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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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Lire l’articleAuteur(s)
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Arnaud MUSSOT : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM
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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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Mise en œuvre expérimentale
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2. Processus de mélange à quatre ondes
2.1 Rappels sur les processus physiques de base mis en jeu
2.1.1 Dispersion chromatique de vitesse de groupe
Les fibres optiques sont en général principalement constituées de verre de silice, qui est un matériau dispersif, c'est-à-dire que son indice de réfraction dépend de la longueur d'onde. Par conséquent, chaque composante spectrale d'une impulsion se déplace à une vitesse de groupe différente des autres : c'est la dispersion chromatique de vitesse de groupe. Ce phénomène se caractérise par une modification du profil temporel de l'impulsion à la sortie du milieu de propagation [IN 122].
Dans une fibre optique, la dispersion chromatique totale dépend de la dispersion intrinsèque du matériau (le verre de silice) et de celle imposée par la géométrie du guide d'onde (la fibre). Théoriquement, pour prendre en compte la dépendance spectrale de la constante de propagation β (ω) dans le cadre de la propagation d'impulsions lumineuses, on effectue en général un développement de Taylor autour de la pulsation centrale ω 0 du signal :
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Processus de mélange à quatre ondes
BIBLIOGRAPHIE
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(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 signal...
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