Article de référence | Réf : RE167 v1

Processus de mélange à quatre ondes
Amplification paramétrique dans les fibres optiques - Fondements et applications

Auteur(s) : Arnaud MUSSOT, Alexandre KUDLINSKI

Date de publication : 10 févr. 2013

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les amplificateurs paramétriques à fibres optiques sont basés sur le processus de mélange à quatre ondes accordées en phase. Ces amplificateurs optiques se différencient des amplificateurs optiques fibré. Ils possèdent des propriétés intrinsèques spécifiques, notamment une grande largeur spectrale de gain, une accordabilité en longueur d'onde, des propriétés de conversion de fréquence et un temps de réponse quasiment instantané. Une utilisation envisagée est l'amplification ou le traitement tout optique de l'information dans le cadre des télécommunications optiques.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Parametric amplification in optical fibers : from basics to applications

Optical-fiber parametric amplifiers are based on the phase-matched four wave mixing process. This class of optical amplifier differs from other fiber-based optical amplifiers in that they possess their own intrinsic properties, such as notably a broad spectral gain band, wavelength tunability and quasi-instantaneous time-response. A possible use is amplification or all-optical information processing in optical telecommunications.

Auteur(s)

  • Arnaud MUSSOT : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM

  • Alexandre KUDLINSKI : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM

INTRODUCTION

Résumé

Les amplificateurs paramétriques à fibres optiques sont basés sur le processus de mélange à quatre ondes accordées en phase. Cette famille d'amplificateurs optiques se différencie par nature des amplificateurs optiques fibrés, basés sur l'effet Raman ou sur l'émission stimulée, et possède donc des propriétés intrinsèques spécifiques. Les plus remarquables concernent leur grande largeur spectrale de gain, leur accordabilité en longueur d'onde, leur propriété de conversion de fréquence et leur temps de réponse quasiment instantané qui en font des candidats intéressants pour l'amplification ou le traitement tout optique de l'information dans le cadre des télécommunications optiques.

Abstract

Fiber optical parametric amplifiers rely on the phase-matched four wave mixing process. This class of optical amplifier differs by nature from other fiber-based optical amplifiers such as Raman or erbium-doped ones. As a consequence, their intrinsic properties such as wide spectral gain band, wavelength tunability and quasi-instantaneous time response make them very attractive for telecommunication applications or all-optical processing.

Mots-clés

Mélange à quatre ondes, amplification paramétrique, conversion de fréquence, instabilité de modulation, effet Kerr optique

Keywords

Four wave mixing, parametric amplification, frequency conversion, modulation instability, optical Kerr effect

Points clés

Domaine : Optique

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées :

Domaines d'application : Télécommunications optiques, traitement tout optique de l'information

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité :

Centres de compétence : Institut Femto-ST (Duffieux), université de Lille (Phlam), université de Bourgogne (ICB)

Industriels :

Autres acteurs dans le monde : université de Chalmers (Suède), université de Swansea (Pays de Galles), université de Californie (San Diego, US), Cornell University (US), Honk-Kong University (Hong Kong)

Contact : [email protected] et [email protected]

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re167


Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Processus de mélange à quatre ondes

2.1 Rappels sur les processus physiques de base mis en jeu

HAUT DE PAGE

2.1.1 Dispersion chromatique de vitesse de groupe

Les fibres optiques sont en général principalement constituées de verre de silice, qui est un matériau dispersif, c'est-à-dire que son indice de réfraction dépend de la longueur d'onde. Par conséquent, chaque composante spectrale d'une impulsion se déplace à une vitesse de groupe différente des autres : c'est la dispersion chromatique de vitesse de groupe. Ce phénomène se caractérise par une modification du profil temporel de l'impulsion à la sortie du milieu de propagation [IN 122].

Dans une fibre optique, la dispersion chromatique totale dépend de la dispersion intrinsèque du matériau (le verre de silice) et de celle imposée par la géométrie du guide d'onde (la fibre). Théoriquement, pour prendre en compte la dépendance spectrale de la constante de propagation β (ω) dans le cadre de la propagation d'impulsions lumineuses, on effectue en général un développement de Taylor autour de la pulsation centrale ω0 du signal :

( 1 )

avec m = 0, 1, 2... et et .

Physiquement,...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Processus de mélange à quatre ondes
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DESURVIRE (E.), BAYART (D.), DESTHIEUX (B.), BIGO (S.) -   Erbium-doped fiber amplifiers, Device and system developments.  -  Wiley-Interscience (2002).

  • (2) - FRANKEN (P.A.), HILL (A.E.), PETERS (C.W.), WEINREICH (G.) -   Generation of optical harmonics.  -  Phys. Rev. Lett., vol. 7, no 4, p. 118-119 (1961).

  • (3) - STOLEN (R.) -   Phase-matched-stimulated four-photon mixing in silica-fiber waveguides.  -  IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 11, no 3, p. 100-103 (1975).

  • (4) - MARHIC (M.E.), KAGI (N.), CHIANG (T.-K.), KAZOVSKY (L.G.) -   Broadband fiber optical parametric amplifiers.  -  Optics Letters, vol. 21, no 8, p. 573 (1996).

  • (5) - MARHIC (M.E.) -   Fiber optical parametric amplifiers, Oscillators and related devices.  -  1er éd. Cambridge University Press (2007).

  • (6) - RADIC (S.) -   Parametric...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS