Caractérisation d’une fibre microstructurée

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1 Caractérisation d’une fibre microstructurée
par réflectométrie à faible cohérence Carlos Palavicini1, Emmanuel Kerrinckx2, Yves Quiquempois2, Marc Douay2, Yves Jaouën1, Catherine Lepers2, Anne-Françoise Obaton3, Franck Beclin2 1Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications CNRS URA 820, 46 rue Barrault, Paris Cedex 13 Tél. : +33 (0) Fax : +33 (0) 2Université des Sciences et Technologies de Lille Laboratoires PhLAM et LSPES, Villeneuve d’Ascq, France  : Tél. : +33 (0) Fax : + 33 (0) 3Bureau National de Métrologie - Laboratoire National d’Éssais 33 avenue du Général Leclerc, Fontenay-aux-Roses, France

2 Plan de la présentation
Principe des fibres microstructurées Technique OLCR sensible à la phase Principe de la méthode de mesure Caractérisation d’une fibre microstructurée Dispersion chromatique Biréfringence Conclusions et perspectives

3 Principe des fibres microstructurées
L trous d’air cœur plein ngaine < nco Applications: propagation monomode sur une plage > 1000 nm ajustement de la dispersion chromatique effets non linéaires exacerbés => traitement tout-optique du signal Paramètres de microstructuration : diamètre des trous (d) ~ 1-2 µm interstice entre les trous (L) ~ 1-3 µm Possibilité d’ajuster : la dispersion chromatique, l’ouverture numérique, la biréfringence, etc. OLCR sensible à la phase permet la mesure des paramètres des fibres microstructurées

4 Outil de modélisation GVD1550nm = 115 ps/nm/km B1550nm = 2,10•10-4 GVD1300nm = 92 ps/nm/km B1300nm = 1,32•10-4 Amplitude du champ électrique à 1550 nm Image MEB de la section transversale Modélisation de la dispersion chromatique et de la biréfringence avec une méthode des éléments finis (FEM)

5 Technique de la réflectométrie à faible cohérence sensible à la phase
Source blanche (BBS) 1 = 1550 nm,  = 80 nm 2 = 1300 nm,  = 40 nm Miroir de réference v = 0,2 mm/s Objet sous test Interféromètre cohérent ds = 80 nm Composants caractérisables avec un OLCR sensible à la phase: Lasers DFB à fibre Lasers à semi-conducteurs SOAs Guides d’onde Fibres optiques spéciales Réseaux de Bragg Paramètres determinés à partir d’un OLCR sensible à la phase: Indice de réfraction complexe Distribution spatiale de la phase sauts de phase modulation de phase longueurs exactes Réflectivité complexe dispersion chromatique biréfringence PC Horloge externe He-Ne DUT 1,55 µm 1,3 µm Franges d’interférence + mesure précise de la position  accès à la phase

6 Principe de la méthode de mesure Fibre optique à caractériser
Mesure OLCR de la fibre: deux réflectogrammes Face d’entrée Face de sortie

7 Validation de la méthode de mesure
Traitement des données issues de l’OLCR Réflectogramme mesuré Réflectivité complexe Dispersion chromatique (GVD) de la fibre mesurée : Caractérisation d’une fibre monomode standard (SMF-28) Temps de groupe tg Module

8 Caractérisation d’une fibre microstructurée
Face d’entrée Réflectogramme (u. a.) battements Face de sortie Battements dus à la biréfringence

9 Mesure de la biréfringence
Dl/l = LB/2L B = |nx–ny| = l/LB B = l2/(Dl•2L) B1550nm = 2,26•10-4 B1300nm = 1,41•10-4 Dl = 6,7 nm, l = 1550 nm, L = 80,8 cm Biréfringence évaluée à partir de l’écart spectral des lobes

10 Mesure de la dispersion chromatique
Face d’entrée Réflectogramme (u. a.) Face de sortie avec polariseur Élargissement dû à la dispersion de la fibre

11 Mesure de la dispersion chromatique
GVD1550nm = 115,8 ps/nm/km GVD1300nm = 96,7 ps/nm/km Dispersion chromatique calculée par simple approximation linéaire du temps de groupe

12 Comparaison entre les valeurs
mesurées et calculées PCF Lille OLCR FEM GVD1550nm (ps/nm/km) 115,8 115 B1550nm 2,26•10-4 2,1•10-4 GVD1300nm (ps/nm/km) 96,7 92 B1300nm 1,41•10-4 1,32•10-4 PCF Alcatel OLCR FEM GVD1550nm (ps/nm/km) 152,22 145,5 B1550nm 8,42•10-4 9•10-4 GVD1300nm (ps/nm/km) 142,5 130 B1300nm 5,37•10-4 5,9•10-4

13 Conclusions et perspectives
Mesure directe de la dispersion chromatique et de la biréfringence d’une fibre microstructurée avec un OLCR sensible à la phase Paramètres de la fibre déterminés avec précision à partir de tronçons de fibre < 1 m Résultats expérimentaux en bonne concordance avec les simulations numériques Pertinence de l’OLCR pour la mesure et l’aide à la conception des fibres optiques spéciales