Description détaillée du montage

Le réflectomètre optique à faible cohérence sensible à la phase développé aux laboratoires des Télécommunications Optiques de l’ENST est présenté sur la figure 1.6. La lumière ‘blanche’

issue de la source (BBS) est divisée en deux par le premier coupleur 50/50 et envoyée vers le miroir amovible (M1) et le composant sous test (DUT). Le composant sous test ayant une réflectivité distinctive, ses points réflecteurs renvoient de la lumière vers le deuxième coupleur 50/50. Il en est de même pour le miroir amovible. Des interférences sont produites si

Fig. 1.6. Schéma du réflectomètre optique à faible cohérence sensible à la phase.

S : source blanche, DUT : composant sous test, DB : détecteur équilibré, M2 roir fixe, M1 : miroir amovible, C A/N : convertisseur analogique-numériqu

PC : ordinateur.

BB :

mi e,

la différence des chemins optiques entre les deux faisceaux réfléchis est en deçà de la longueur de cohérence de la source. Les franges d’interférence sont détectées avec un détecteur équilibré (DB) permettant de supprimer la composante continue du signal d’interférence et de réduire le bruit d’intensité de la source. Le déplacement du miroir amovible, permettant donc de balayer le composant sous test, est suivi par un interféromètre cohérent. Le signal périodique résultant est alors utilisée comme horloge externe servant à échantillonner le signal issu de l’OLCR.

Montage optique

Mis à part l’étage de translation et le comptage de franges, qui se réalisent en espace libre, le

Résolution spatiale et gamme dynamique

La source ‘blanche’ de l’OLCR est de type super-fluorescente à fibre dopée Erbium (Fig. 1.7).

montage optique de l’OLCR est entièrement fibré. La longueur de fibre dans chacun des bras étant similaire, les élongations dues aux fluctuations de la température sont négligeables. Les deux bras de l’interféromètre ont des connecteurs FC/APC où il est possible d’ajouter des cordons à fibre afin d’égaliser leurs longueurs. Une boucle de Lefèvre est placée dans le bras de référence afin d’adapter l’état de polarisation de la lumière se propageant dans le bras de référence, dans le but d’optimiser la visibilité des franges d’interférence à l’entrée du détecteur. La distorsion du signal due à la dispersion introduite par le support optique de l’OLCR est supprimée car le même type de fibre optique est utilisée dans les deux bras de l’interféromètre. Toutefois, il faut considérer qu’une dispersion résiduelle existe du fait du parcours réalisé en espace libre. Ceci réduit la résolution spatiale du montage, comme il est montré par la suite.

Elle a un profil gaussien, sa largeur à mi-hauteur est de ∆λBBS ≈ 40 nm et sa longueur d’onde centrale de λBBS ≈ 1,55 µm, la résolution spatiale du montage peut être donc estimée à lr ≈ 18 µm. Cependant, la différence des longueurs des fibres dans les deux bras de l’OLCR n’est pas nulle (∆l > 0) et la résolution spatiale réelle est alors détériorée dû à la déformation du réflectogramme exprimée par l’équation 1.11. En effet, pour vérifier la position de marche nulle de l’étage de translation de l’OLCR, i. e., la position minimale de mesure, le champ optique nécessite tout de même de réaliser un parcours en espace libre sur une distance de

∆l ≈ 12,5 cm. La fibre optique du montage OLCR est du type monomode standard et est caractérisée par une dispersion de premier ordre de D ≈ 17 ps/nm/km et par une dérivée de la

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a été prise en compte. Il est notoire que les deux réflectogrammes ont le même profil, qui a été élargi du fait de la contribution de la dispersion chromatique du premier ordre (β2) et déformé à cause de la valeur non négligeable de la dispersion du deuxième ordre (β3). La résolution spatiale résultant est d’environ 40 µm. Même si cette valeur semble élevée par rapport à la valeur théorique estimée dans la section 1.2.2 (cf. Fig. 1.5a), elle est suffisamment adaptée à la caractérisation des composants photoniques actuels, comme il est montré dans les chapitres suivants de ce manuscrit.

La gamme dynamique en puissance du montage OLCR est définie comme le rapport

Le balayage de l’objet sous test se réalise par déplacement du miroir amovible. Ce déplacement s’effectuant en espace libre, la position des réflexions dans le composant est obtenue en prenant en compte l’indice de réfraction du milieu. La différence de marche optique dans le réflectomètre est introduite par déplacement du miroir de référence (M1). Le miroir est monté sur une platine de translation à courant continu dont la course maximale est de 25 cm, distance bien supérieure à la longueur de la plupart des composants photoniques existants. La précision sur le déplacement est de l’ordre de 1 µm.

La conception d’un OLCR sensible à la phase impose un contrôle précis de la position du miroir de référence (M1). Pour ce faire, le signal issu d’un interféromètre cohérent est utilisé comme horloge externe pour échantillonner de façon précise et régulière le signal issu

de l’OLCR. A ’acquisition,

aussi bien la longueur d’onde du laser utilisé que la vitesse de déplacement du miroir de des valeurs de puissances maximale et minimale mesurables, générées par le signal d’interférence détecté à la sortie de l’OLCR. Dans le montage expérimental, ces valeurs sont déterminées par les appareils de détection utilisés : le bruit thermique du détecteur est d’environ –120 dBm/Hz, et le détecteur équilibré sature à – 28 dBm. La dynamique maximale atteignable avec l’OLCR est donc de 90 dB. Toutefois, le bruit d’intensité relative de la source et les instabilités mécaniques et thermiques du montage limitent la dynamique à ~70 dB. Il est à noter que la dynamique de l’OLCR est adaptée pour réaliser des mesures de rapports de réflectivités, donc suffisante pour résoudre des réflectivités des composants photoniques actuels.

Différence de marche et comptage des franges

fin d’assurer une fréquence d’échantillonnage fixe tout le long de l

référence doivent être connues et stables. Les données issues de l’OLCR sont ainsi

L’acquisition du signal par l’ordinateur se fait avec une carte d’acquisition disposant