MONOMODE LASERS WITH LOW FEEDBACK SENSITIVITY FOR 2.5GBit/s ISOLATOR-FREE TRANSMISSIONS

LASERS MONOMODES A FAIBLE SENSIBILITE A LA RETROACTION OPTIQUE POUR LES TRANSMISSIONS A 2,5GBit/s SANS ISOLATEUR

Frédéric Grillot (1)

1 FEMTO-ST - Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174)

The implementation of optics into the metropolitan network is today made difficult by the price of the optical components. One of the main source of cost originates from the need for optical isolation. The goal of this PhD work is to design monomode lasers having a low sensitivity to external optical feedback for 2.5GBit/s isolator-free transmissions. The study of conventional DFB (Distributed Feedback Lasers) lasers has allowed to understand both quantitatively and qualitatively the effects induced by optical feedback on the lasers and to relate these effects to the degradations in the bit error rate plots. Although a chip selection was found necessary, successful 2.5GBit/s 85°C transmissions without floor and with a very low penalty have been achieved. In order to avoid any selection operation, new DFB laser structures based on a chirped bragg grating have been designed. With these lasers, state of the art and homegeneous static and dynamic performances from laser to laser were demonstrated. These results are very promising for high performance laser operating without the need for any optics or optical isolator, and open the way for all-optical telecommunication networks.

Alors que les télécommunications optiques se sont imposées dans les liaisons point à point de très haut débit, leur extension au réseau métropolitain, caractérisé par une grande densité de connexions, est aujourd'hui freinée par le prix élevé des composants. Un des principaux facteurs de coût dans la fabrication des modules optique est lié au besoin de coupler le laser à un isolateur afin de le protéger des réflexions externes. Le but de cette thèse a consisté à développer des lasers monomodes faiblement sensibles à la réalimentation optique afin de pouvoir réaliser des transmissions à 2,5 GBit/s sans isolateur optique. L'étude de structures DFB (Distributed Feedback Lasers) conventionnelles a permis de relier les effets physiques induits sur les composants par la contre-réaction optique aux dégradations observées dans les courbes de taux d'erreurs. Bien qu'un tri de ces composants soit nécessaire à l'échelle industrielle, des transmissions à 2,5 GBit/s et à 85°C ont été réalisées sans plancher et avec de faibles pénalités après optimisation de la structure laser. Afin de s'affranchir de l'opération de tri, de nouvelles structures DFB à pas variable et fondées sur l'utilisation d'un réseau de Bragg asymétrique (chirped grating) ont ensuite été réalisées. Les résultats montrent des performances statiques et dynamiques homogènes sur plaque et au-delà de l'état de l'art. Outre la réduction du prix lié à l'absence d'isolateur, de telles performances permettent surtout de s'affranchir de l'opération de tri et sont donc particulièrement prometteuses pour le développement futur des réseaux de télécommunications tout optique.

Mots clés: semiconductor laser; optical feedback; Coherence Collapse; penalty; isolator

Mots clés: laser à semi-conducteur; rétroaction optique; effondrement de la cohérence; transmission; pénalité; isolateur optique

Domaines: Autre

Frédéric Grillot. LASERS MONOMODES A FAIBLE SENSIBILITE A LA RETROACTION OPTIQUE POUR LES TRANSMISSIONS A 2,5GBit/s SANS ISOLATEUR. Autre. Université de Franche-Comté, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00007829⟩