Intégration par épitaxie sélective d'un Modulateur Electro-Absorbant et d'un Amplificateur Optique à base de puits quantiques AlGaInAs
Résumé
The development of wavelength agnostic networks is currently an important driving force for developping low-cost achromatic sources. Utilizing an electro-absorption modulator integrated with a semi-conductor optical amplifier is an attractive solution. This enables high speed, high gain, achromacity, athermality and low polarization dependencie functionalities. The amplified modulator work in a reflective scheme and need only one fiber. The selective metal-organic vapor phase epitaxy is used in order to integrate monolithically the modulator and the amplifier. This technic allows a local and spatial variation of the thickness in the vicinity of a selective dielectric mask. The active layers defining the device consists of AlGaInAs multiple-quantum well based materials. The thickness and composition are choosen in order to obtain low polarisation depency and apply a positive wavelength detuning between amplifier and modulator. This last point enables an enhancement of the insertion gain possible since the gain peak of the amplifier is detuned in the modulation spectral range. Analysis and interpretation of the modulator reflective spectrum demonstrate the validity of the detuning approach. The dynamic performances measured at 10 Gb/s show negligible penalties on the received power on a large wavelength and temperature range. Our results clearly show the high potential of this device for optical passive access network, as well as higher speed applications.
Le développement des réseaux d'accès multi-longueur d'onde à 10 Gb/s fait apparaître un besoin pour des composants achromatiques bas-coûts. L'utilisation d'un modulateur électro-absorbant intégré avec un amplificateur optique à semiconducteurs est une solution qui permet de répondre à la fois aux critères de débits, gain d'insertion, achromacité, athermalité et insensibilité à la polarisation. Le modulateur amplifié fonctionne dans un schéma réflectif et ne nécessite donc qu'une seule fibre optique.
L'épitaxie sélective en phase vapeur est utilisée afin d'intégrer monolithiquement le modulateur et l'amplificateur. La technique permet une variation spatiale et locale des épaisseurs des couches épitaxiéees au voisinage d'un masque diélectrique sélectif. Le
matériau définissant la zone active consiste en un empilement de puits quantiques à base de matériaux AlGaInAs. Les épaisseurs et les compositions définissant l'empilement sont déterminées afin d'obtenir l'insensibilité à la polarisation et d'appliquer un décalage
spectral entre le modulateur et l'amplificateur. Ce dernier point optimise le gain d'insertion du composant intégré puisque la position spectrale du pic de gain est décalée dans la zone de modulation. L'analyse et l'interprétation des spectres en réflexion du modulateur amplifié démontrent l'intérêt de ce décalage spectral. Le comportement dynamique à haut débit montre des pénalités négligeables sur la puissance reçue en fonction de la longueur d'onde et de la température. Les résultats obtenus illustrent l'intérêt du composant pour les réseaux d'accès passifs mais aussi pour d'autres applications à plus haut débit.
L'épitaxie sélective en phase vapeur est utilisée afin d'intégrer monolithiquement le modulateur et l'amplificateur. La technique permet une variation spatiale et locale des épaisseurs des couches épitaxiéees au voisinage d'un masque diélectrique sélectif. Le
matériau définissant la zone active consiste en un empilement de puits quantiques à base de matériaux AlGaInAs. Les épaisseurs et les compositions définissant l'empilement sont déterminées afin d'obtenir l'insensibilité à la polarisation et d'appliquer un décalage
spectral entre le modulateur et l'amplificateur. Ce dernier point optimise le gain d'insertion du composant intégré puisque la position spectrale du pic de gain est décalée dans la zone de modulation. L'analyse et l'interprétation des spectres en réflexion du modulateur amplifié démontrent l'intérêt de ce décalage spectral. Le comportement dynamique à haut débit montre des pénalités négligeables sur la puissance reçue en fonction de la longueur d'onde et de la température. Les résultats obtenus illustrent l'intérêt du composant pour les réseaux d'accès passifs mais aussi pour d'autres applications à plus haut débit.
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