Étude théorique et expérimentale de réseaux de diffraction pour les télécommunications optiques (Application à la réalisation d'un égaliseur de spectre)

Les réseaux de télécommunications optiques ont beaucoup évolué dans la décennie passée, pour répondre à une demande sans cesse croissante en débit. Les principales ruptures technologiques qui ont jalonné cette évolution sont l'utilisation de l'amplificateur optique et le développement du multiplexage en longueur d'onde (Wavelength Division Multiplexing). Avec l'introduction de composants actifs, accordables ou reconfigurables, ces réseaux deviennent progressivement dynamiques. Cette évolution a défini de nouveaux besoins en composants et sous systèmes : d'une part des composants sélectifs spectralement pour assurer les fonctions de filtrage ou multiplexage, d'autre part des composants dynamiques ou reconfigurables, autant pour s'affranchir des fluctuations de signal que pour accéder à des fonctions d'aiguillage en longueur d'onde. Une étude théorique des différents types de réseaux, en particulier de leurs caractéristiques spectrales, énergétiques et de leur sélectivité en polarisation, a permis de mettre en évidence des choix et des compromis techniques pour une réalisation de réseaux de diffraction pour les applications pour les télécommunications. En plus de ces arguments théoriques, des considérations sur la maîtrise technologique nous ont conduis à réaliser des réseaux holographiques en volume enregistrés en gélatine bichromatée. Nous avons conçu et réaliser un prototype d'égaliseur dynamique de spectre (Dynamic Spectral Equalizer), qui utilise ces réseaux de diffraction pour démultiplexer /multiplexer les canaux. Après démultiplexage, le signal est atténué par un modulateur spatial de lumière. Ce dernier est original : il utilise la propriété de diffusion commandable électriquement des matériaux composites polymère cristal liquide (PDLC). Ce choix permet d'obtenir un fonctionnement indépendant en polarisation. Nos conclusions après les caractérisations du prototype ont été que ce projet était transférable dans l'industrie, et viable dans un contexte concurrentiel.Since the mid-1990s, due to the internet boom, the optical communications market has grown by leaps and bounds, especially the long-haul communications segment, to meet the unprecedented demand for increases in the transmission capacity. The principal technologies which could reduce the cost of optical communications systems to a commercially viable level are wavelength division multiplexing (WDM) and optical amplification. The introduction of active and tunable components is currently making this new generation of optical communications network a dynamic one. This evolution has resulted in new requirements on components and sub-systems: on the one hand, spectral selective components to provide filtering or multiplexing functions; on the other hand, dynamic or reconfigurable components to minimize signal fluctuations during optical transmission. The theoretical study of the different types of diffraction gratings with respect to their spectral and energetic characteristics as well as their polarization sensitivity put to the fore the technical compromises in choice and fabrication of a diffraction grating for optical communications applications. Additionally for these theoretical arguments, our experience and our knowledge have led us to realise volume hologram diffraction gratings, recorded into dichromated gelatine. We have realized a Dynamic Spectral Equalizer prototype (DSE) which uses these diffraction gratings as demultiplexing / multiplexing optics. The demultiplexed input signal to be equalised is attenuated by quasi continuously Spectral Light Modulator (SLM). This device is original, polarization insensitive and made up of a suspension of nematic liquid crystal droplets in a polymer matrix (PDLC) whose state can vary continuously from opaque to transparent with the application of an electric field. After the characterization of this prototype of DSE, we have concluded that this project is commercially viable and is now being transferred into industryBREST-BU Droit-Sciences-Sports (290192103) / SudocSudocFranceF