Amélioration de la modulation logique directe des diodes laser par la technique de l'espace des phases

Improvements in the direct logical modulation of diode lasers using phase space techniques [sic]

• Auteur / Autrice : Nahed Dokhane
• Direction : Gian Luca Lippi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Nice

Mots clés

Mots clés contrôlés

Espace des phases (physique statistique)

Techniques des impulsions (électronique)

Modulation par impulsions

Lasers à injection

Résumé

La modulation logique directe des diodes laser est une technique intéressante à la fois pour sa simplicité et pour être la seule parmi toutes les techniques de modulation à permettre l'émission d'un signal codé directement à la sortie de la diode laser. Cette technique, encore utilisée dans l'industrie de transmission à l'heure actuelle, admet deux grands désavantages : elle ne permet qu'un faible débit, généralement inférieur à 1 Gbit/s, et induit une mauvaise qualité spectrale sur le signal émis, limitant ainsi les distances de transmission. Une étude numérique, basée sur la simulation des équations d'évolution des diodes laser, a permis de mettre en évidence d'intéressantes améliorations que peut induire l'utilisation de pré-impulsions et de post-impulsions durant la modulation. En approfondissant l'étude par analyse de l'espace de phase (densité de porteurs, intensité émise), on a pu découvrir un certain ''agencement'' de ces pré- et post-impulsions qui permet d'aboutir à un ''chemin'' particulier de l'espace de phase assurant une élimination totale des oscillations de relaxation (responsables de la mauvaise qualité spectrale) et une diminution notable du temps de changement d'état logique (responsable du faible débit). En appliquant numériquement cette technique de l'espace de phase aux diodes laser mono-fréquence, on a remarqué une augmentation notable du débit (comparé à une modulation logique directe conventionnelle) et une amélioration considérable de la qualité du spectre émis. Quand cette technique est appliquée aux diodes FP multi-fréquences, elle permet d'importantes améliorations de leurs performances : un intéressant débit pouvant atteindre 10Gbits/s, une grande amélioration de la précision sur les niveaux logiques et une diminution des effets de mémoire. Ces résultats laissent espérer une revalorisation de ce genre de diodes laser (très bon marché) pour des applications en transmission locale de données.