EXPÉRIENCE MARQUANTE
bonne raison: à Murray Hill( MH) on s’ activait déjà sur l’ amplificateur à semiconducteur( SOA), compact et activable directement par courant électrique. Mon responsable, I. Kaminow, accepta de bonne grâce que je me lance sur le sujet, à condition de ne pas m’ y égarer(!). À MH, le laboratoire de J. B. MacChesney( inventeur de la MCVD, processus de fabrication des FO) avait tout le savoir-faire des fibres dopées terres-rares: en peu de temps et sans formalités, je disposais d’ un premier échantillon de fibre dopée erbium( EDF). Il se trouvait ainsi deux équipes concurrentes pour explorer le sujet des EDFA( A pour amplificateur). Pour le pompage optique de la fibre, Southampton utilisait alors un laser à colorant pompé lui-même par un laser krypton émettant dans le rouge; de mon côté un laser argon-ion de récupération, émettant dans le vert, cf. Figure 2. On imagine les sarcasmes des spécialistes télécoms de MH devant ce qui ressemblait à de la physique amusante plutôt qu’ une solution d’ avenir. En somme, les équipes rivales de SU et de BL se trouvaient unies dans un même combat contre le scepticisme: une forme de coopétition dans la compétition. Je bénéficiais néanmoins du
PRINCIPE DE L’ AMPLIFICATION MULTICOLORE DE SIGNAUX LUMINEUX À TRAVERS UN SEGMENT DE FIBRE DOPÉE
Figure 3. Mesures expérimentales du gain EDFA présentées dans les deux articles fondateurs:( a) L’ U. de Southampton pour le spectre du gain( en pointillé l’ émission spontanée amplifiée) obtenu avec une fibre dopée de l = 3 m( 100 mW de pompe à 665 nm), et( b) Bell Labs pour la dépendance du gain en puissance de pompe( 0-100 mW à 514,5 nm) pour différentes longueurs de fibre( l = 1-13 m).
Le dopant, ici l’ ion erbium, est excité par un laser de pompe auxiliaire; par effet d’ émission stimulée, les signaux incidents à différentes longueurs d’ onde se trouvent simultanément amplifiés au cours de la traversée du segment de fibre dopée, avec un facteur d’ amplification G qui est le gain, typiquement G = 100, ou 20 décibels. Disposé en ligne tous les 50-100 km, le dispositif agit comme un « répéteur optique multicanaux » soutien d’ Ivan K., certes un peu tiède( je cite): « je ne suis pas convaincu [ de l’ amplification erbium ] mais ne le suis pas non plus du SOA.» Si nous partagions au moins une conviction, c’ était que la vieille technologie éprouvée, à savoir celle des répéteurs électroniques, représentait un goulot d’ étranglement pour la montée en débit: tôt ou tard, une solution de « répéteur optique » devait nécessairement s’ imposer. Mais laquelle?... Pour son malheur, le SOA présentait au moins deux inconvénients majeurs: la sensibilité du gain à la polarisation du signal d’ entrée( les FO télécom ne maintenant pas la polarisation), et les pertes de couplage fibre / SOA / fibre( celles d’ entrée impactant le rapport signal-à-bruit); accessoirement, la difficulté de réaliser le « packaging » industriel de ce composant hybride( problème certes largement résolu aujourd’ hui par la Photonique intégrée Silicium). Un troisième défaut du SOA était la dynamique nanoseconde( GHz) du gain, causant une intermodulation désastreuse entre signaux simultanément amplifiés. Côté EDFA, le défaut majeur était le manque de solution pratique pour le pompage; il y avait certes la bande
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