présentation - Intranet
Transcription
présentation - Intranet
L’absorbant saturable à multi puits quantiques pour la régénération 2R optique, mise en évidence d’effets thermiques 0*$< (1), L.BRAMERIE(1), E. LE CREN(1), S. FEVE(1), J.C. SIMON(1) M. GUEZO (2), O. DEHAESE (2), S. LOUALICHE (2) (1) Laboratoire d’optronique - ENSSAT / Université de Rennes1 (2) LENS - INSA Rennes CNRS UMR FOTON 6082 *URXSHPHQWG¶LQWpUrWVFLHQWLILTXH)RWRQ Principe de la régénération 2R I- Principe Réduction du bruit Limitation des fluctuations d’amplitude sur les ‘1’ Amélioration du taux d’extinction Puissance de sortie Principe d’une porte optique non linéaire en auto-saturation Limitation des fluctuations d’amplitude Réduction du bruit Puissance incidente *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ 2 La régénération 2R à base d’absorbant saturable I- Principe 3 Multi puits quantiques d’InGaAs / InP mis en cavité ⇒ Forte absorption à la longueur d’onde d’absorption des liaisons excitoniques (cas 1). Champ optique incident : ⇒ Rupture des liaisons excitoniques. ⇒ Minimisation de l’absorption (cas 2). Pour la régénération : - Commutation entre un état passant (à fort signal, passage d’un ‘1’) - Un état bloquant (absorption à faible signal, réduction du bruit sur les ‘0’). Réflectivité en dB -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 Cas 2 Cas 1 1500 1550 1600 1650 Longueur d’onde en nm *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ Une régénération incomplète Contraste (dB) I- Principe 6 Contraste : 4 7H[RXW 5 ( 3 (1)) &= = 7H[LQ 5 ( 3 (0)) 2 0 4 2 4 6 8 10 12 14 Puissance incidente moyenne (dBm) Saturation des porteurs de la cavité non atteinte (nombre élevé de puits) ⇒ Régénération 2R incomplète : Fluctuations d’amplitude sur les ‘1’ non réduites. Des solutions sont à envisager pour réduire les fluctuations d’amplitude sur les ‘1’. *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ I- Principe Atouts de ce dispositif pour la régénération Dispositif passif. Adapté au très haut débit : ⇒ Jusqu’à 160 Gbit/s : Technique possible pour accélérer le temps de recombinaison des porteurs : dopage au Fer (LENS). Large bande d’absorption du composant mis en cavité (> 10 nm) : ⇒ Régénération de plusieurs canaux d’une transmission WDM simultanément sur un même composant par démultiplexage spatial : 6LJQDOPXOWLSOH[pHQ ORQJXHXUG¶RQGH OQ $EVRUEDQW 6DWXUDEOH O 'pPXOWLSOH[HXU *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ 5 Montage pompe / sonde 6 II-Caractérisation pompe / sonde Structure réalisée au LENS : • 61 puits d’InGaAs / InP. • Dopée au Fer (2.1018 cm-3) ⇒ temps de recombinaison des porteurs ~5ps. • Insérée dans une cavité : - Miroir d’or (miroir arrière), - Interface air-InP (miroir avant). Caractérisation des propriétés de commutation : mesure pompe / sonde MNL Signal de pompe @ 1540 nm EDFA λpompe Signal de sonde EDFA λsonde @ 1575 nm *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ λsonde Taux de remplissage 7 II-Caractérisation pompe / sonde Pompe : • Horloge à 10 GHz (impulsions de 50 ps à mi-hauteur). • Codée à l’aide d’un générateur de mots de longueurs variables : Mot de longueur N τ (N-1) «0» Tbit = 100 ps Puissance crête fonction du mot : Taux de remplissage optique : TR = τ 1 × 7ELW Tbit : durée d’un bit τ : largeur à mi-hauteur N : nombre de bits dans le mot 3PR\ 3FUrWH = TR *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ Mise en évidence d’effets thermiques (1) III- Résultats 9 Contraste en dB 8 7 8 TR 0,25 TR 0,1 TR 0,05 TR 0,01 6 5 4 3 2 1 0 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Puissance moyenne de pompe en dBm Le contraste augmente avec la puissance incidente : saturation de l’absorption. Pour une puissance incidente donnée, le contraste augmente quand le taux de remplissage diminue : la réflectivité augmente avec la puissance crête qui augmente quand le taux de remplissage diminue. Chute du contraste au-dessus de 14 dBm ⇒ cf. figure suivante. *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ Mise en évidence d’effets thermiques (2) III- Résultats 9 Décalage du spectre vers les grandes longueurs d’onde pour Ppompe > 10 dBm : échauffement du composant sous le flux des photons de pompe incidents ⇒ décalage de la résonance de la cavité et de l’exciton vers les grandes longueurs d’onde. -6 Réflectivité en dB -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 source large bande Ppompe = 9 dBm Ppompe =11 dBm Ppompe =15 dBm Ppompe =17 dBm Ppompe= 19 dBm -24 1550 1560 1570 1580 1590 1600 1610 1620 1630 Longueur d’onde en nm *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ Conclusion 10 L’absorbant saturable à multi puits quantiques : un dispositif prometteur pour la régénération 2R haut débit WDM. Une gestion du bruit d’amplitude sur les ‘1’ néanmoins nécessaire pour une régénération complète. Mise en évidence d’effets thermiques dans la cavité par caractérisation pompe / sonde ⇒ décalage du spectre de réflectivité du dispositif vers les grandes longueurs d’onde. Un phénomène qui peut ne pas être handicapant pour peu que la longueur d’onde de sonde reste supérieure à la longueur d’onde de résonance de la cavité. *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ 11 Groupement d’Intérêt Scientifique FOTON *URXSHPHQWG¶,QWpUrW6FLHQWLILTXH)RWRQ