equipe optique guidée et intégrée - f.gérôme - paris le 26 octobre 2004

Equipe Optique Guidée et Intégrée - F.Gérôme - Paris le 26 Octobre 2004Equipe Optique Guidée et Intégrée - F.Gérôme - Paris le 26 Octobre 2004

JNOG 2004 Paris, 26 Octobre 2004

F. Gérôme1, J.-L. Auguste1, S. Février1, J. Maury1, J.-M. Blondy1 L. Gasca2 , L. Provost2,3

1: Institut de Recherche en Communications Optiques et Microondes, UMR CNRS n°6615, Université de Limoges,123, avenue A. Thomas, 87060 Limoges – France2 : Alcatel Research & Innovation, Route de Nozay, 91460 Marcoussis – France3 : Avanex, Route de Villejust, 91625 Nozay – France

MODULE COMPENSATEUR DE DISPERSION MODULE COMPENSATEUR DE DISPERSION DANS LA BANDE C DANS LA BANDE C

BASE SUR UNE FIBRE A DEUX COEURS BASE SUR UNE FIBRE A DEUX COEURS CONCENTRIQUESCONCENTRIQUES


Principe d’une fibre à deux coeurs concentriquesPrincipe d’une fibre à deux coeurs concentriques

Théorie

Conception

Fabricationmétrologie

M C DO A

Fibre de ligne

Dch=16 ps/(nm.km)

n3 n1

n2

n1

Coeurs dopés au Ge

Gaine en silice pure

Radius

n2

n3 n3

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.91.442

1.444

1.446

1.448

1.450

1.452

1.454

1.456

1.458

ind

ice e

ffect

if

longueur d'onde (µm)

Solution fibre : utiliser une fibre à 2cc compensatrice de Dch

Accord de phase 0

Point d’inflexion

Évolution de neff du mode fondamental


Dispersion chromatique [ps/(nm.km)]

Longueur d’onde (nm)

-1800ps/(nm.km)@ 1550 nm

“-1800 ps/(nm.km) chromatic dispersion at 1.55µm in a dual concentric core fibre”, J.L. Auguste, R.Jindal, J.M. Blondy, M. Clapeau, J. Marcou, B. Dussardier, G. Monnom, D.Ostrowsky, B.P. Pal, K. Thyagarajan Electron. Lett., vol 36, no. 20, 1689, (2000).

Longueur d’onde (nm) Longueur d’onde (nm)

Pente négative quasi linéairesur toute une bande de

Evolution vers

2

eff2

d

nd

cD

Valeur très négative à une unique

35 nm

Dispersion chromatique [ps/(nm.km)] Dispersion chromatique [ps/(nm.km)]

Principe d’une fibre à deux coeurs concentriquesPrincipe d’une fibre à deux coeurs concentriques

Théorie

Conception


1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.91.442

1.444

1.446

1.448

1.450

1.452

1.454

1.456

1.458

ind

ice

eff

ect

if

longueur d'onde (µm)

Minimum de Dch


Cahier des charges :- Rapport de longueur ( ) entre SMF/FDCC > 20 (ou NZDSF/FDCC >40)

- Dispersion chromatique résiduelle < qql dizièmes de ps/(nm.km) sur la bande C

Outils de simulation :

- Simulations basées sur la BPM 2D, la méthode matricielle et la méthode des éléments finis

Données du problème :

6 paramètres optogéométriques à optimiser (rayons et dopants)

compensation de la pente et dispersion chromatique de la fibre de ligne

Design d’une FDCC pour l’application WDMDesign d’une FDCC pour l’application WDM

Théorie

Conception


dualité

fibreligne

rsivefibredispe

fibrelignech

rsivefibredispech

rsivefibredispe

fibreligne

Pente

Pente

D

D

L

L

PIR n1 n3, n4 n2 r2/ r1 r3/ r1

(ps/(nm.km))

Aeff

(µm2)

A 20 1,484 1,444 1,455 2,3 20 0,03 27,6

B 20 1,484 1,444 1,458 5,6 8,1 0,3 17,4


Largeur à mi-hauteur : 200 nm

Dch= - 320 ps/(nm.km) @ 1569nm

= 20 égalisé sur la Bande C

Bande C

Pente linéaire sur 35nm

Design d’une FDCC pour l’application WDMDesign d’une FDCC pour l’application WDM

Conditions de fabrication simplifiéesen présence d’un anneau plus étroit

Théorie

Conception


Rapport limite 20


Fabrication de la FDCC WDMFabrication de la FDCC WDM

Profil d’indice FDCC WDM

Préforme primaire WDM

Profil théorique

Profil mesuré

Comparaison des paramètresoptogéométriques ext = 149 µm

Adjuster 0 en enroulant la fibre

fibrage

Théorie

Conception


Limite de mesure


FDCC WDM (200 m)

SMF (1m) SMF (1m)Dispersion chromatique mesurée par la méthode du retard de phase

(CD 300 EG&G)

PenteFDCC : -1,3 ps/(nm2.km)DFDCC -350 ps/(nm.km)

22Pente

Pente

D

D

SMF

FDCC

SMF

FDCC

Soudure SMF/FDCC faibles pertes injection sélective

Caractérisation de la FDCC WDMCaractérisation de la FDCC WDM

zoom

Théorie

Conception



Pertes des connectiques

Autour d’1 dB dans la bande C(peut être amélioré en utilisant des multirefusions par exemple)

Mesure de l’Aire Effective

Aeff : 33 µm2 à 1550 nm Banc de mesure en champ proche

Figure de mérite : 300 ps/(nm.dB) à 1550 nm

Pertes de propagation

Autour d’1.2 dB/km dans la bande C

x

y


Théorie

Conception



Réalisation d’un module compensateur de dispersion chromatique

SMF (2.2 km) FDCC (100 m)

SMF (1m)

Variation maximalede 0.4 ps/(nm.km)

sur la bande C

0.3 ps/(nm.km) théoriquement

Mesure de la dispersion chromatique résiduelle

= 22


Théorie

Conception



MCVD solution :

Fibre à deux coeurs concentriques avec

Pertes de propagation 1.2 dB/km dans la bande C (FM = 300 ps/(nm.dB))

Pertes de connectiques 1 dB dans la bande C

Dispersion chromatique résiduelle limitée à 0.4 ps/(nm.km) sur la bande C

22Pente

Pente

D

D

SMF

FDCC

SMF

FDCC

Dépôt d’un Brevet (Alcatel / IRCOM)

Autres solutions pour >20 ? 1 seule fibre à 2cc unique MCVD ... Difficile

Association de fibres à 2cc MCVD ... Possible

1 seule fibre microstructurée air-silice particulière ... adaptée (présentation demain)

ConclusionConclusion [email protected]

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