This is an author-deposited version published in: http://oatao.univ-toulouse.fr/
Eprints ID: 2972
To cite this document: RISSONS, Angélique. MOLLIER, Jean-Claude. Systèmes opto-hyper à base de VCSEL. In: Journée du Club Optique Microondes, 30 juin 2009, Besançon, France.
Any correspondence concerning this service should be sent to the repository
administrator: staff-oatao@inp-toulouse.fr
Systèmes opto-microondes à base de VCSEL
Angélique Rissons, Jean-Claude Mollier MOSE/DEOS/ISAE, université de Toulouse
10 Avenue Edouard Belin, BP 54032, 31055 Toulouse CEDEX 4
Face au développement des communications haut débit, la génération optique de signaux hyperfréquences, devenue incontournable, doit faire face aux besoins d’intégration. C’est dans ce contexte que le groupe MOSE mène des recherches sur l’application des VCSEL dans les systèmes opto-microondes pour des applications embarquées.
L’étude et la réalisation d’un oscillateur opto-microonde à base de VCSEL (VBO) a fourni des résultats permettant d’envisager la conception d’un système générant des signaux hyperfréquences par voie optique très intégré et de faible coût [1]. Un signal à 2.49GHz a été généré par un VBO utilisant un VCSEL émettant à 1550nm. Comme l’indique la figure 1, un bruit de phase de -107dBc/Hz à 10kHz de la porteuse pour 1000m de fibre a été mesuré. Compte tenu des avancées technologiques des VCSELs à grande longueur d’onde et de la possibilité d’optimiser le dispositif en vue d’une intégration, le bruit de phase pourra être considérablement diminué.
Dans le cadre d’un projet transnational franco-suisse (en partenariat avec D-lightsys, BeamExpress, l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), le laboratoire développe des modèles optoélectroniques et caractérise de nouvelles générations de VCSELs afin d’améliorer les performances du composant et d’optimiser son intégration [2]. La modélisation basée sur la confrontation des éléments d’un schéma électrique équivalent et des équations d’évolution en accord avec l’expérience a permis d’extraire des valeurs de paramètres intrinsèques du VCSEL utiles au fabriquant (BeamExpress). Cette étude porte également sur les accès électriques du VCSEL et leurs effets sur les paramètres S11 et S21, ce qui permet d’adapter au mieux le composant dans des modules optoélectroniques intégrés. Le verrouillage optique de deux VCSELs en configuration maître- suiveur a également été réalisé afin de repousser la fréquence de coupure du VCSEL comme l’indique la figure 2 [3][4].
Grâce à la constante progression des performances des VCSELs, de nouvelles applications dans les systèmes opto-hyperfréquences sont en perspectives.
Figure 1 : bruit de phase d’un VBO à base de
VCSEL@1.55µm pour 100, 200, 700 et 1000 m.
:
Figure 2 : Réponse petit signal d’un VCSEL non verrouillé optiquement (free running) et d’un VCSEL sous verrouillage optique (injection-locked)
Références :
[1] Gloria Margarita Varon Duran, « Etude et réalisation d’une source opto-microonde à base de VCSEL pour la génération harmonique de signaux microondes», Thèse en optoélectronique et hyperfréquence, ISAE, octobre 2008
[2] Alexandre Bacou, « Caractérisation et modélisation optoélectronique de VCSEL à grande longueur d’onde pour sous ensemble optique intégré », Thèse en optoélectronique et hyperfréquence, ISAE, décembre 2008
[3] Ahmad Hayat , Alexandre Bacou, Angélique Rissons, Jean-Claude Mollier, Vladimir Iakovlev, Alexei Sirbu, Elie Kapon, “ Long-wavelength VCSEL by VCSEL Optical Injection locking”, IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques (in press)
[4] Angélique Rissons, Jean-Claude Mollier, « The Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser : A Key component in the future optical access Networks », Chapitre du livre : « Optical Access Networks and Advanced Photonics : Technologes and Deployment Strategies », IGI Global, en cours d’édition.
