Colloque

Laser à semi-conducteurs Fabry-Pérot à cavité externe fibrée et accordable par sauts de fréquence

Antoine Bellemare

Michel Têtu

Jean-François Lemieux

Membre a labase

Antoine Bellemare

Résumé du colloque

Les sources laser accordables sont des composantes essentielles pour plusieurs applications optiques telles que les systèmes de communications optiques multi-fréquences (WDM), les systèmes de caractérisation optique, les senseurs optiques et la spectroscopie. Depuis quelques années, plusieurs configurations ont été proposées pour réaliser des sources accordables à partir de lasers à semi-conducteurs de type Fabry-Pérot (FP). La sélection en longueur d'onde peut être obtenue soit par un réseau conventionnel, un réseau de Bragg dans la fibre, un réseau en éventail, un filtre acousto-optique, un filtre Fabry-Pérot à cristaux liquides ou simplement le bout clivé d'une fibre optique. Nous avons réalisé un laser Fabry-Pérot à cavité externe avec une rétroaction sélective issue d'un anneau en fibre contenant un filtre passe-bande accordable et un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA). Le laser est auto-injecté par le signal provenant de la boucle de rétro-action. Le signal entre tout d'abord dans un circulateur et est ensuite filtré par un filtre passe-bande accordable. En accordant le filtre passe-bande, on peut sélectionner un des modes du spectre multimode du FP. Le contrôleur de polarisation de type "boucles de Lefevre" est utilisé afin d'optimiser la puissance à la sortie ainsi que le rapport de suppression des modes latéraux (SMSR). L'EDFA permet d'optimiser le SMSR en agissant comme filtre actif. En effet, le mode principal du FP filtré est beaucoup plus puissant que ses modes latéraux, ce qui contraint le laser à opérer à cette longueur d'onde. Sans l'amplificateur, le signal de rétroaction n'est pas assez puissant pour écraser les modes latéraux. L'amplificateur permet également d'augmenter la puissance de sortie. Un coupleur 3 dB fournit la sortie utile. Finalement, un atténuateur variable à la sortie du FP contrôle la puissance d'entrée de l'EDFA et le niveau de rétroaction dans le laser, optimisant ainsi le SMSR et la puissance de sortie. Le laser est monomode longitudinal et accordable sur 47 nm (1525-1572 nm) par sauts d'environ 1.3 nm (~160 GHz) correspondant aux modes de la cavité FP. Il peut laser à 37 fréquences différentes, ce nombre n'étant limité que par le filtre. La largeur de raie du laser est estimée à 300 kHz. Le SMSR est supérieur à 25 dB sur presque toute la plage d'accordabilité. Il faut noter que même si le laser est monomode longitudinal, il présente des sauts de modes à des multiples de l'intervalle spectral libre de la cavité étendue (ISL ~22 MHz). Par contre, ces modes sont rapprochés et le spectre obtenu à partir de l'interférogramme d'un lambdamètre nous indique que tous les sauts de modes sont contenus dans une enveloppe dont la largeur est inférieure à la résolution de l'appareil soit 0.01 nm. Cette communication montrera aussi comment il est possible de contrôler les sauts de modes de ce laser.

Contexte

Section :

Optique guidée et photonique 5

Thème du colloque :

Optique guidée et photonique 5

Hôte : Université Laval

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