05/10/2011 Etude du comportement dynamique de diodes laser de puissance soumise à un retour optique sélectif en fréquence au voisinage du régime de cohérence collapse Doctorante Fadwa BALADI Direction et encadrement F. Laruelle – A. Boudrioua – M. Bettiati – A. Fischer – M. W. Lee

Sommaire Contexte Les enjeux pour 3S Photonics Cohérence collapse ? Les configurations expérimentales Planning prévisionnel (V1) Matériel à prévoir

I. Contexte Conception des systèmes pour la télécommunication optique sous marine Diode laser de puissance III-V 980 nm et 1480 nm Réseau de Bragg photo-inscrit dans une fibre Retour optique Comportement dynamique Propriétés d’émission Régime de perte de cohérence collapse -> Emission à large spectre Amplification dans une fibre optique dopée Erbium Fiabilité et garantie d’utilisation 20 ans Stabilité en fréquence et en puissance d’un système fonctionnant dans un régime « non stable »

II. Enjeux pour 3S Photonics Réalisation de modules de pompe optiques sous marins à large bande Fiabilité Spécifications techniques précises Spectre large Augmenter le débit de transmission Durée longue Identifier les paramètres de conception optimales Cerner la plage de paramètres pour un régime de fonctionnement optimal Comprendre le comportement de DL soumises à un FOF (filtered Optical Feedback) En régime de perte de cohérence collapse Identifier la plage de paramètres

III. Cohérence collapse ? Article traitant des DL soumises à un retour optique « Régimes of feedback effects in 1.5 µm distributed feedback lasers »

IV. Configuration expérimentale FOF (V1) 2 3 5 4 M 6 8 1 ISO BS Filtre PD DL ND 1 2 5 4 8 6 ND BS 3 ISO DL FBG 7 7 1 : Caractéristiques (I-V) - (I-L) - (dλ/dI) - (dλ/dT) 2 : Mesure des oscillations de relaxation 3 : Détermination des f optiques et des décalages en fréquence (Δωo - Δωof – Δω) 4 : Régime de perte de cohérence Collapse 5 : Mesure de la fréquence relative instantanée 6 : Mesure du taux de feedback 7 : Oscillations de relaxation post-filtre 8 : Fréquences et des décalages en fréquence post -filtre

IV. Configuration expérimentale FOF (V2) 5 M ISO BS Filtre DL ND 6 8 7 2 PD 3 4 1 2 5 4 8 6 ND BS 3 ISO DL FBG 7 1 1 : Caractéristiques (I-V) - (I-L) - (dλ/dI) - (dλ/dT) 2 : Mesure des oscillations de relaxation 3 : Détermination des f optiques et des décalages en fréquence (Δωo - Δωof – Δω) 4 : Régime de perte de cohérence Collapse 5 : Mesure de la fréquence relative instantanée 6 : Mesure du taux de feedback 7 : Oscillations de relaxation post-filtre 8 : Fréquences et des décalages en fréquence post -filtre

V. Planning prévisionnel (V1) COF Prise en main du sujet FOF Expérience fondamentale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bibliographie/Prise en main Caractérisation DL-3S Caractérisation filtre Lc Etude des régimes de TKACH (COF) IVL dλ/dT ; dλ/dI λf Bibliographie Facteur α Δλf Mesure LC Oscillation de relaxation LFF FOF Expérience fondamentale 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Longueur de cohérence Détermination des fréquences optiques et des décalages en fréquence Bibliographie Δωo Mesure LC Δωof Δω Position des modes de cavités FOF Fibrée 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Application manip toute fibrée Rédaction du rapport de la thèse

VI. Matériel à prévoir Matériel fournis par 3S : Diagnostic Matériel 1 Caractéristiques (I-V) - (I-L) – (dλ/dI) – (dλ/dT) Alimentation stabilisée en courant Asservissement en température 2 Observation et mesures des oscillations de relaxation Analyseur de spectre électronique RIN – Bp>ωro Photodiode rapide Amplificateur large bande RF 3 Détermination des fréquences optiques et des décalages en fréquence (Δωo - Δωof – Δω) Analyseur de spectre optique 4 Observation et mesure du régime de perte de cohérence Collapse Fabry Perot + Alimentation FSR > Δωo 5 Mesure de la fréquence relative instantanée Fabry Perot + Alimentation FSR < Δωo Photodiode 6 Mesure du taux de feedback Puissance-mètre 7 Observation et mesures des oscillations de relaxation post-filtre 8 Détermination des fréquences optiques et des décalages en fréquence post -filtre Matériel fournis par 3S : Les modules de puissances 980 nm (Fibrée et non fibrée + support butterfly ?) L’élement sélectif : FBG ou FP ? Quelle Δλ pour le régime IV ? Banc de mesure du α