Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les composants d'émission se rencontrent dans bon nombre d'édifices optoélectroniques, à commencer par les systèmes de télécommunications par fibre optique ou les senseurs optiques et les systèmes de lecture de disques optiques. Les performances de ces systèmes reposent toutes sur celles des composants émetteurs, d'où l'importance de mesures précises de leurs caractéristiques. Après un bref rappel sur le mode de fonctionnement de ces composants, les méthodes de mesure de leurs principaux paramètres sont détaillées.
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Transmitter/receiver components are common in many optoelectronic buildings, beginning with telecommunication systems using fibre optics or optical sensors and optical disk reading systems. The performances of these systems rely entirely on that of the generating components, which is why it is important to measure their characteristics with precision. After a brief summary of how these components operate, the measurement methods of their main parameters are itemized.
Auteur(s)
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Irène JOINDOT : Ingénieur de l'École nationale supérieure d'électronique et d'électrotechnique de Caen (EnsiCaen) - Docteur de l'Institut d'électronique fondamentale d'Orsay-Paris et de l'université des Sciences et techniques du Languedoc-Montpellier - HDR, habilitée à diriger les recherches
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Naveena GENAY : Docteur de l'université des Sciences et techniques du Languedoc-Montpellier
-
Philippe CHANCLOU : Docteur de l'université de Rennes I
INTRODUCTION
Les composants émetteurs de lumière à semi-conducteur représentent la clé de voûte d'un nombre croissant d'édifices optoélectroniques. Ils se rencontrent dans les systèmes de télécommunications par fibre optique, dans les senseurs optiques, dans les systèmes de lecture de disques optiques, dans certains terminaux et équipements de mesure (imprimantes, alarmes, distancemètres, etc.).
Ce sont les composants qui ont le plus changé notre vie quotidienne depuis quelques décennies et ce n'est pas fini, car des idées futuristes émergent, par exemple dans le domaine de l'éclairage. Des diodes électroluminescentes à forte puissance pourraient remplacer les lampes utilisées actuellement. De nombreux avantages plaident en leur faveur : rendement énergétique élevé, durée de vie appréciable (10 ans), robustesse et possibilité de diffuser des informations de manière non perceptible à l'œil. Cette dernière propriété ouvre la voie à de nombreuses innovations.
Les performances de ces systèmes optoélectroniques sont étroitement liées à celles des composants émetteurs. L'évaluation, l'amélioration, ou la bonne utilisation de ceux-ci reposent sur la mesure précise des paramètres fondamentaux qui interviennent dans chaque utilisation.
Prenons l'exemple d'une liaison par fibre optique où l'information est portée simplement par l'intensité de la lumière : il faut pouvoir mesurer la vitesse optimale de modulation de la lumière émise et le manque de linéarité introduit par la conversion du courant électrique en lumière. Dans les systèmes plus élaborés, comme les systèmes de transmission cohérents, dans lesquels la phase, ou la fréquence, est le support de l'information, la connaissance du bruit de fréquence, ou de phase, est d'importance vitale.
Après un bref rappel sur le mode de fonctionnement des émetteurs à semi-conducteur, nous détaillerons les méthodes de mesure des principaux paramètres. La description des mesures purement électriques précédera celle des mesures purement optiques. Puis, viendront les mesures faisant intervenir la conversion des électrons en photons.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1992 par Irène JOINDOT
DOI (Digital Object Identifier)
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Jonctions émettrices à semi-conducteur4. Conclusion
Après un bref rappel du fonctionnement des composants émetteurs à semi-conducteur et de leurs structures, nous avons exposé les principes de mesure de leurs paramètres spécifiques. Il n'y a pas eu, ici, la place nécessaire pour faire une revue exhaustive de toutes les mesures possibles. Les lecteurs trouveront une fiche documentaire Mesures sur les composants opto-électroniques d'émission[Doc. R 1 178v2] à la suite de cet article.
Ce sont les applications en télécommunications optiques et, notamment, le développement des systèmes à très haut débit, lié à l'explosion d'Internet et à la demande croissante de bande passante qui ont suscité la plus grande part de l'activité de recherche sur les émetteurs de lumière à semi-conducteur et, en particulier, sur les lasers. Ces derniers se voient demander des fonctionnalités plus étendues, ainsi que des performances accrues, en termes de puissance émise et de bande passante. Enfin, les lasers accordables deviennent des composants très intéressants pour apporter de la flexibilité dans les réseaux et diminuer les coûts de maintenance. Les mesures doivent suivre ces exigences.
À mesure que les domaines d'utilisation des composants émetteurs à semi-conducteur s'élargissent, de nouvelles applications appellent de nouveaux types de mesure. En regardant la mise en œuvre, extrêmement complexe, de certaines caractérisations, il n'est pas difficile d'imaginer la part non négligeable qu'elles peuvent représenter dans le prix d'un composant émetteur. Pour certaines applications comme, par exemple, les systèmes à très haut débit utilisés dans les réseaux cœur des opérateurs, qui utilisent un laser DFB très compliqué, on peut accepter de faire des mesures complexes, donc chères, sans dégrader le bilan économique. Mais, pour les VCSELs qui sont moins onéreux et qui de ce fait sont appelés à être dans les réseaux domestiques, là où la contrainte de coût est très forte, il est indispensable de ne pas augmenter celui-ci avec des mesures compliquées.
Notons, également, que l'intégration hybride ou monolithique de certaines fonctionnalités réduit le nombre de mesures.
Il ne fait pas de doute que,...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOINDOT (I.), JOINDOT (M.), douze coauteurs - Les télécommunications par fibres optiques - . DUNOD Collection technique et scientifique des télécommunications, 1996.
-
(2) - AGRAWAL (G.P.), DUTTA (N.K.) - Longwavelength semiconductors lasers (Lasers à semi-conducteur et à grande longueur d'onde) - . 473 p., Van Nostrand Reinhold Company lnc, New York, 1986.
-
(3) - PETERMANN (K.) - Laser diode modulation and noise (Bruit et modulation des lasers) - . 315 p., Kluwer Academic Publishers, The Nederlands, 1988.
-
(4) - TSANG (W.T.) - Semiconductors and semimetals - . 342 p., Academic Press lnc Orlando (Florida, USA), 1985.
-
(5) - JOINDOT (I.), BOISROBERT (C) - Intensity noise measurements in semiconductor lasers (Bruit d'intensité dans les lasers à semi-conducteur) - . ISSSE 89 URSI (International symposium on signals, systems and electronics), Erlagen, p. 419-422, 1989.
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...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
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Sphère intégratrice de Polytec
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Mesureur de puissance :
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Agilent 8163A ;
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ILX Lightwave OMM-6810B.
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Analyseurs de spectre optique (OSA) :
-
Anritsu MS9710C ;
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Ando AQ 6319.
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Analyseurs de polarisation :
-
InstrumentSystems ;
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AdaptifPHOTONICS ;
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ABSYS SA2000.
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Mesureur de taux d'extinction de polarisation :
-
Optellios PS2000 ;
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Fiberpro ER2000 ;
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Thorlabs PAT9000.
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Analyseur de signaux, analyseur de réseau :
-
Anritsu 37300 ;
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Rohde & Schwarz FSQ26.
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