Etude des amplificateurs paramétriques à fibre optique pour leur utilisation dans les systèmes de transmissions optiques haut débit multiplexées en longueur d'ondes PDF Download

Author: Anne Legrand
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Languages : fr
Pages : 164

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Pour augmenter la quantité d'information transmise par les réseaux de télécommunications optiques, les équipementiers souhaitent étendre la bande spectrale utilisée. Ceci nécessite de nouveaux amplificateurs optiques. Les amplificateurs paramétriques à fibre optique présentent l'avantage de produire une large bande de gain. Au cours de cette thèse, leurs conditions de fonctionnement ont été étudiées afin de vérifier leur adéquation aux systèmes de transmission optique. Cette étude a montré qu'un amplificateur paramétrique peut produire une bande de gain répondant aux exigences des transmissions multiplexées en longueur d'onde. De plus, un facteur de bruit de 4 dB a été mesuré électriquement. Par contre, une attention particulière doit être portée au dispositif de pompage optique. Ce travail a permis de mieux définir ses caractéristiques essentielles pour résister à l'effet néfaste de la diffusion Brillouin et assurer une amplification faible bruit et sans distorsion des canaux

Author: Armand Vedadi
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Languages : fr
Pages : 118

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Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font partie de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apportés par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 ~m en utilisant des fibres à cristal photonique.

Author: MATHILDE.. SEMENKOFF
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Languages : fr
Pages : 161

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CETTE THESE CONCERNE L'ETUDE DES AMPLIFICATEURS OPTIQUES A FIBRE DOPEE POUR LES SYSTEMES DE TRANSMISSION SUR LONGUE DISTANCE UTILISANT LA TECHNIQUE DU MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D'ONDE. UNE TELLE APPLICATION PRESENTE DES EXIGENCES SEVERES SUR LA REPONSE DES AMPLIFICATEURS: TOUS LES CANAUX DOIVENT ETRE AMPLIFIES APPROXIMATIVEMENT DU MEME FACTEUR ET CONSERVER LE MEME RAPPORT SIGNAL-A-BRUIT S/B EN SORTIE DE L'AMPLIFICATEUR. UNE PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL A CONCERNE L'ETUDE DU PROBLEME TECHNOLOGIQUE MAJEUR DES AMPLIFICATEURS A FIBRE EN VERRE FLUORE A SAVOIR CELUI DE LA CONNEXION ENTRE FIBRE EN VERRE FLUORE ET FIBRE EN SILICE. UNE TECHNIQUE D'EPISSURE PAR COLLAGE ASSURANT DES PERTES D'INSERTION INFERIEURES A 0.1 DB ET UN TAUX DE REFLEXION INFERIEUR A -80 DB A ETE MISE AU POINT. IL A DES LORS ETE POSSIBLE D'EXPLOITER LA GRANDE EFFICACITE DES NOUVELLES GENERATIONS DE FIBRE EN VERRE FLUORE, LA PUISSANCE DE POMPE INJECTEE N'ETANT PLUS LIMITEE PAR LES PERTES ET LES REFLEXIONS AUX EXTREMITES DE LA FIBRE DOPEE. LE DEUXIEME POINT FORT DE CE TRAVAIL A ETE DE METTRE AU POINT UNE NOUVELLE STRUCTURE D'AMPLIFICATEUR A FIBRE POUR LES LIAISONS SUR LONGUE DISTANCE OU PLUSIEURS AMPLIFICATEURS DOIVENT ETRE MIS EN SERIE. UN NOUVEL AMPLIFICATEUR DENOMME AMPLIFICATEUR HYBRIDE A ETE CONSTRUIT A PARTIR DE FIBRE EN SILICE DOPEE ET DE FIBRE EN VERRE FLUORE DOPE. CECI A ETE RENDU POSSIBLE GRACE A LA NOUVELLE TECHNIQUE D'EPISSURE. CET AMPLIFICATEUR ASSURE UNE FAIBLE DIFFERENCE DE GAIN (

Author: Houmed Ibrahim
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Languages : en
Pages : 184

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LE THEME DE CETTE THESE SE SITUE DANS LE CADRE DES TRANSMISSIONS OPTIQUES. LES COMPOSANTS ETUDIES ET REALISES SONT DEUX TYPES D'AMPLIFICATEURS A FIBRE FLUOREE DOPEE ERBIUM, LE PREMIER OPERANT DANS LA FENETRE 1550 NM, LE SECOND FONCTIONNANT DANS L'INFRAROUGE MOYEN AUTOUR DE 2720 NM. LE PREMIER FIL CONDUCTEUR DE L'ETUDE A ETE L'OPTIMISATION DES DIFFERENTS PARAMETRES OPTOGEOMETRIQUES DE LA FIBRE FLUOREE AFIN DE MAXIMISER LE GAIN DE L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE ET D'ACCROITRE LE RENDEMENT DE CONVERSION DE L'ENERGIE DU POMPAGE OPTIQUE EN GAIN NET. APRES L'OPTIMISATION DE LA FIBRE AMPLIFICATRICE A 1,5 M, LES PERFORMANCES DE CET AMPLIFICATEUR OPTIQUE A FIBRE FLUOREE ONT ETE EVALUEES DANS UN SYSTEME DE TRANSMISSION NUMERIQUE HAUT DEBIT PUIS DANS UN SYSTEME DE TELEDISTRIBUTION ANALOGIQUE. AFIN D'AUGMENTER LE GAIN DE L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE A 2,7 M, LE VIDAGE DU NIVEAU 4I#1#3#/#2 PAR LE BIAIS D'UNE LONGUEUR D'ONDE DE POMPE ADEQUATE QUI CREE UNE ABSORPTION PAR ETATS EXCITES, OU PAR LE CODOPAGE DE L'ER#3#+ AVEC DU PRASEODYME, A ETE ETUDIE. AUTOUR DE LA LONGUEUR D'ONDE 1,5 M, L'OPTIMISATION DES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES DE LA FIBRE FLUOREE DOPEE ER#3#+ A PERMIS D'ATTEINDRE UN GAIN PETIT SIGNAL DE 31 DB ET AVEC UNE FIBRE FLUOREE DE GRANDE OUVERTURE NUMERIQUE UN RENDEMENT DE 3,4 DB/MW A ETE MESURE. DEUX METHODES DE MESURE DE BRUIT OPTIQUE ET ELECTRIQUE ONT ETE MISES AU POINT. UN MODULE AMPLIFICATEUR OPTIQUE A FIBRE FLUOREE A 1,5 M ET A GAIN PLAT A ETE REALISE. LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE L'AMPLIFICATEUR: GAIN PETIT SIGNAL, PUISSANCE DE SORTIE, FACTEUR DE BRUIT SONT ANALYSEES DANS LES TROIS SCHEMAS CLASSIQUES POST-AMPLIFICATION, AMPLIFICATION EN LIGNE ET PREAMPLIFICATION. L'INSERTION DE CE MODULE AMPLIFICATEUR DANS UN SYSTEME DE TRANSMISSION NUMERIQUE A 5 GBIT/S A PERMIS D'ACCROITRE LA PORTEE DE LA LIAISON POINT A POINT. DANS UN SYSTEME DE TELEDISTRIBUTION ANALOGIQUE A 1,5 M, L'INTERET DU GAIN SPECTRAL PLAT DE L'AMPLIFICATEUR A FIBRE FLUOREE A ETE DEMONTRE

Author: Philippe Leproux
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Languages : fr
Pages : 226

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Dans le domaine des télécommunications par fibres optiques sur longues distances, l'association de l'amplification optique et du multiplexage en longueur d'onde permet d'augmenter le debit des transmissions. Dans de tels systemes, les amplificateurs à fibres dopées aux terres rares doivent pouvoir réamplifier la lumière, atténuée lors de sa propagation, sur une large bande spectrale contenant la totalité du multiplex. L'augmentation du nombre de canaux multiplexés impose l'accroissement de la puissance de sortie totale des amplificateurs. Une solution à ce problème est l'utilisation d'amplificateurs de puissance à fibres optiques double gaine, dans lesquelles la technique du pompage multimode par laa gaine permet de travailler avec des valeurs de puisances de pompe trés élevées. A travers une étude théorique et numérique des amplificateurs optiques à fibres double gaine dopées erbium, nous nous proposons d'optimiser les paramètres opto-géometriques des fibres mises en jeu. D'une part, l'influence de la géométrie de la gaine interne sur l'absorption de la pompe est étudiée, en faisant intervenir des notions issues de la théorie du chaos ondulatoire. Les meilleurs performances sont obtenues dans le cas d'une circulaire à deux troncatures non parallèles. D'autres part, la meilleure distribution transverse du dopant de terre rare est recherchée, afin d'améliorer le gain de l'amplificateur. Une répartition du dopant en forme d'anneau permet d'obtenir des performances interessantes en terme de gain large bande, attractives pour l'utilisation dans un système à multiplexage en longueur d'onde. Une étude expérimentale de l'absorption de la pompe dans les fibres optiques amplificatrices à double gaine est par ailleurs réalisée.

Author: Fabien Roy
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Languages : fr
Pages : 201

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Pour faire face à l'accroissement de la quantité d'information circulant sur les réseaux de télécommunication, de nombreuses innovations techniques permettent de transmettre sur les fibres optiques jusqu'à plusieurs térabits par seconde. En particulier le multiplexage en longueur d'onde (WDM), qui consiste en la transmission simultanée dans la même fibre de plusieurs canaux à des longueurs d'onde différentes, en association avec l'amplificateur optique à fibre dopée Erbium (EDFA), qui réalise l'amplification de tous ces canaux, permettent d'atteindre de tels débits. Pour aller encore plus loin, l'ajout de canaux WDM situés dans une nouvelle plage spectrale ne pourra être possible que si un dispositif d'amplification optique est disponible pour ces nouvelles longueurs d'onde. Or l'amplificateur à fibre dopée Thulium (TDFA) fonctionne dans une région du spectre où les signaux transmis sur les fibres optiques sont faiblement atténués. Cependant, deux caractéristiques majeures doivent être perfectionnées pour l'utilisation de ce composant dans les systèmes WDM.D'une part, la principale fonction de cet amplificateur est d'atteindre des puissances de signal importantes grâce à la conversion de la puissance optique à une longueur d'onde de pompe en puissance signal. Il s'agit, par conséquent de maximiser le rendement de conversion de puissance du TDFA. D'autre part, afin de profiter du minimum d'atténuation de la fibre optique, il convient de pouvoir décaler la position de la bande de gain offerte par le TDFA. Ce mémoire présente les différentes étapes qui ont permis de concevoir des schémas de pompage originaux. A partir de pompages à une longueur d'onde unique, nous montrons que l'association de deux longueurs d'onde de pompe judicieusement choisies permet un accroissement significatif du rendement ainsi que le décalage de la bande de gain. Ces pompages à deux longueurs d'onde ont permis d'atteindre des rendements records, dépassant 50%, tout en décalant la position de la bande d'amplification. Avec des performances comparables à ceux obtenus avec des EDFAs, l'amplificateur à fibre dopée Thulium est maintenant prêt pour les systèmes de télécommunications du futur.

Author: Gabriel Charlet
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Languages : fr
Pages : 0

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Des méthodes de modulation et de détection de la lumière originales ont été étudiées afin d'améliorer la performance des systèmes de transmission optique longue distance. Des formats de modulation multiplexés en polarisation, utilisant plusieurs niveaux de phase ont été étudiés en particulier. La détection cohérente associée à un traitement numérique du signal a également été choisie au niveau de la réception afin d'optimiser la performance du système. Cela permet notamment de compenser de façon très efficace les distorsions linéaires introduites par la propagation dans le fibre optique, telles que la dispersion chromatique et la dispersion modales de polarisation. Après propagation sur grande distance, le rapport signal à bruit devient une limitation importante. L'autre limitation provient des interactions non linéaire entre la lumière et la fibre optique qui limitent la puissance maximale que l'on peut injecter dans la fibre optique.La première transmission multiplexée en longueur d'onde sur grandes distances (>1000km) utilisant la détection cohérente a notamment été démontrée.Afin de minimiser l'impact de ces effets non linéaires, différentes stratégies ont été proposées et investiguées. L'impact du multiplexage de polarisation a notamment été quantifié dans des configuration où la dispersion chromatique de la fibre est compensée régulièrement dans la liaison et dans le cas où elle n'est compensée qu'en fin de liaison de façon numérique.La proposition d'utiliser un format de modulation à 2 niveaux de phase ainsi que les algorithmes permettant de le détecter ont été fait. Le gain de performance obtenu par rapport à la solution conventionnelle à 4 niveaux de phase a été montré.Au débit de 100Gb/s, la démonstration de la première transmission sur des distances transocéanique a également été faite.Ces travaux de recherche ont été notamment utilisés pour définir puis développer des produits Alcatel-Lucent qui sont maintenant commercialisés, à 40Gb/s en utilisant un format de modulation multiplexé en polarisation à deux niveaux de phase, et à 100Gb/s en utilisant un format multiplexé en polarisation à quatre niveaux de phase.

Author: Philippe Leproux
Publisher: Presses Academiques Francophones
ISBN: 9783838177885
Category :
Languages : fr
Pages : 208

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Dans les telecommunications par fibre optique sur longue distance, l'association de l'amplification optique et du multiplexage en longueur d'onde permet d'augmenter le debit des transmissions. Dans de tels systemes, les amplificateurs a fibres dopees aux terres rares doivent pouvoir reamplifier la lumiere, attenuee lors de sa propagation, sur une large bande spectrale contenant la totalite du multiplex. L'augmentation du nombre de canaux multiplexes impose l'accroissement de la puissance de sortie totale des amplificateurs. Une solution est l'utilisation d'amplificateurs de puissance a fibres optiques double gaine, dans lesquelles la technique du pompage multimode par la gaine permet de travailler avec des valeurs de puissance de pompe tres elevees. Cet ouvrage propose une etude complete de ce type d'amplificateur, a la fois theorique, numerique et experimentale, permettant d'optimiser les parametres opto-geometriques des fibres mises en jeu. En particulier, l'influence de la geometrie de la gaine interne sur l'absorption de la pompe est etudiee a partir de notions issues de la theorie du chaos ondulatoire. La distribution du dopant de terre rare est egalement consideree.

Author: Arnaud Mussot
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131548604
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Languages : fr
Pages : 192

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Cette thèse porte sur l'utilisation du processus d'amplification paramétrique dans le fibres optiques dans le cadre d'applications en télécommunications (collaboration avec Alcatel) et sur la génération de supercontinuum spectraux. Les Amplificateurs Paramétriques à Fibres Optiques (FOPA) possèdent un potentiel intéressant en vue d'applications en télécommunications, en raison des larges bandes de gain disponibles, de leur accordabilité en longueur d'onde et de leurs propriétés de conversion de fréquence. Nous proposons un travail principalement théorique afin de vérifier la compatibilité de cette nouvelle famille d'amplificateurs avec les performances que requièrent les systèmes de télécommunications actuels. Différents formats de modulation de phase de la pompe sont étudiés afin de s'affranchir de la diffusion Brillouin stimulée, susceptible d'ètre engendrée par les puissantes pompes continues mises en oeuvre dans ces amplificateurs. Les performances de ces pompes sont ensuite évaluées sur des signaux monochromatiques et sur des signaux modulés en intensités. Ces résultats théoriques ont été validés par des des essais expérimentaux réalisés par Alcatel.

Author: Thierry Georges
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Languages : fr
Pages : 239

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DEUX GRANDES INNOVATIONS ONT PERMIS D'AUGMENTER CONSIDERABLEMENT LES CAPACITES DES SYSTEMES DE TRANSMISSION TRANSOCEANIQUES: L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE ET LE SOLITON. L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE A FIBRE DOPEE A L'ERBIUM AINSI QUE LA PROPAGATION DE SOLITONS ONT ETE MODELISES DE MANIERE A PERMETTRE L'ETUDE ET L'OPTIMISATION DES SYSTEMES DE TRANSMISSION A SOLITONS. LE MODELE DE L'AMPLIFICATEUR QUE NOUS AVONS DEVELOPPE EST SIMPLE D'EMPLOI ET S'APPLIQUE A TOUS LES MODES DE FONCTIONNEMENT: FORT GAIN (SATURATION PAR L'EMISSION SPONTANEE AMPLIFIEE), SATURATION PAR LE SIGNAL, NOMBRE ET DIRECTION QUELCONQUES DES SIGNAUX ET DES POMPES IL PERMET EN OUTRE DE CARACTERISER SIMPLEMENT LA FIBRE AMPLIFICATRICE, D'OPTIMISER LES AMPLIFICATEURS ET DE CALCULER LE MODE DE FONCTIONNEMENT DES AMPLIFICATEURS EN CASCADE AINSI QUE LEUR SPECTRE DE BRUIT. CE DERNIER POINT EST D'UN INTERET MAJEUR POUR LES SYSTEMES AMPLIFIES. POUR L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE SOLITONS EN PRESENCE D'IMPERFECTIONS ET DE BRUIT, UNE THEORIE DES PERTURBATIONS A ETE APPLIQUEE. ELLE PERMET DE CALCULER LES STATISTIQUES DU TEMPS D'ARRIVEE DES SOLITONS ET DE LEUR AMPLITUDE. LES EFFETS DES IMPERFECTIONS DU SYSTEME, DE L'INTERACTION OU DES COLLISIONS DE SOLITONS SONT PRIS EN COMPTE. DEUX NOTIONS DE BASE D'UN SYSTEME DE TRANSMISSION SE DEDUISENT DIRECTEMENT DE CES STATISTIQUES, LA GIGUE DU TEMPS D'ARRIVEE ET LE RAPPORT SIGNAL A BRUIT OPTIQUE. LA THEORIE DES PERTURBATIONS PERMET EGALEMENT D'EVALUER L'EFFICACITE DES DIFFERENTES TECHNIQUES DE CONTROLE DU SOLITON, TELS QUE LE FILTRAGE EN LIGNE ET LA MODULATION SYNCHRONE DES SOLITONS.