Caractérisation de la FDCC WDM

JNOG 2004
Paris, 26 Octobre 2004
MODULE COMPENSATEUR DE DISPERSION
DANS LA BANDE C
BASE SUR UNE FIBRE A DEUX COEURS
CONCENTRIQUES
F. Gérôme1, J.-L. Auguste1, S. Février1, J. Maury1, J.-M. Blondy1
L. Gasca2 , L. Provost2,3
1: Institut de Recherche en Communications Optiques et Microondes, UMR CNRS n°6615,
Université de Limoges,123, avenue A. Thomas, 87060 Limoges – France
2 : Alcatel Research & Innovation, Route de Nozay, 91460 Marcoussis – France
3 : Avanex, Route de Villejust, 91625 Nozay – France
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Principe d’une fibre à deux coeurs concentriques
Théorie
Fibre de ligne
Conception
Dch=16 ps/(nm.km)
OA
Fabrication
métrologie
MCD
Solution fibre : utiliser une fibre à 2cc compensatrice de Dch
Évolution de neff du mode fondamental
n2
1.458
n1
1.456
n3
n1
indice effectif
n2
n3
Point d’inflexion
1.454
n3
Radius
Coeurs dopés au Ge
1.452
1.450
1.448
1.446
Accord de phase 0
1.444
1.442
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
longueur d'onde (µm)
Gaine en silice pure
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1.8
1.9
Principe d’une fibre à deux coeurs concentriques
Dispersion chromatique [ps/(nm.km)]
1.458
Théorie
1.456
indice effectif
1.454
1.452
Minimum
de Dch
1.450
1.448
1.446
1.444
Conception
1.442
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
longueur d'onde (µm)
D
  d 2 n eff
c
Fabrication
métrologie
d2
Longueur d’onde (nm)
“-1800 ps/(nm.km) chromatic dispersion at 1.55µm in a dual concentric core fibre”,
J.L. Auguste, R.Jindal, J.M. Blondy, M. Clapeau, J. Marcou, B. Dussardier, G. Monnom,
D.Ostrowsky, B.P. Pal, K. Thyagarajan Electron. Lett., vol 36, no. 20, 1689, (2000).
Dispersion chromatique [ps/(nm.km)]
Dispersion chromatique [ps/(nm.km)]
35 nm
Evolution vers
-1800ps/(nm.km)
@ 1550 nm
Longueur d’onde (nm)
Longueur d’onde (nm)
Valeur très négative à une  unique
Pente négative quasi linéaire
sur toute une bande de 
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Design d’une FDCC pour l’application WDM
Cahier des charges :
Théorie
- Rapport de longueur ( k ) entre SMF/FDCC > 20
(ou NZDSF/FDCC >40)
dualité
Conception
- Dispersion chromatique résiduelle < qql dizièmes de ps/(nm.km)
sur la bande C
Fabrication
métrologie
Outils de simulation :
- Simulations basées sur la BPM 2D, la méthode matricielle et la
méthode des éléments finis
Données du problème :
6 paramètres optogéométriques à optimiser (rayons et dopants)
 compensation de la pente et dispersion chromatique de la fibre de ligne
k
Lfibreligne
Lfibredispersive

Dch fibredispersive
Dch fibreligne

Pente fibredispersive
Pente fibreligne
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Design d’une FDCC pour l’application WDM
PIR
k
Théorie
n1
n3, n4
n2
r2/ r 1
r3/ r 1

Aeff
(ps/(nm.km))
(µm2)
A
20
1,484
1,444
1,455
2,3
20
0,03
27,6
B
20
1,484
1,444
1,458
5,6
8,1
0,3
17,4
Conception
Fabrication
métrologie
Conditions de fabrication simplifiées
en présence d’un anneau plus étroit
Bande C
Largeur à mi-hauteur : 200 nm
Dch= - 320 ps/(nm.km) @ 1569nm
k = 20 égalisé sur la Bande C
Pente linéaire sur 35nm
Rapport limite  20
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Fabrication de la FDCC WDM
Préforme primaire WDM
Théorie
Conception
Fabrication
métrologie
fibrage
Comparaison des paramètres
optogéométriques
Profil d’indice FDCC WDM
Limite de mesure
Profil théorique
Profil mesuré

Adjuster 0 en enroulant la fibre
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F ext = 149 µm
Caractérisation de la FDCC WDM
FDCC WDM (200 m)
Théorie
Conception
SMF (1m)
SMF (1m)
Soudure SMF/FDCC
faibles pertes
injection sélective
Dispersion chromatique mesurée par la méthode du retard de phase
(CD 300 EG&G)
Fabrication
métrologie
zoom
PenteFDCC : -1,3 ps/(nm2.km)
DFDCC  -350 ps/(nm.km)
DFDCC
DSMF

Pente FDCC
 22
Pente SMF
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Caractérisation de la FDCC WDM
Pertes des connectiques
Théorie
Autour d’1 dB dans la bande C
(peut être amélioré en utilisant
des multirefusions par exemple)
Conception
Pertes de propagation
Fabrication
métrologie
Autour d’1.2 dB/km dans la bande C
 Figure de mérite : 300 ps/(nm.dB) à 1550 nm
Mesure de l’Aire Effective
x
y
Banc de mesure en champ proche
Aeff : 33 µm2 à 1550 nm
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Caractérisation de la FDCC WDM
 Réalisation d’un module compensateur de dispersion chromatique
Théorie
k = 22
SMF (1m)
Conception
SMF (2.2 km)
FDCC (100 m)
Fabrication
métrologie
 Mesure de la dispersion chromatique résiduelle
Variation maximale
de 0.4 ps/(nm.km)
sur la bande C
0.3 ps/(nm.km) théoriquement
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Conclusion
[email protected]
 MCVD solution :
Fibre à deux coeurs concentriques avec
DFDCC
DSMF

Pente FDCC
 22
Pente SMF
Pertes de propagation 1.2 dB/km dans la bande C (FM = 300 ps/(nm.dB))
Pertes de connectiques 1 dB dans la bande C
Dispersion chromatique résiduelle limitée à 0.4 ps/(nm.km) sur la bande C
Dépôt d’un Brevet (Alcatel / IRCOM)
Autres solutions pour k>20 ?
 1 seule fibre à 2cc unique MCVD ... Difficile
 Association de fibres à 2cc MCVD ... Possible
 1 seule fibre microstructurée air-silice particulière ... adaptée
(présentation demain)
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