Contribution à l'étude du bruit d'amplitude de lasers dédiés aux télécommunications optiques

Abstract

Ce manuscrit présente une étude du bruit d'amplitude des lasers à fibres et à semi-conducteurs émettant à 1550 nm. Les modèles théoriques permettant d'étudier le comportement des lasers solides à deux, trois et quatre niveaux ainsi que celui des lasers à semi-conducteurs sont présentés. Ils montrent comment, à partir des mesures du Rin des lasers il est possible de remonter aux caractéristiques fondamentales de ces derniers. La technique de mesure du bruit d'amplitude utilisée permet avec une très grande sensibilité de mesurer des bruits d'amplitude aussi faibles que -170 dB/Hz pour 1 mW détecté sur une plage de fréquences allant de 100 kHz à 22 GHz. Nous avons caractérisés différentes structures lasers, en particulier aux lasers à fibre DFB. Des structures originales fabriquées à l'Université Laval à Québec permettent un fonctionnement simultané de plusieurs canaux séparés de 50 GHz dans une structure ultra compacte. Nous avons montré que les différents modes longitudinaux de ces structures étaient indépendants et analogues aux modes de lasers à fibre monomodes. L'étude du transfert de bruit par injection optique a aussi été menée tant théoriquement qu'expérimentalement. Une étude des spectres optiques de laser à semi-conducteurs DFB à permis d'étudier le transfert d'impureté spectral, notamment du point de vue du bruit, pour les lasers soumis à injection optique. Nous avons mis en évidence la réduction expérimentale des bruits aux basses fréquences du laser esclave lorsque leurs origines n'étaient pas optiques et le transfert théorique du bruit d'amplitude aux fréquences correspondant à la fréquence de relaxation du laser maître.LANNION-ENSSAT (221132206) / SudocSudocFranceF