Co-integration of two DFB lasers on glass for millimeter-wave generation

Génération et modulation des signaux millimétriques avec des lasers DFB co-Intégré sur verre.

Nisrine Arab (1) , Lionel Bastard (1) , Julien Poette (1)

1 IMEP-LAHC - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation

Les systèmes de télécommunication sans fil évoluent vers des fréquences de porteuses toujours plus élevées pour éviter la saturation des différentes bandes de fréquences et pour pouvoir atteindre des débits plus importants. Les prochaines générations devraient ainsi utiliser des fréquences de porteuse dans le domaine millimétrique, comprises entre 30 et 300 GHz. Deux des difficultés majeures lors du travail à ces fréquences sont a) la génération de la porteuse et b) les difficultés de transport du signal (l'atténuation en espace libre ou dans un câble coaxial est très importante). Avec les systèmes radio-sur-fibre, différentes techniques permettent d'atteindre des fréquences de porteuse dans cette gamme de fréquence, les principales sont l'utilisation d'un laser à blocage de modes et le battement de deux lasers. Dans certains cas, la modulation directe peur être utilisée mais nécessite la mise en place de systèmes utilisant les harmoniques de la fréquence de modulation pour une montée en fréquence, ce qui complexifie le système [1]. L'inconvénient de l'utilisation des lasers à blocage de mode est leur sensibilité aux contre-réactions et leur grande largeur spectrale, qui rend le système sujet à la dispersion dans les fibres optiques et conduit à un évanouissement périodique du signal pour certaines longueurs de fibre [2]. Le battement optique a été déjà réalisé avec des lasers à semiconducteurs, mais cette technologie présente certains défauts, dont une largeur de raie importante et un pic de bruit d'intensité situé à des fréquences de quelques GHz, pouvant atteindre les bandes de modulation [3]. Pour réduire ces impactes, des boucles à verrouillage peuvent être utilisées ce qui complexifie le système. Dans notre travail, nous proposons d'utiliser des lasers DFB par échange d'ions sur verre. Nous présentons ici les premiers résultats sur des structures que nous avons réalisées et caractérisées [4]. Figure 1. Setup du battement optique pour la génération des fréquences millimétriques. Les lasers sont constitués des guides d'ondes amplificateurs ayant des ouvertures de diffusion w variables sur lesquelles un réseau de Bragg avec un même pas Λ a été implémenté. La longueur d'onde d'émission λ est liée aux paramètres de fabrication par la formule (1) : λ = 2Λn eff (w) (1) Où n eff est l'indice effectif du mode guidé, qui dépend des paramètres opto-géométriques du guide d'onde et notamment de son ouverture de diffusion w. Plusieurs lasers ont été réalisés et des écarts en longueurs d'ondes correspondant à des écarts fréquentiels entre 25GHz et 325GHz ont été observés.

Domaines: Optique / photonique

Nisrine Arab, Lionel Bastard, Julien Poette. Génération et modulation des signaux millimétriques avec des lasers DFB co-Intégré sur verre.. Journées Nationales Du Club Optique et Micro-Ondes JCOM, Jul 2017, Limoges, France. pp.1010605. ⟨hal-02014029⟩