Absorbant saturable ultra-rapide à multipuits quantiques pour le traitement tout-optique du signal

ROUSSIGNOL Philippe,Directeur de Recherche-LPA (Paris VI,)Rapporteur OUDAR Jean-Louis,Directeur de Recherche-LPN (Marcoussis), RapporteurGOSSELIN Stéphane,Ingénieur-FT R&D (Lannion),ExaminateurVODJDANI Nakita,Ingénieur-Thalès R&T (Orsay),ExaminatricePENTY Richard,Professor-Photonic Research (Cambridge),ExaminateurLOUALICHE Slimane,Professeur-LENS (INSA Rennes),Directeur de thèseSHEN Alexandre,Ingénieur-Alcatel (Marcoussis),InvitéThis thesis deals with the study of saturable absorbers based on Fe-doped InGaAs/InP multiple quantum wells (MQW). The non-linear optical properties of excitonic absorption are exploited for all-optical regeneration at 1.55mm. A numerical model is developed for the calculation of the non-linear optical properties of MQW structures. The efficiency of Fe doping to shorten the absorption relaxation time is experimentally demonstrated and explained by a dynamic model of the carriers capture by Fe atoms. The insertion of Fe doped MQW into a microcavity, which resonance is matched to excitonic transition, reduces the switching energy by a 50-factor and enhances the contrast ratio (CR) to 8dB. Such a CR value increases the transmission distance of a numerical signal by more than 1000km at 10Gb/s, with a constant transmission quality. The response time can be reduced to 290fs and the CR stays at a relatively high value of 5dB.Cette thèse est consacrée à l'étude des absorbants saturables à multipuits quantiques (MPQ) InGaAs/InP dopés fer. Les non-linéarités de l'absorption excitonique sont exploitées pour la régénération tout-optique du signal à 1.55mm. Un modèle théorique permet de calculer les propriétés optiques non-linéaires des puits quantiques. L'efficacité du dopage fer des MPQ à réduire le temps de relaxation de l'absorption est démontrée expérimentalement et expliquée par un modèle dynamique de la capture des porteurs par les atomes de fer. L'insertion des MPQ dopés fer en microcavité, à mode accordé à la résonance excitonique, réduit la puissance de commande optique d'un facteur 50 et permet d'obtenir un contraste de 8dB. Un tel contraste augmente la distance de propagation de plus de 1000km pour un signal numérique à 10 Gb/s. Le temps de réponse peut être réduit à une valeur record de 290fs, tout en gardant un contraste de 5dB