EXPÉRIENCE MARQUANTE
Figure 1. Ligne à retard recirculante à fibre optique amplifiée Raman. Signal de sortie( a) en l’ absence de pompage Raman( puissance de pompe et amplification nulle), le signal décroit exponentiellement avec le nombre de recirculations, à cause de l’ atténuation T de la fibre;( b) Puissance pompe sous-critique, le signal recircule plus longtemps, grâce au gain Raman G < T;( c) À la puissance pompe critique, les pertes sont exactement compensées par le gain Raman G = T, le signal recircule à puissance constante, jusqu’ à l’ extinction de la pompe;( d) Au-dessus de la puissance critique, la puissance signal augmente du fait que G > T.
( Californie). Il y avait un intérêt notamment pour les lignes à retard RF pour antennes à réseau de phase— donc les lignes à retard optiques. Mon projet fut de réaliser une boucle à FO dite « recirculante »; où, grâce à l’ amplification par effet Raman stimulé, une impulsion nanoseconde pouvait ainsi « recirculer » un certain nombre de fois sans atténuation, jusqu’ à se perdre dans le bruit d’ amplification; soit ici, 800 circulations de près d’ un kilomètre, cf. Figure 1 [ 1 ]. Cette première intéressa vivement L. F. Mollenauer( BL) pour l’ étude de la propagation des solitons picosecondes dans les FO sur des distances transocéaniques( 10.000 km). Pour ce dernier, solitons et amplification Raman distribuée le long de la fibre devaient être la seule solution d’ avenir pour les transmissions optiques haut-débit … signal, mais sa duplication en 1: N, limitant le réseau à peu d’ utilisateurs( N = 10-100); si l’ amplification Raman pouvait lever cet obstacle( e. g. N = 1000), le projet ne vit jamais le jour; car cette même année,
D. N. Payne de l’ U. de Southampton( Royaume-Uni) réactiva le domaine des FO dopées aux terres-rares; l’ élément erbium( Er) présentant une bande de fluorescence autour de λ = 1,55 µ m( minimum des pertes de la fibre optique), il existait un certain potentiel d’ amplificateur optique à usage télécom( cf. Encadré) Pour les BL, l’ idée n’ était pas nouvelle: dans les années 70, on y avait déjà exploré les lasers à fibre dopée au néodyme( Nd), émettant à λ = 1,06 µ m, comme sources pour les télécom( les premières diodes laser mirent rapidement fin à ce projet). De son côté, E. Snitzer, l’ inventeur des lasers terres-rares— Nd et Er, avait démontré le premier amplificateur à fibre optique dopée Nd, pompé par lampe-flash à 1 kHz: une réalisation pionnière, mais sans utilité pratique. L’ initiative de Southampton fut plutôt fraichement accueillie par les experts de BL, au moins pour une très
Figure 2. L’ auteur dans son laboratoire aux Bell Labs. La lumière verte diffuse est issue du laser de pompe Argon-ion à 514 nm; le signal d’ entrée, d’ une diode laser émettant à 1, 55 µ m( à droite, un laser He-Ne rouge utilisé pour visualiser le faisceau). Pompe et signal sont couplés par un miroir dichroïque( en bas à gauche). On observe au centre la fibre dopée erbium( ici 1 m de longueur).
La fibre dopée erbium contre l’ amplification par diode à semiconducteur
En 1986, je rejoignais AT & T Bell Labs à Crawford Hill( New Jersey). On s’ y intéressait notamment aux LAN( réseaux d’ accès local) optiques. Ici, le problème n’ était pas l’ atténuation du
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