Association d'un réseau de diffraction à un réseau de Bragg intracavité pour le filtrage optique accordable
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The constant growth of the needs in data transmission rates has led to the development of wavelength division multiplexing (WDM). The demultiplexing associated with WDM requires very selective filters with fast tuning possibilities. In this thesis, we propose a filtering technique associating a diffraction grating with an intracavity Bragg grating. Two filters have been implemented experimentally using this principle: one using a liquid crystal intracavity grating and one using an acousto-optic Bragg grating. The liquid crystal device has a bandwidth of 0. 09nm, which is very interesting but this technique does not allow to tune the filter. A tunable Bragg grating can be implemented using the acousto-optic effect. The device we made using an acousto-optic cell has a bandwidth of 0. 076nm with a signal to noise ratio of 20dB. This filter is tunable on a range of 2. 2nm, which allows to separate 30 wavelengths. The bandwidth and the tuning range can be easily adapted by changing the diffraction grating's orientation or its period. A numerical simulation of the response of the filter for a gaussian beam has been developped and it fits the experimental results. It allows us to calculate the performances that could be obtained with filters designed differently. For example, replacing our acoust-optic cell by one with a wider active medium (commercially available) would allow us to separate 500 frequencies. It would then be possible to have a tuning range of 100nm with a bandwidth of 0. 2nm.
Abstract FR:
Le développement du multiplexage en longueur d'onde dans les télécommunications optiques nécessite l'utilisation de filtres rapidement accordables et ayant une bonne sélectivité. La technique proposée dans cette thèse consiste en l'association d'un réseau de diffraction et d'un réseau de Bragg intracavité. Ce principe a été implémenté en deux montages expérimentaux. Le premier utilise un réseau intracavité inscrit sur cristaux liquides, le second un réseau de Bragg acousto-optique. Le dispositif à cristaux liquides permet d'obtenir un filtre avec une bande passante de 0,09nm. Cette sélectivité est satisfaisante cependant la méthode utilisée ne permet pas de faire varier sa période et donc d'accorder le filtre. L'acousto-optique, en revanche, est une technologie déjà bien maîtrisée et qui permet d'incrire des réseaux d'indice dont la période peut être modifiée très rapidement (~µs). Le dispositif que nous avons réalisé avec une cellule acousto-optique permet d'obtenir une bande passante de 0,076nm avec un rapport signal à bruit de 20dB. Ce filtre est accordable sur une gamme de 2,2nm, ce qui permet de distinguer 30 longueurs d'ondes. La bande passante du filtre ainsi que sa gamme d'accord sont très facilement adaptables en changeant l'orientation ou le pas du réseau de diffraction. Afin de modéliser le principe de filtrage, une simulation en faisceau gaussien a été développée. Elle est en bon accord avec les résultats expérimentaux et nous permet de prévoir les performances qu'il est possible d'obtenir avec d'autres réseaux de Bragg. Par exemple, en remplaçant la cellule acousto-optique, il est possible d'obtenir un filtre capable de séparer 500 longueurs d'ondes.