Design and fabrication of a photonic integrated circuit comprising a semi-conductor optical amplifier and a high speed photodiode (SOA-UTC) for >100 Gbit/s applications

Ce travail porte sur la conception, la fabrication et la caracterisation d’une photodiode tres haut debit (UTC PD) et son integration avec un preamplificateur optique a semi-conducteur (SOA) pour les liaisons optiques a courte distance a 100 Gbit/s en bandes C et O. Il porte egalement sur la conception d'un duplexeur (Tx / Rx) avec liaison montante en bande C et liaison descendante en bande O. L'integration monolithique d’un SOA avec une photodiode haut debit sans filtre optique entre les deux presente des avantages majeurs parmi lesquels: - Augmentation de la distance de transmission. - Augmentation du nombre d'utilisateurs connectes. - Diminution des couts globaux de fabrication incluant l’assemblage. La premiere partie de cette etude porte sur l'optimisation SOA pour un fonctionnement a forte puissance (Psat). Un faible facteur de bruit (NF) et une faible dependance a la polarisation (PDL) sont requis pour les recepteurs preamplifies. De plus, un fonctionnement du et operer en regime lineaire est necessaire pour les schemas de modulation complexes. Le SOA actuel possede un gain de 18 dB avec un facteur de bruit de 8 dB, une faible PDL ( -5 dBm, NF 95 GHz), qui placent nos composants au meilleur niveau de l’etat de l’art avec un produit gain-bande record de 6,1 THz. Les Mesures numeriques a 64 Gbit/s montrent que notre recepteur atteint une sensibilite de -17 dBm pour un taux d'erreur de 10-9, et la sensibilite attendue a 100 Gbit/s est de -14 dBm