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Article de référence | Réf : E3333 v2

Optoélectronique-hyperfréquence - Fibres optiques et amplification optique

Auteur(s) : Pascale NOUCHI

Date de publication : 10 janv. 2014

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RÉSUMÉ

Cet article présente deux éléments clés des liaisons optiques : les fibres optiques et l'amplification optique. Les différents types de fibres optiques sont décrits, après un rappel du principe de fonctionnement et de leurs caractéristiques. Les fibres dites non conventionnelles, font l'objet du deuxième paragraphe. Leurs propriétés inédites peuvent être mises à profit dans un large éventail d'applications, incluant le traitement optique du signal. Enfin, les bases de l'amplification optique sont rappelées et les amplificateurs à fibre dopée terre rare, les amplificateurs Raman à fibre optique et les amplificateurs à semi-conducteurs détaillés.

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ABSTRACT

Microwave photonics. Optical fibers and optical amplification

We focus here on two key elements of optical links: optical fibers and optical amplification. The different types of optical fibers are first described after basic principles and characteristics are recalled. Non-conventional fibers appeared in the mid 1990s. Their unusual properties allow for a broad range of applications, including optical signal processing. They are described in a 2nd chapter. Finally, optical amplification basics are recalled and emphasis is put on three different amplifiers: rare-earth doped optical-fiber amplifiers, Raman-based optical-fiber amplifiers and semiconductors optical amplifiers.

Auteur(s)

  • Pascale NOUCHI : Responsable du Laboratoire ondes et traitement du signal Thales Research & Technology, Palaiseau, France

INTRODUCTION

Les fibres optiques sont aujourd'hui le support établi des liaisons numériques terrestres et sous-marines à très haut débit en raison de leur très grande bande passante (de l'ordre du THz), leur faible perte linéique, leur faible encombrement, leur faible poids et leur grande immunité aux rayonnements électromagnétiques. Plus d'un milliard de kilomètres de fibres optiques est actuellement installé dans le monde et les records actuels de transmission dépassent le Pbit/s (1015 bit/s). Le domaine numérique est ainsi largement développé pour et par les activités de télécommunications civiles mais les propriétés des liaisons optiques peuvent être avantageusement utilisées dans les systèmes hyperfréquences pour la transmission de signaux analogiques et numériques.

Cet article se focalise sur deux éléments clés des liaisons optiques : les fibres optiques et l'amplification optique. L'objectif de cet article est de donner les premières bases pour permettre au lecteur d'orienter son choix pour la conception de liaison optique analogique. Le premier paragraphe est dédié aux fibres optiques de transmission. Après un bref rappel du principe de fonctionnement et des caractéristiques principales, les différents types de fibres optiques sont décrits. Les normes en vigueur sont également présentées. Les fibres dites non conventionnelles, apparues principalement dans le milieu des années 1990, font l'objet du deuxième paragraphe. Leurs propriétés inédites peuvent être mises à profit dans le traitement optique du signal. Enfin, le troisième paragraphe se focalise sur l'amplification optique. Le principe de fonctionnement ainsi que les principales caractéristiques sont présentés pour les amplificateurs à fibre dopée terre rare, les amplificateurs Raman et les amplificateurs à semi-conducteurs.

Les performances comparées de ces composants ainsi qu'une liste des principaux fournisseurs font l'objet d'un document spécifique.

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KEYWORDS

optical fibers   |   optical amplification   |   radio-over-fiber   |   electronic scanning antennas   |   microwave systems

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e3333

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - RICHARDSON (D.J.) et al -   Space-division multiplexing in optical fibres.  -  Nature Photonics, vol. 7, p. 354-362 (2013).

  • (2) - FLEMING (J.W.) -   Dispersion in GeO2-SiO2 glasses.  -  Appl. Opt., 23, p. 4486-4493 (1984).

  • (3) - KNIGHT (J.C.) et al -   Pure silica single-mode fiber with hexagonal photonic crystal cladding.  -  Optical fiber communication conference, Technical Digest (OFC'96), San Diego, CA, USA, paper PD3 (1996).

  • (4) - KNIGHT (J.C.) et al -   Photonic band gap guidance in optical fibers.  -  Science, 282, p. 1476-1478 (1998).

  • (5) - TAJIMA (K.) -   Low loss PCF by reduction of hole surface imperfection.  -  Proc. 33rd Europ. Conf. Opt. Commun. (ECOC'07), Berlin, Germany, paper PDP 2.1 (2007).

  • (6) - ROBERTS (P.J.) et al -   Ultimate low loss of hollow-core photonic crystal fibers.  -  ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

ANNEXES

  1. 1 Outils logiciels
    1. 2 Événements
      1. 3 Normes et standards
        1. 4 Annuaire
          1. 4.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
          2. 4.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

        1 Outils logiciels

        OptiFiber : logiciel commercial de simulation de propagation dans les fibres optiques http://www.optiwave.com/products/fiber.html

        RP Fiber Power : logiciel commercial de simulations de laser et amplificateurs à fibre optique http://www.rp-photonics.com/software.html

        HAUT DE PAGE

        2 Événements

        Congrès :

        JNOG (Journées nationales de l'optique guidée) a lieu tous les ans en France.

        ECOC (European Conference on Optical Communication), a lieu tous les ans en Europe, dans des pays différents.

        CLEO Europe (Conference on Lasers and Electro Optics) a lieu tous les deux ans à Munich (années impaires) http://www.cleoeurope.org

        HAUT DE PAGE

        3 Normes et standards

        UIT-T G.652...

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