce soutien a été réaffirmé par une lettre signée par le Directeur Scientifique
de France Télécom R&D, Paul Friedel.
Le groupe FTRD Lannion a depuis décidé d'externaliser certains pans de sa recherche :
PERSYST vient de signer récemment un contrat de recherche externe sur l’étude de la régénération
optique dont le montant est de 45 K€ / an sur une durée de 3 ans. Le rôle de la plateforme est
d'étudier le potentiel d'un régénérateur optique constitué d'un modulateur à électro-absorption (MEA)
suivi d'un amplificateur optique à semiconducteur dans une transmission optique à 40 Gbit/s à partir
de composants disponibles sur le marché. Des études expérimentales et théoriques seront réalisées
par la plateforme.
4) Smart Quantum
La plateforme a également collaboré avec un certain nombre de PME.
Par exemple, Smart Quantum est une jeune société lannionaise, qui propose des solutions
optiques pour la transmission sécurisée de données. Cette société a remporté le 1er prix au concours
Cre'Act de Bretagne en 2004 qui récompense les jeunes créateurs d’entreprises innovantes. Elle a fait
appel à la plateforme PERSYST pour tester la compatibilité de sa solution sur un réseau de transport
optique WDM.
5) Cleode
La plateforme a aussi fait développer un équipement par la société lannionaise Cleode,
équipement qui répondait aux besoins de la plateforme. Un contrat signé entre la société Cleode et
l'université de Rennes 1, donne des droits à l'université sur la vente de ce produit aujourd'hui au
catalogue de la société. Trois équipements ont été vendu à ce jour dont certains à de gros industriels
du domaine des télécommunications. Cette démarche peu habituelle, confirme que les
préoccupations de PERSYST sont bien en adéquation avec celle des industriels. Cet équipement a
permis l'étude de l'impact du pas de propagation entre deux sites de régénération optique ; avec
l'équipement disponible sur le marché précédemment, cette étude était beaucoup plus complexe à
mettre en œuvre [1].
Outils de communication
En plus de son activité de recherche, PERSYST a développé différents moyens de
communication indispensables à la visibilité de la plateforme au niveau national et international.
La plateforme a fait développer un site internet pour être visible à tous les niveaux
(http://www.persyst.fr).
Dans le cadre de la plateforme multisite ePIXnet, elle a mis en place un forum de discussion
afin que chaque partenaire européen de la plateforme de caractérisation puisse se concerter pendant
la phase de mise en place de cette plateforme.
D'autre part, l'équipe de PERSYST veille à être présente sur toutes les grandes conférences
internationales dans le rayonnement de ses compétences tant d'un point de vue scientifique par des
communications, que d'un point de vue relationnel, par la distribution de plaquettes descriptives de la
plateforme et la prise de contact avec des industriels et universitaires susceptibles d'être intéressés
par les compétences de la plateforme. Notamment, elle sera présente sur le salon des exposants de
la conférence européenne des télécommunications optiques ECOC 2006 où la démonstration en
direct d'une transmission à très haut débit démontrera son expertise dans le domaine.
Etudes futures
Suite à l'appel à projets ANR-Telecom 2006, PERSYST a proposé un projet de plateforme
appelé PERSYST II, porté dans lequel interviennent 2 acteurs industriels que sont France Telecom
R&D et le groupement d'intérêt économique Alcatel Thales III-V Lab, ainsi que 2 acteurs universitaires
situés en Ile de France (LPN) et en Bourgogne (LPUB). Ce projet, soumis en mai 2006, a d'ores et
déjà été labellisé par deux pôles de compétivité : le pôle Images et Réseaux de la région Bretagne, et
le pôle System@tic de la région Ile de France. Ce projet a été labellisé en liste complémentaire par
l’ANR. Cependant PERSYST contribue de manière importante à plusieurs projets labellisés en priorité
en 2006 par l’ANR-Télécom : FUTUR, ANTARES, et λ-ACCESS. Par ailleurs PERSYST est
partenaire de plusieurs projets. Ce projet de plateforme devrait permettre à PERSYST d'élargir ses
moyens et ses compétences aux transmissions optiques très haut débit, c'est-à-dire supérieurs à 160
Gbit/s.
Un contrat de collaboration sera signé avant la fin 2006 avec le laboratoire de recherche en
télécommunication de Pise en Italie, ″Centro di eccellenza per l'ingegneria delle reti di comunicazione,
scuela superiore Sant'Anna″. Des études connexes donneront lieu à des échanges d'étudiants, de
chercheurs ou de post-doctorants.
Des discussions sont en cours avec des industriels internationaux pour la mise en place de
prestations de service et de collaboration (Avanex, Centre for Integrated Photonics, Proximion…).
Par ailleurs, PERSYST intervient dans 6 projets qui ont été labellisés par le pôle breton
Images et Réseaux qui sont actuellement en cours de demande de financement. Dans ce cadre, la
plateforme PERSYST va élargir ses compétences au réseau d'accès optique. Le rôle de PERSYST
sera notamment de développer des équipements pour la transmission de données en mode paquet
(burst) et de valider les performances systèmes de composants tels que des lasers directement
modulés.
Enfin, la Région Bretagne a accordé à PERSYST une bourse de thèse démarrant à la rentrée
2006 pour un projet consacré aux fonctions d’échantillonnage optique rapide pour le traitement toutoptique de signaux à très haut débit (> 160 Gbit/s).
Partenaires publics de PERSYST
[1]
M. Gay, L. Bramerie, D. Massoubre, A. O’Hare, A. Shen, J.L. Oudar,
J.C. Simon, ‘Cascadability Assessment of a 2R Regenerator Based on Saturable Absorber
and Semiconductor Optical Amplifier in a Path Switchable Recirculating Loop’, IEEE
Photonics Technology Letters, Vol.18, Issue 11, pp.273-1275, jun 2006..
[2]
M. Gay, L. Bramerie, J.C. Simon, A. O’Hare, D. Massoubre, J.L. Oudar, A. Shen,
‘Cascadability and wavelength tunability assessment of a 2R regeneration device based on
saturable absorber and semiconductor optical amplifier’, Opical Fiber Communication
Conference, OFC, OThB1, 2006.
[3]
V. Roncin, B. Le-Guyader, S. Lobo, B. Clouet, J.C. Simon, ’43 Gbit/s Bit error rate
assessment of a simple all optical clock recovery scheme’, European Conference on Optical
Communications (ECOC 2005), Th 1.3.7, 2005.
[4]
L. Bramerie, A. Clarke, G. Girault, S. Lobo, M. Gay, C. Guignard, V. Roncin, B.
Kennedy, S. Feve, B. Clouet, F. Ginovart, P. M. Anandarajah, L. P. Barry, and J.C. Simon,
‘Investigation of SOA based wavelength conversion at 80 Gbit/s using bandpass filtering’,
Conference on Lasers and Electro-Optics, Technical Digest CLEO, CMN5, 2006.
[5]
A. M. Clarke, P. M. Anandarajah, L. Bramerie, C. Guignard, D. Massoubre, A. Shen,
J.L. Oudar, L. P. Barry, J. C. Simon, “Enhancement of System Performance in 80Gb/s
OTDM systems by using a Vertical Microcavity based Saturable Absorber", European
Conference on Optical Communications (ECOC), 2006.
[6]
P. Anandarajah , A. Clarke, C. Guignard, L. Bramerie, L. P. Barry and J. Harvey ,
‘Performance of 80 Gb/s OTDM System Employing Gain-Switched Pulses Compressed by a
Linearly and a Nonlinearly Chirped Grating”, European Conference on Optical
Communications (ECOC), 2006.
[7]
F. MERLAUD et al, “Modélisation de systèmes optiques WDM Terabit/s à solitons
gérés en dispersion à 10 et 40 Gbit/s par canal”, Colloque de l'Action Spécifique n°36 du
département STIC du CNRS « Communications Numériques Optiques et Systèmes “Tout
Optique” » (COSTO), session 3 «Techniques à large bande et faible bruit », ENST Paris,
décembre 2003.
[8]
B. Clouet, B. Leguyader, S. Lobo, L. Bramerie, F. Merlaud, E. Gueorguiev, C.
Vitre, M. LeFlohic, J-C. Simon, “1,6 Terabit/s RZ Transmission over 4x40 dB SSMF spans
using 27.4 dB Contra-Raman Gain and + 26.5 dBm EDFA”, Postdeadline paper, Optical
Amplifier and their Applications (OAA), PDP5, 2004.
[9]
B. Clouet, B. Le Guyader, S. Lobo, F. Merlaud, J.C. Simon, T. Ducellier "40x40
Gb/s RZ transmission over 3x40 dB SSMF spans using 27 dB contra-Raman Gain and +27
dBm EDFA", European Conference on Optical Communications (ECOC), We4.123, 2004.
[10] B. Clouet, B. Le Guyader, S. Lobo, F. Merlaud, J.C. Simon, T. Ducellier,
« Cascadability Study of 16 1x9 Wavelength Selective Switches with 5x42.6 Gb/s CS-RZ
Channels », European Conference on Optical Communications (ECOC), We4.P.117, 2005.
[11] D.Massoubre, J-L.Oudar, G.Aubin, A.Shen, J.Decobert, L.Bramerie, J-C.
Simon, M.Gay: “High speed, high switching contrast quantum well saturable absorber for
160 Gbit/s operation”, Conference on Lasers and Electro-Optics / Quantum Electronics and
Laser Science Conference (CLEO/QELS 2005), [CThD3], Baltimore, USA, may 2005.
[12] M.Gay, L.Bramerie, D.Massoubre, A.O’Hare, A.Shen, J-L.Oudar, J-C Simon:
“Experimental Investigation of a Cascaded Optical 2R Regenerator in an Optical Fibre Link”,
32nd European Conference on Optical Communication (ECOC 2006), [Tu1.3.3], Cannes,
France, sep 2006.
[13] M. Gay, L. Bramerie, J.C. Simon, V. Roncin, G. Girault, B. Clouet, S. Lobo, S.
Feve, T. Chartier: “2R and 3R optical regeneration: from device to system characterization”,
32nd European Conference on Optical Communication (ECOC 2006), [Tu1.3.1], Cannes,
France, sep 2006. Conférence invitee