Fig.3. Traces temporelles mesurées à l’oscilloscope
d’un signal sinusoïdal à 2 GHz quand le courant
varie de 190 à 240 mA.
Fig.4. Variation de la phase mesurée en fonction de
la fréquence avec un analyseur de réseau pour une
variation de courant de 200 à 230 mA.
Pour une fréquence fm = 2 GHz, quand le courant augmente de 190 mA à 240 mA, le signal
sinusoïdal se déplace à gauche de la trace temporelle initiale: un retard optique négatif est obtenu,
donc une augmentation de la vitesse de groupe est mise en évidence (Fig.3). Ce comportement est
cohérent avec les travaux rapportés dans les SOAs à base de QWs. Ce phénomène s’explique par
l’oscillation cohérente de population entre la pompe à f0 et chaque bande latérale de modulation,
ainsi que le mélange 4 ondes, qui créent un réseau de porteurs oscillant à la fréquence de
modulation fm. Ce dernier induit un réseau d’indice de réfraction et un réseau de gain modifiant la
relation de dispersion des bandes latérales de modulation. Les retards relatifs maximaux valent ~
136 ps et ~ 55 ps respectivement à 250 MHz et 2 GHz. Ces mesures sont confirmées par la méthode
dite de « phase shift experiment » consistant à comparer à l’aide d’un analyseur de réseau la phase
d’un signal radiofréquence en entrée (modulant la porteuse optique) avec la phase du même signal
après passage dans le SOA (Fig. 4). L’intervalle de fréquence étudié couvre la bande de 300 kHz à
3 GHz. La puissance optique moyenne est identique à celle utilisée dans la première méthode (~ –
17 dBm). Lorsque le courant du SOA varie de 200 à 230 mA, le déphasage relatif mesuré vaut ~
45° à 2 GHz, ce qui donne un retard relatif 't ~ 62 ps sachant que 't = ('I/360)(1/fm). Un retard de
~ 144 ps est également déduit à 250 MHz. Ces valeurs sont en accord avec celles déterminées par la
première méthode. Les retards mesurés étant comparables à ceux obtenus avec les SOA à base de
QWs, les SOA à base de QDashes présentent un comportement analogue aux matériaux à base de
QWs.
CONCLUSION
Nous rapportons pour la première fois des expériences de contrôle de la vitesse de groupe
dans un amplificateur optique à base de batônnets quantiques InAs/InP fonctionnant à 1,55 µm. Des
retards optiques relatifs de ~ 136 ps et ~ 55 ps ont été obtenus respectivement à 250 MHz et 2 GHz.
Ces mesures indiquent un comportement analogue à celui observé dans les SOAs à base de QWs.
Ces retards s’expliquent par des effets non linéaires tels que le mélange 4 ondes et l’oscillation
cohérente de population.
RÉFÉRENCES
[1] C. J. Chang-Hasnain and S.L. Chuang, J. Lightw. Technol. 24, 4642 (2006)
[2] H. Su and S.L. Chuang, Appl. Phys. Lett., 88, 061102 (2006)
[3] A. Matsudaira, D. Lee, P. Kondratko, D. Nielsen, S. L. Chuang, N. J. Kim, J. M. Oh, S. H. Pyun, W. G.
Jeong, and J. W. Jang, Opt. Lett. 32, No. 19, 2894 (2007)
[4] C. Gosset, K. Merghem, A. Martinez, G. Moreau, G. Patriarche, G. Aubin, and A. Ramdane, J. Landreau
and F. Lelarge, Appl. Phys. Lett., 88, 241105, 2006
[5] A. Bilenca, R. Alizon, V. Mikhelashvili, G. Eisenstein, R. Schwertberger, D. Gold, J.P. Reithmaier and
A. Forchel, IEE Electron. Lett., Vol. 38 No. 22, 1350 (2004)
Amplificateurs et Lasers à semi-conducteursLu2.1
26JNOG, Lannion 2008