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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
