Des interconnexions holographiques à l`aiguillage dynamique

Des interconnexions holographiques `a l’aiguillage
dynamique pour les r´eseaux de communications optiques
Bruno Fracasso
To cite this version:
Bruno Fracasso. Des interconnexions holographiques `a l’aiguillage dynamique pour les r´eseaux
de communications optiques. Optique / photonique. Universit´e de Bretagne Sud, 2010.
HAL Id: tel-00691577
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00691577
Submitted on 2 May 2012
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publics ou priv´es.

Mémoire
présenté devant
l’Université de Bretagne Sud
par
Bruno Fracasso
pour l’obtention de
l’Habilitation à Diriger des Recherches
Des interconnexions holographiques à
l’aiguillage dynamique pour les réseaux
de communications optiques
Soutenance prévue le Lundi 13 septembre 2010, devant le jury composé de :
Pierre A MBS Rapporteur
Yann L E G RAND Rapporteur
Pierre P ELLAT -F INET Rapporteur
Jean-Louis
DE B OUGRENET DE LA T OCNAYE Examinateur
Philippe G RAVEY Examinateur
André P ERENNOU Examinateur

Table des matières
Liste des abréviations 1
IQuelques développements thématiques 7
1 Thèmes de recherche 9
2 Calcul et interconnexions optiques tridimensionnels 15
2.1 Degrés de liberté spatiaux d’un front d’onde . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2 Système d’interconnexions tridimensionnelles . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.1 Modèlegénéral............................ 18
2.2.2 Codage optique du tenseur d’interconnexions . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Transformations géométriques holographiques . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.1 Contexte ............................... 21
2.3.2 Approche itérative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.3 Généralisation : transformations non-analytiques . . . . . . . . . . 24
2.4 Réseau de calcul à plan de nœuds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.1 Principe................................ 27
2.4.2 Implantation optique du RIPN et résultats expérimentaux . . . . . . 30
2.5 Conclusions et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3 Interconnexions et aiguillage optique entre fibres monomodes 37
3.1 Contexte et état de l’art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.1.1 Réseaux WDM et transparence optique . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2 Principe de l’aiguilleur optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.1 Cahierdescharges .......................... 41
3.2.2 Interconnexions 1×Ndefibreàfibre................ 42
3.3 Déflexion de faisceau rapide à cristal liquide ferroélectrique . . . . . . . . . 45
3.3.1 Déflexion de faisceau digitale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.3.2 Déflexion 2D et niveau d’intégration . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.3 Cristaux liquides et cellule SSFLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.4 Modulation spatiale et réseau de biréfringence diffractant . . . . . . 51
3.3.5 Adressage, bistabilité et transparence optique . . . . . . . . . . . . 53
3.4 Démonstrateurs d’aiguillage optique 1D : résultats . . . . . . . . . . . . . . 56
3.4.1 Phase 1 : modulateur FLC 1×256pixels............... 56
3.4.2 Phase 3 : aiguilleur optique 1×14fibres............... 57
1

2TABLE DES MATIÈRES
3.5 Conclusions.................................. 61
4 Aiguillage optique de forte capacité pour les réseaux optiques 63
4.1 Modulateur FLCOS pour la déflexion de faisceau à 1,55 µm ........ 63
4.2 Deflexion holographique 2D à modulation de phase binaire . . . . . . . . . 66
4.3 Matrice de fibres optiques optimisée pour la déflexion holographique . . . . 69
4.4 Intégration et test d’un aiguilleur optique spatio-fréquentiel . . . . . . . . . 73
4.5 Conclusions et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5 Modélisation et simulation de nœuds de routage de canaux optiques 75
5.1 Modélisation et simulation d’anneaux optiques métropolitains . . . . . . . 76
5.2 Modélisation et simulation de nœuds de brassage optique . . . . . . . . . . 80
5.3 Conclusion et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6 Nouveaux axes de recherche 85
7 Conclusion générale 87
II Parcours personnel 95
III Sélection de publications 111