Nos tutelles

CNRS

Nos partenaires

Rechercher





Accueil > Actualités

vendredi 1er juin 2018 à 9h30, à l’Enssat (salle 020G)

Mohamed Omar SAHNI soutient sa thèse de doctorat

« Contribution à l’étude de techniques pour l’affinement spectral de lasers : Application aux diodes à blocage de modes destinées aux télécommunications optiques »

Mohamed Omar SAHNI soutient sa thèse de doctorat

Peignes de fréquences optiques ; blocage de modes actif ; lasers à semi-conducteurs ; largeur de raie optique ; bruit de fréquence ; asservissement ; correction aval ; hétérodyne ; gigue d’impulsions ; interféromètre à fibre déséquilibré ; cohérence

 

Les peignes de fréquences optiques, issus de diodes à blocage de modes, font partie des candidats potentiels pour les réseaux de transmission à multiplexage en longueurs d’onde (WDM). Cependant, les modes composant leur peigne, exhibent généralement des largeurs de raie optiques relativement élevées ( 1-100 MHz), rendant ainsi incompatible leur utilisation sur un réseau WDM employant des formats de modulation avancés d’ordre supérieur. Cette thèse étudie, une solution pour palier à cette limitation. La technique utilisée, dite d’asservissement à correction aval hétérodyne, effectue un traitement du flux lumineux en sortie du laser sans agir sur ce dernier, permettant de réduire le bruit de fréquence présent sur chacune des raies et par conséquent leur largeur de raie optique.

Dans une première approche, la technique est appliquée à un laser mono-fréquence. Cela a permis d’une part de valider son fonctionnement et d’autre part d’identifier les limites intrinsèques du dispositif expérimental mis en place. Ainsi, nous démontrons que le niveau de bruit de fréquence minimum permis par notre système, correspond à un spectre optique de largeur de raie optique instantanée de 50 Hz et une largeur de raie de 1,6 kHz pour un temps d’observation de 10 ms.

La technique est par la suite appliquée à une diode à blocage de modes actif. Le peigne de fréquences optiques ainsi généré, est composé de 21 modes, ayant tous une largeur de raie optique intrinsèque inférieure à 7 kHz, dont 9 modes sont sub-kHz. Pour un temps d’observation du spectre optique de 10 ms, ces modes exhibent tous une largeur de raie d’environ 37 kHz. Nous démontrons ainsi l’impact de la gigue d’impulsions sur les performances de la technique et nous soulignons l’intérêt d’une telle cohérence, pour le domaine des télécommunications optiques cohérentes (transmissions WDM cohérentes de type m-QAM avec des constellations d’ordre élevé, compatibles avec des débits multi-Tbit/s par raie).

En dernier lieu, nous abordons une seconde technique consistant à pré-stabiliser la fréquence d’un laser par asservissement en boucle fermée. Elle repose sur l’utilisation d’un interféromètre à fibre déséquilibré comme référence pour réduire le bruit de fréquence d’un laser, situé particulièrement en basses fréquences. Appliquée à un laser mono-fréquence, elle a permis de réduire son bruit de fréquence technique conduisant ainsi à une nette amélioration de sa largeur de raie intégrée sur 3 ms, de 224 kHz à 37 kHz. Ce premier résultat représente un bon support vers l’exploration du potentiel des diodes à blocage de modes pour des applications métrologiques.

 
Composition du jury
 
Olivier LLOPIS Directeur de recherche, LAAS, CNRSRapporteur
Abderrahim RAMDANE Directeur de recherche, C2N, CNRSRapporteur
Mehdi ALOUINI Professeur, Institut Foton, CNRS/Univ RennesExaminateur
Ghaya BAILI Docteur-Ingénieur de Recherche, THALES TRTExaminateur
Frédéric DU BURCK Professeur, LPL, CNRS/Université de Paris 13Examinateur
Liam BARRY Professeur, RINCE, Dublin City University Examinateur
Pascal BESNARD Professeur, Institut Foton, CNRS/Univ RennesDirecteur de thèse