Journées Nationales dOptique Guidée, Octobre 20041 Étude de Modulateurs à Electroabsorption...

Journées Nationales d’Optique Guidée, Octobre 2004 1

Étude de Modulateurs à Electroabsorption (MEAs) pour la conversion de longueur

d’onde à haut débit (40Gbit/s)A.Védadi(1,5), N. El Dahdah(1,2), K. Merghem(1), G. Aubin(1), C. Kazmierski(3), A. Shen(3),

J. Decobert(3), J. Landreau(3), Y. Gottesman(4), B-E. Benkelfat(4), A. Ramdane(1)

(1)CNRS-LPN route de Nozay 91460 Marcoussis

(2) FranceTelecom R&D, 2 Av. Pierre Marzin, 22307 Lannion

(3)Opto+(Alcatel) route de Nozay 91460 Marcoussis

(4)GET-INT 9 rue Charles Fourrier 91011 Evry

(5)Département d'optique P.M Duffieux, Institut FEMTO-ST, 25030 Besançon

Travail réalisé dans le cadre du projet OPSAVE / MINEFI

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Plan de l’exposé

Contexte de l’étude : la conversion de longueur d’onde

Étude de la dynamique et de la puissance de saturation de MEAs

Conclusions & Perspectives

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1. Contexte : conversion de longueur d’onde

Nœud B

Nœud A

i• Augmentation du trafic dans réseaux WDM

Traitement tout optique du signal

•Conversion de longueur d’onde:PannesCongestionsRedondance

j

j

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1. Contexte : les MEAs

Application: codage

• Structure en onde guidée « PIN »

•Effet Stark confiné :

Multipuits quantiques

iP

N

hν

V

F

F0

F=0

0

0

0

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1. Contexte: modulation opto-optique par saturation croisée de l’absorption

Pin (dBm)

Tra

nsm

issi

on (

dB)

transparent

absorbant

s

Saturation de l’absorption :Remplissage des bandes (porteurs photogénérés)

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1. Schéma de principe

MEA

V

1 100

1 100

TESonde

Sonde

pompe

Paramètres importants :•Puissance de saturation PSAT

•Temps de récupération de l’absorption •Taux d’extinction du signal converti TE

V statique extraction plus rapide des porteurs photogénérés

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•Guide d’onde monomode en arête « shallow ridge »:

•Etude de deux structures de MEA : InGaAlAs/InGaAs – substrat InP

2. Etude de MEAs

HH1

LH1

E1

L-E= 824 meV

H-E= 836 meV

33meV

100meV

Structure I

100meV

145meV

InGaAlAs InGaAs 0%, 1eV -0.30%

Structure II

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2. Taux de modulation & Insensibilité à la polarisation

-4 -3 -2 -1 0 1

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

~ 1530nm ~ 1540nm

~ 1550nm ~ 1560nm

~ 1570nm

Tra

nsm

issi

on (

dB)

Ucd(V)-3 -2 -1 0 1

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

PD

L (d

B)

Ucd (V)

Effet d’électroabsorption (modulation) sur une large bande (>30nm) PDL (Polarisation Dependency Loss) < 1dB pour Ucd < -1V

Structure IStructure I L = 100µm

Structure II

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2. Puissance de saturation

• Banc de mesure (source à impulsion):

Puissance moyenne du signal

TBIT=50ns (20MHz)

FWHM = 0.8ps

Coupleur

W

MEA

AV

W

PMOY2

),( ULfPSAT

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-30 -25 -20 -15 -10 -5

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

+0.5V 0V -0.5V -1V -1.5V -2V

-2.5V -3VT

ran

sm

issio

n (

dB

m)

<Pin> (dBm)

-3 -2 -1 0 10,8

1,2

1,6

Esa

t (p

J)

Ucd

L = 50µm

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L’énergie de saturation augmente avec la longueur

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2. Temps de recouvrement de l’absorption

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2. Temps de recouvrement

Temps de recouvrement proche de 10ps

-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8

81216202428323640444852

p=1541nm, cw=1555nm

-1.5V -2V -3V

(p

s)

<Pin> (dBm)

• Module réalisé dans le cadre OPSAVE (Alcatel)

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Conclusions & PerspectivesApplications systèmes 40 Gbits/s

envisageablesEsat augmente avec la longueur

En cours:Manipulations systèmes 40Gbits/s

(Lannion, FT R&D – N. El Dahdah et Al.)

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Conclusions & PerspectivesProblème de pertes d’insertion : ~10dB !!!

Réalisation de Transformateurs de mode:Pertes de couplage réduitsTolérance d’alignement