Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les amplificateurs paramétriques à fibres optiques sont basés sur le processus de mélange à quatre ondes accordées en phase. Ces amplificateurs optiques se différencient des amplificateurs optiques fibré. Ils possèdent des propriétés intrinsèques spécifiques, notamment une grande largeur spectrale de gain, une accordabilité en longueur d'onde, des propriétés de conversion de fréquence et un temps de réponse quasiment instantané. Une utilisation envisagée est l'amplification ou le traitement tout optique de l'information dans le cadre des télécommunications optiques.
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Optical-fiber parametric amplifiers are based on the phase-matched four wave mixing process. This class of optical amplifier differs from other fiber-based optical amplifiers in that they possess their own intrinsic properties, such as notably a broad spectral gain band, wavelength tunability and quasi-instantaneous time-response. A possible use is amplification or all-optical information processing in optical telecommunications.
Auteur(s)
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Arnaud MUSSOT : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM
-
Alexandre KUDLINSKI : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM
INTRODUCTION
Les amplificateurs paramétriques à fibres optiques sont basés sur le processus de mélange à quatre ondes accordées en phase. Cette famille d'amplificateurs optiques se différencie par nature des amplificateurs optiques fibrés, basés sur l'effet Raman ou sur l'émission stimulée, et possède donc des propriétés intrinsèques spécifiques. Les plus remarquables concernent leur grande largeur spectrale de gain, leur accordabilité en longueur d'onde, leur propriété de conversion de fréquence et leur temps de réponse quasiment instantané qui en font des candidats intéressants pour l'amplification ou le traitement tout optique de l'information dans le cadre des télécommunications optiques.
Fiber optical parametric amplifiers rely on the phase-matched four wave mixing process. This class of optical amplifier differs by nature from other fiber-based optical amplifiers such as Raman or erbium-doped ones. As a consequence, their intrinsic properties such as wide spectral gain band, wavelength tunability and quasi-instantaneous time response make them very attractive for telecommunication applications or all-optical processing.
Mélange à quatre ondes, amplification paramétrique, conversion de fréquence, instabilité de modulation, effet Kerr optique
Four wave mixing, parametric amplification, frequency conversion, modulation instability, optical Kerr effect
Domaine : Optique
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées :
Domaines d'application : Télécommunications optiques, traitement tout optique de l'information
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence : Institut Femto-ST (Duffieux), université de Lille (Phlam), université de Bourgogne (ICB)
Industriels :
Autres acteurs dans le monde : université de Chalmers (Suède), université de Swansea (Pays de Galles), université de Californie (San Diego, US), Cornell University (US), Honk-Kong University (Hong Kong)
Contact : [email protected] et [email protected]
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Processus de mélange à quatre ondes
En anglais
1. Contexte
L'amplification optique est un processus dans lequel des photons issus d'une source lumineuse intense appelée « pompe » sont transférés vers un signal lumineux peu intense qui se trouve ainsi amplifié. Ce processus permet l'amplification « toute optique » de signaux lumineux sans avoir recours à une conversion optique-électronique et donc sans utiliser les techniques classiques d'amplification électronique. Il existe plusieurs types d'amplification optique basés sur des effets physiques de nature différente. On peut ainsi d'abord citer les amplificateurs à fibre dopée aux ions terre rare [E 1 980] qui fonctionnent sur le même principe que le laser : les ions sont pompés optiquement par une source lumineuse afin de les placer dans un état excité. Au passage d'un signal lumineux dans la fibre, celui-ci désexcite les ions par effet laser en produisant un photon en tout point identique au photon incident, conduisant au phénomène d'amplification. Les amplificateurs à fibre dopée les plus courants utilisent des ions erbium (permettant l'amplification de signaux télécoms dans la bande 1 525 à 1 565 nm) ou des ions ytterbium (permettant l'amplification de lasers puissants ou d'impulsions courtes dans la bande 1 040 à 1 080 nm). Il existe aussi des amplificateurs optiques utilisant des effets non linéaires, tels que l'effet Raman (décrit ci-dessous). Brièvement, les amplificateurs Raman n'utilisent pas les transitions atomiques d'ions dopés terres rares comme les amplificateurs à fibre dopée, mais ils se basent sur un échange d'énergie par diffusion Raman stimulée. Un faisceau laser puissant de pompe injecté dans la fibre va amplifier la lumière décalée...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DESURVIRE (E.), BAYART (D.), DESTHIEUX (B.), BIGO (S.) - Erbium-doped fiber amplifiers, Device and system developments. - Wiley-Interscience (2002).
-
(2) - FRANKEN (P.A.), HILL (A.E.), PETERS (C.W.), WEINREICH (G.) - Generation of optical harmonics. - Phys. Rev. Lett., vol. 7, no 4, p. 118-119 (1961).
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(3) - STOLEN (R.) - Phase-matched-stimulated four-photon mixing in silica-fiber waveguides. - IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 11, no 3, p. 100-103 (1975).
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(4) - MARHIC (M.E.), KAGI (N.), CHIANG (T.-K.), KAZOVSKY (L.G.) - Broadband fiber optical parametric amplifiers. - Optics Letters, vol. 21, no 8, p. 573 (1996).
-
(5) - MARHIC (M.E.) - Fiber optical parametric amplifiers, Oscillators and related devices. - 1er éd. Cambridge University Press (2007).
-
(6) - RADIC (S.) - Parametric...
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