MULTIPLEXEUR A INSERTION-EXTRACTION A BASE D'UNE FIBRE BI-COEUR COMPORTANT DES MOYENS D'OPTIMISATION DE RACCORDEMENT INSERTION-EXTRACTION MULTIPLEXER BASED ON A TWO-CORE FIBER HAVING CONNECTION OPTIMIZATION MEANS
La présente invention concerne le domaine des multiplexeurs à Insertion-The present invention relates to the field of insertion multiplexers.
Extraction (MIE) réalisés à l'aide de fibres optiques.Extraction (MIE) carried out using optical fibers.
De tels multiplexeurs permettent par exemple l'aiguillage de signaux entre différentes boucles de réseaux de télécommunications, sans apport d'énergie extérieure et sans avoir recours à l'électronique. Plus précisément l'invention concerne un Multiplexeur à Insertion-Such multiplexers allow for example the routing of signals between different loops of telecommunications networks, without external energy supply and without having to resort to electronics. More specifically, the invention relates to an Insertion Multiplexer
Extraction réalisé à partir de Réseaux de Bragg sur un interféromètre de Mach- Zehnder à fibre bi-cœur.Extraction performed from Bragg gratings on a Mach-Zehnder interferometer with bi-core fiber.
La réalisation de Multiplexeurs à Insertion-Extraction à fibre et à partir de réseaux de Bragg a déjà fait l'objet de nombreuses publications. On a illustré schématiquement sur la figure 1 annexée la fonction d'un multiplexeur à insertion extraction classique MIE.The creation of Fiber Insertion-Extraction Multiplexers from Bragg gratings has already been the subject of numerous publications. The function of a conventional MIE extraction insertion multiplexer is illustrated diagrammatically in FIG. 1 attached.
Comme illustré sur la figure 1, ce multiplexeur MIE comprend une voie d'entrée 1, un port d'extraction 2, un port d'insertion 3 et une voie de sortie 4.As illustrated in FIG. 1, this MIE multiplexer comprises an input channel 1, an extraction port 2, an insertion port 3 and an output channel 4.
Dans un tel multiplexeur les longueurs d'onde λi, λ2 ... λ,- ...., λn introduites sur la voie d'entrée 1 , sortent par la voie de sortie 4, exceptée la longueur d'onde λj extraite sur le port d'extraction 2. Par ailleurs, la longueur d'onde λj' injectée sur le port d'insertion 3 se retrouve sur la voie de sortie 4.In such a multiplexer the wavelengths λi, λ 2 ... λ, - ...., λ n introduced on the input channel 1, exit through the output channel 4, except the wavelength λj extracted on the extraction port 2. Furthermore, the wavelength λj 'injected on the insertion port 3 is found on the output channel 4.
Les Multiplexeurs connus peuvent être classés en deux catégories : ceux à fibres mono-cœurs et ceux à fibres multi-cœurs (généralement deux). On a illustré schématiquement sur la figure 2 annexée, un multiplexeur à insertion extraction réalisé à partir d'une seule fibre mono-cœur 5. Cette fibre 5 comporte au moins un réseau de Bragg 6.Known Multiplexers can be classified into two categories: those with single-core fibers and those with multi-core fibers (generally two). A diagrammatic illustration has been illustrated in the appended FIG. 2, an insertion-extraction multiplexer produced from a single single-core fiber 5. This fiber 5 comprises at least one Bragg grating 6.
L'utilisation d'une seule fibre et d'un ou plusieurs réseau(x) de Bragg 6 nécessite l'emploi de circulateurs optiques 2', 3' pour coupler les voies d'Insertion 2 et d'Extraction 3 à la voie de propagation des signaux, (voir doct [1]). Ces dispositifs présentent généralement de fortes pertes et sont de plus onéreux.
La réalisation de Multiplexeurs à Insertion-Extraction bas-coût a donc imposé que l'on se passe de circulateurs optiques.The use of a single fiber and one or more Bragg 6 network (s) requires the use of 2 ', 3' optical circulators to couple the Insertion 2 and Extraction 3 channels to the propagation of signals, (see doct [1]). These devices generally have high losses and are more expensive. The realization of low-cost Insertion-Extraction Multiplexers therefore meant that there was no need for optical circulators.
Le moyen le moins onéreux et à faible perte consiste à utiliser des interféromètres à fibres. On obtient ainsi des réalisations à partir de deux fibres mono-cœurs :The cheapest and low-loss way is to use fiber interferometers. We thus obtain realizations from two single-core fibers:
- les documents [2] et [3] décrivent deux exemples de réalisation de coupleurs directifs- documents [2] and [3] describe two exemplary embodiments of directional couplers
- les documents [4] et [5] décrivent des exemples d'interféromètres .- documents [4] and [5] describe examples of interferometers.
On a illustré schématiquement sur la figure 3 annexée un multiplexeur à insertion extraction classique réalisé à partir de deux fibres mono-cœurs 7, 8.A diagrammatic illustration has been illustrated in attached FIG. 3 of a multiplexer with insertion and extraction, produced from two single-core fibers 7, 8.
Chacune de ces deux fibres 1, 8 possède au moins un réseau de Bragg 6. Les fibres 7, 8 sont couplées respectivement de part et d'autre des réseaux de Bragg 6. Sur la figure 3, les coupleurs diviseurs ainsi formés sont référencés 9.Each of these two fibers 1, 8 has at least one Bragg grating 6. The fibers 7, 8 are respectively coupled on either side of the Bragg grids 6. In FIG. 3, the dividing couplers thus formed are referenced 9 .
Les premières extrémités adjacentes des deux fibres 7, 8 forment respectivement la voie d'entrée 1 et le port d'extraction 2.The first adjacent ends of the two fibers 7, 8 respectively form the inlet channel 1 and the extraction port 2.
Les secondes extrémités adjacentes des deux fibres 7, 8 forment respectivement la voie d'insertion 3 et la voie de sortie 4.The second adjacent ends of the two fibers 7, 8 respectively form the insertion path 3 and the exit path 4.
Ainsi les longueurs d'onde λl5 λ2 .... λ, ....λn introduites sur la première extrémité 1 de la fibre 7 sortent par la seconde extrémité 4 de la fibre 8, exceptée la longueur d'onde λβ extraite par la première extrémité 2 de la fibre 8. Par ailleurs, la longueur d'onde λβ injectée sur la seconde extrémité 3 de la fibre 7, se retrouve sur la seconde extrémité 4 de la fibre 8.Thus the wavelengths λ l5 λ 2 .... λ, .... λ n introduced on the first end 1 of the fiber 7 exit through the second end 4 of the fiber 8, except for the wavelength λβ extracted by the first end 2 of the fiber 8. Furthermore, the wavelength λβ injected on the second end 3 of the fiber 7 is found on the second end 4 of the fiber 8.
L'idéal est de réaliser les coupleurs diviseurs 9 à l'aide des fibres 7, 8 qui servent à inscrire les réseaux de Bragg 6, et qui par conséquent sont photosensibles. Dans le document [6] il a été montré que l'utilisation d'une fibre à gaine photosensible permet de réduire considérablement le couplage aux modes de gaine, irrémédiablement présent dans les fibres classiques. La photosensibilité de la gaine est obtenue en co-dopant celle-ci.The ideal is to produce the dividing couplers 9 using fibers 7, 8 which serve to register the Bragg gratings 6, and which are consequently photosensitive. In document [6] it has been shown that the use of a fiber with a photosensitive cladding makes it possible to considerably reduce the coupling to the cladding modes, irretrievably present in conventional fibers. The photosensitivity of the sheath is obtained by co-doping the latter.
Cependant la réalisation de coupleurs à base de fibres photo-sensibles, pose des difficultés.
En effet, les cœurs de fibres mono-cœurs 7, 8 placées côte à côte, sont généralement écartés d'environ 125 μm (i.e. le diamètre extérieur des fibres). Pour réaliser un coupleur 9 (et qu'il y ait échange d'énergie entre les deux cœurs) il faut donc rapprocher les cœurs, généralement par fusion-étirage, pour qu'ils soient typiquement à moins de ~ 20 μm.However, the production of couplers based on photo-sensitive fibers poses difficulties. Indeed, the cores of single-core fibers 7, 8 placed side by side, are generally spaced apart by about 125 μm (ie the outside diameter of the fibers). To make a coupler 9 (and there is an exchange of energy between the two cores), it is therefore necessary to bring the cores closer together, generally by fusion-stretching, so that they are typically less than ~ 20 μm.
Or le dopage qui rend la gaine photosensible la rend également plus fusible que le cœur de la fibre ce qui rend la fusion-étirage d'une telle fibre extrêmement délicate. En effet, les différents dopants contenus dans la gaine ne diffusent pas de la même façon. De plus, la gaine risque d'être fragilisée au niveau du couplage lorsqu'elle est soumise à une étape de fusion-étirage.However, the doping which makes the sheath photosensitive also makes it more fusible than the core of the fiber, which makes the fusion-stretching of such a fiber extremely delicate. Indeed, the different dopants contained in the sheath do not diffuse in the same way. In addition, the sheath may be weakened at the coupling when it is subjected to a melting-stretching step.
De là émerge l'idée d'utiliser une fibre multi-cœur, généralement bi-cœur. Une fibre bi-cœur possède en effet deux cœurs entourés d'une gaine. La gaine est photosensible pour permettre l'inscription de réseaux de Bragg. Les cœurs sont initialement espacés de quelques dizaines de microns : l'entre-axe. La valeur de l'entre-axe est le minimum qu'autorise une diaphotie limitée sur la longueur du composant. Les deux cœurs étant plus rapprochés (30-100 μm) que lors de l'utilisation de fibres mono-cœurs (125 μm), on a moins besoin de fusionner la fibre multicoeur pour réaliser le couplage. Il s'en suit que la diffusion des dopants de la gaine photosensible est négligeable. Un exemple d'utilisation d'une telle fibre bi-cœur est exposé dans le document [7]. D'autres exemples de réalisation existent bien que cela soit pour d'autres raisons que celles évoquées. Noir documents [8] et [9].From there emerges the idea of using a multi-core fiber, generally bi-core. A bi-core fiber indeed has two hearts surrounded by a sheath. The sheath is photosensitive to allow the registration of Bragg gratings. The hearts are initially spaced a few tens of microns: the center distance. The value of the center distance is the minimum allowed by a limited crosstalk on the length of the component. The two cores being closer together (30-100 μm) than when using single-core fibers (125 μm), there is less need to merge the multi-core fiber to perform the coupling. It follows that the diffusion of the dopants of the photosensitive sheath is negligible. An example of the use of such a bi-core fiber is described in document [7]. Other embodiments exist although this is for other reasons than those mentioned. Black documents [8] and [9].
Cependant, si certaines performances optiques sont excellentes avec de tels composants, il n'en reste pas moins que l'utilisation d'une fibre bi-cœur pose certains problèmes spécifiques. En particulier :However, if certain optical performances are excellent with such components, the fact remains that the use of a bi-core fiber poses certain specific problems. In particular :
- les cœurs ne sont pas parfaitement identiques (en indice de réfraction, en taille...) ;- the hearts are not perfectly identical (in refractive index, in size, etc.);
- un déphasage intrinsèque en transmission comme en réflexion apparaît généralement ;- an intrinsic phase shift in transmission as in reflection generally appears;
- le raccordement à des fibres monomodes du réseau n'est pas identique sur les 4 ports d'entrée/sortie et occasionne des pertes d'insertion ;
- les réseaux de Bragg photo-inscrits sur chaque bras de l'interféromètre ne sont pas parfaitement identiques (notamment en longueur d'onde ou taux de réflexion...).- the connection to single-mode fibers of the network is not identical on the 4 input / output ports and causes insertion losses; - the Bragg gratings photo-inscribed on each arm of the interferometer are not perfectly identical (in particular in wavelength or rate of reflection ...).
Des solutions de raccordement ont déjà été proposées. Cependant, aucune ne donne totalement satisfaction. II en résulte que jusqu'ici, lorsqu'une fibre bi-cœur est utilisée, un seul des deux cœurs a un rendement optimal de couplage avec le connecteur utilisé.Connection solutions have already been proposed. However, none is entirely satisfactory. As a result, so far, when a bi-core fiber is used, only one of the two cores has an optimal coupling efficiency with the connector used.
La présente invention a ainsi pour but de proposer un Multiplexeur à Insertion-Extraction à base de fibre bi-cœur dont les signaux injectés et transmis sont véhiculés par le même cœur afin de minimiser les pertes d'insertion pour ces signaux.The object of the present invention is therefore to propose an Insertion-Extraction Multiplexer based on a bi-core fiber whose injected and transmitted signals are carried by the same core in order to minimize the insertion losses for these signals.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un interféromètre réalisé sur un tronçon de fibre bi-cœur, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens introduisant une différence de phase égale à π modulo 2π entre les deux bras de l'interféromètre. L'interféromètre est avantageusement de type Mach-Zehnder.This object is achieved in the context of the present invention thanks to an interferometer produced on a section of bi-core fiber, characterized in that it comprises means introducing a phase difference equal to π modulo 2π between the two arms of the interferometer. The interferometer is advantageously of the Mach-Zehnder type.
La réalisation d'un Multiplexeur à Insertion-Extraction à partir d'un Mach- Zehnder sur fibre bi-cœur présente notamment l'avantage suivant : les cœurs étant contenus dans la même gaine, la différence de chemin optique entre les bras de l'interféromètre dépend essentiellement de la faible différence d'indice entre les deux cœurs. La stabilité d'un interféromètre à fibre bi-cœur est donc grandement supérieure à celle de son homologue à fibres mono-cœurs.The realization of an Insertion-Extraction Multiplexer from a Mach-Zehnder on bi-core fiber has the following advantage in particular: the cores being contained in the same sheath, the difference in optical path between the arms of the interferometer essentially depends on the small difference in index between the two cores. The stability of a bi-core fiber interferometer is therefore much higher than that of its single-core fiber counterpart.
Les performances sur les voies de sortie et d'extraction peuvent être optimisées par un équilibrage judicieux du déphasage optique entre les bras de l'interféromètre aussi bien en transmission qu'en réflexion. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :The performance on the output and extraction channels can be optimized by judicious balancing of the optical phase shift between the arms of the interferometer both in transmission and in reflection. Other characteristics, aims and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, and with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples and in which:
- les figures 1 à 3 précédemment décrites illustrent schématiquement des multiplexeurs à Insertion-Extraction, conformes à l'état de la technique, - les figures 4 et 5 représentent des vues schématiques en coupe transversale, de deux exemples de fibres bi-cœur connues,
- la figure 6 représente un Mutliplexeur à Insertion-Extraction à base de fibre bi- cœur conforme à l'état de la technique,- Figures 1 to 3 previously described schematically illustrate Insertion-Extraction multiplexers, in accordance with the state of the art, - Figures 4 and 5 show schematic views in cross section, of two examples of known bi-core fibers, FIG. 6 represents an Insertion-Extraction Mutliplexer based on a bi-core fiber in accordance with the state of the art,
- les figures 7 et 8 représentent schématiquement deux variantes de Mutliplexeurs à Insertion-Extraction à base de fibre bi-cœur selon l'invention, - la figure 9 représente la différence de phase entre les signaux réfléchis et transmis à travers deux réseaux de Bragg de caractéristiques spectrales légèrement différentes,- Figures 7 and 8 schematically represent two variants of Insertion-Extraction Mutliplexers based on bi-core fiber according to the invention, - Figure 9 shows the phase difference between the signals reflected and transmitted through two Bragg gratings of slightly different spectral characteristics,
- la figure 10 représente la structure générale d'un multiplexeur obtenu dans le cadre de la présente invention, et - la figure 11 représente la structure générale d'un multiplexeur conforme à une variante de la présente invention comportant trois ports.- Figure 10 shows the general structure of a multiplexer obtained in the context of the present invention, and - Figure 11 shows the general structure of a multiplexer according to a variant of the present invention comprising three ports.
Les fibres bi-cœur sont bien connues en soi de l'homme de l'art. Elles ne seront donc pas décrites dans le détail par la suite.Bi-core fibers are well known per se to those skilled in the art. They will therefore not be described in detail below.
Néanmoins, on rappellera ci-dessous quelques données de base relatives aux fibres bi-cœur, en relation avec les figures 4 et 5.Nevertheless, we will recall below some basic data relating to bi-core fibers, in relation to FIGS. 4 and 5.
La figure 4 représente une fibre bi-cœur dans sa forme la plus générale qui soit.Figure 4 shows a bi-core fiber in its most general form.
La fibre bi-cœur possède généralement deux cœurs 10, 20 délimités par les surfaces S4 et S4', le plus souvent circulaires mais pas nécessairement, par où se propagent les signaux lumineux. Selon la figure 4, le cœur 10 est circulaire de révolution tandis que le cœur 20 est elliptique. Ces cœurs peuvent être dopés par des ions de terre rare pour des applications ayant trait à l'amplification, d caractérise la distance entre les deux cœurs 10, 20.The bi-core fiber generally has two cores 10, 20 delimited by the surfaces S4 and S4 ', most often circular but not necessarily, through which the light signals propagate. According to Figure 4, the heart 10 is circular in revolution while the heart 20 is elliptical. These cores can be doped with rare earth ions for applications relating to amplification, d characterizes the distance between the two cores 10, 20.
Les cœurs 10, 20 peuvent être entourés d'une zone 30,40 de propriétés différentes, délimitées par les surfaces S3 et S3' (remarque : S3 (S3') n'est pas nécessairement en contact avec S4 (S4'). Ces zones 30, 40 peuvent être photosensibles pour des applications nécessitant une photo-inscription de réseaux de Bragg. S3 et S3' peuvent avoir n'importe quelle forme géométrique et accepter n'importe qu'elle dopant usuel pour des applications tels que maintien de polarisation, amplificateur etc ...
La zone délimitée par la surface S2, généralement appelée gaine optique 50, est souvent non dopée. Elle peut prendre des formes géométriques diverses et variées.The cores 10, 20 can be surrounded by a zone 30, 40 of different properties, delimited by the surfaces S3 and S3 '(note: S3 (S3') is not necessarily in contact with S4 (S4 '). zones 30, 40 can be photosensitive for applications requiring photo-inscription of Bragg gratings S3 and S3 'can have any geometric shape and accept any of the usual dopants for applications such as polarization maintenance , amplifier etc ... The area delimited by the surface S2, generally called the optical sheath 50, is often undoped. It can take various and varied geometric shapes.
La gaine optique 50 est à son tour entourée par un revêtement de protection 60 délimité par la surface SI, généralement circulaire.The optical sheath 50 is in turn surrounded by a protective coating 60 delimited by the surface SI, generally circular.
La figure 5 correspond au cas simplifié où les surfaces S3 et S3', S4 et S4' sont identiques. SI est circulaire et possède un diamètre de plusieurs centaines de microns. Soit d la distance entre les cœurs et d2 la largeur du rectangle circonscrivant la surface S2, la longueur de ce rectangle est d2+d. On a illustré sur la figure 6, un Multiplexeur à Insertion-Extraction (MIE) classique comprenant :FIG. 5 corresponds to the simplified case where the surfaces S3 and S3 ', S4 and S4' are identical. SI is circular and has a diameter of several hundred microns. Let d be the distance between the hearts and d2 the width of the rectangle circumscribing the surface S2, the length of this rectangle is d2 + d. FIG. 6 illustrates a conventional Insertion-Extraction Multiplexer (MIE) comprising:
- un tronçon de fibre bi-cœur 100 présentant sur chacun de ses deux cœurs élémentaires 10, 20, un réseau de Bragg 102, 102' accordé sur une longueur d'ondea section of bi-core fiber 100 having on each of its two elementary cores 10, 20, a Bragg grating 102, 102 ′ tuned on a wavelength
- deux fibres 130, 140 servant respectivement d'entrée et de port d'extraction,- two fibers 130, 140 respectively serving as inlet and extraction port,
- un premier dispositif de raccordement 120 assurant le raccordement des fibres 130, 140, avec une première extrémité des cœurs 10, 20 de la fibre 100,a first connection device 120 ensuring the connection of the fibers 130, 140, with a first end of the cores 10, 20 of the fiber 100,
- deux fibres 130', 140' servant respectivement de port d'insertion et de sortie, et- two fibers 130 ′, 140 ′ respectively serving as insertion and outlet ports, and
- un second dispositif de raccordement 120' qui assure le raccordement des fibres 130', 140' avec la seconde extrémité des cœurs 10, 20 de la fibre 100.- a second connection device 120 'which ensures the connection of the fibers 130', 140 'with the second end of the cores 10, 20 of the fiber 100.
Des coupleurs 110, 110' sont définis par fusion étirage de la fibre bi-cœur 100, respectivement de part et d'autre des réseaux de Bragg 102, 102'.Couplers 110, 110 'are defined by drawing fusion of the bi-core fiber 100, respectively on either side of the Bragg gratings 102, 102'.
Dans cette conception classique il y a croisement des signaux entre le cœur d'entrée et le cœur de sortie. Ainsi les signaux λl à λn entrant en 130 (premier cœur) sortent en 140' (second cœur), exceptée la longueur d'onde de Bragg λβ qui est extraite en 140. De même la longueur d'onde λβ insérée en 130' sort en 140'.In this classic design, there are crossing signals between the input core and the output core. Thus the signals λl to λn entering at 130 (first heart) exit at 140 '(second heart), except for the Bragg wavelength λβ which is extracted at 140. Likewise the wavelength λβ inserted at 130' in 140 '.
Dans la pratique, les cœurs 10, 20 ne sont jamais strictement identiques. La différence de propriétés opto-géométriques des cœurs est soit déterminée à dessein pour une meilleure adaptation des modes, soit préjudiciable et inhérente au procédé de fabrication. Dans les deux cas, il est nécessaire de favoriser la transmission des signaux (ceux qui ne "voient" pas la longueur d'onde de Bragg).
Pour tenir compte de ces contraintes, comme illustré sur les figures 7 et suivantes, il est prévu selon la présente invention des moyens aptes à ajouter une différence de phase entre les bras 10 et 20 de l'interféromètre, supplémentaire au déphasage inhérent à la structure, telle que le déphasage total soit égal à π modulo 2 π.In practice, the hearts 10, 20 are never strictly identical. The difference in opto-geometric properties of the cores is either determined on purpose for better adaptation of the modes, or is detrimental and inherent in the manufacturing process. In both cases, it is necessary to favor the transmission of the signals (those which do not "see" the wavelength of Bragg). To take these constraints into account, as illustrated in FIGS. 7 et seq., Means are provided according to the present invention capable of adding a phase difference between the arms 10 and 20 of the interferometer, additional to the phase shift inherent in the structure , such that the total phase shift is equal to π modulo 2 π.
Cette différence de phase peut résulter à la fois d'une différence de positionnement des réseaux 102, 102', tout comme d'une différence d'indice entre les deux cœurs 10, 20 (soit naturelle, soit induite par insolation UN ...), ou bien encore d'une légère différence de caractéristique des réseaux de Bragg 102, 102' (voire de toutes combinaisons de tels moyens). En d'autres termes, dans le cadre de la présente invention, les moyens de correction de phase adaptés pour générer un déphasage de π modulo 2π entre les bras 10 et 20 de l'interféromètre, peuvent être formés de l'un quelconque des moyens précités ou d'une combinaison quelconque de tels moyens (différence de positionnement des réseaux 102, 102', différence d'indice entre les deux cœurs 10, 20, différence de caractéristique des réseaux 102, 102'). Par ailleurs de préférence dans le cadre de la présente invention, les moyens de correction de phase doivent prendre en compte tout déphasage inhérent à la réalisation de l'interféromètre, quelle que soit l'origine de ce déphasage inhérent à la réalisation (différence de positionnement des réseaux 102, 102', différence d'indice entre les deux cœurs 10, 20, différence de caractéristique des réseaux 102, 102').This phase difference can result both from a difference in positioning of the networks 102, 102 ′, as well as from a difference in index between the two cores 10, 20 (either natural, or induced by sunshine UN ... ), or even a slight difference in the characteristic of the Bragg gratings 102, 102 ′ (or even of any combination of such means). In other words, in the context of the present invention, the phase correction means suitable for generating a phase shift of π modulo 2π between the arms 10 and 20 of the interferometer, can be formed by any of the means mentioned above or any combination of such means (difference in positioning of the networks 102, 102 ', difference in index between the two cores 10, 20, difference in characteristic of the networks 102, 102'). Furthermore preferably within the framework of the present invention, the phase correction means must take into account any phase shift inherent in the production of the interferometer, whatever the origin of this phase shift inherent in the production (difference in positioning networks 102, 102 ', difference in index between the two cores 10, 20, difference in characteristic of networks 102, 102').
D'autres moyens peuvent également être utilisés pour définir le déphasage recherché, et notamment : un échauffement local (qui modifie l'indice optique de la fibre localement), une contrainte mécanique, par exemple par traction ou torsion, ou encore une application d'un champ électrique. Ces moyens alternatifs peuvent être utilisés séparément ou en combinaison avec ceux mentionnés précédemment.Other means can also be used to define the desired phase shift, and in particular: local heating (which modifies the optical index of the fiber locally), mechanical stress, for example by traction or torsion, or even an application of an electric field. These alternative means can be used separately or in combination with those mentioned above.
Ainsi, selon la présente invention, les signaux entrant en 130, sur la première extrémité d'un premier cœur 10, sortent sur la seconde extrémité 130' de ce même cœur 10, à l'exception de la longueur d'onde de Bragg λβ qui est extraite en 140 sur la première extrémité du second cœur 20. Par ailleurs la longueur d'onde λB injectée sur la seconde extrémité 140' du second cœur 20 sort également en 130', soit sur la seconde extrémité du premier cœur 10.
On trouve sur les figures 7 et 8 un Multiplexeur à Insertion-Extraction (MIE) comprenant :Thus, according to the present invention, the signals entering at 130, on the first end of a first heart 10, exit on the second end 130 'of this same heart 10, with the exception of the Bragg wavelength λβ which is extracted at 140 on the first end of the second heart 20. Furthermore, the wavelength λ B injected at the second end 140 'of the second heart 20 also leaves at 130', that is to say on the second end of the first heart 10. Figures 7 and 8 show an Insertion-Extraction Multiplexer (MIE) comprising:
- un tronçon de fibre bi-cœur 100 présentant sur chacun de ses deux cœurs élémentaires 10, 20, un réseau de Bragg 102, 102' photo-inscrit et accordé sur une longueur d'onde λB,a section of bi-core fiber 100 having on each of its two elementary cores 10, 20, a Bragg grating 102, 102 ′ photo-registered and tuned on a wavelength λ B ,
- deux fibres 130, 140 servant respectivement d'entrée et de port d'extraction,- two fibers 130, 140 respectively serving as inlet and extraction port,
- un premier dispositif de raccordement 120 assurant le raccordement des fibres 130,140 avec une première extrémité des cœurs 10, 20 de la fibre 100,a first connection device 120 ensuring the connection of the fibers 130, 140 with a first end of the cores 10, 20 of the fiber 100,
- deux fibres 130', 140' servant respectivement de port d'insertion et de sortie, et - un second dispositif de raccordement 120' qui assure le raccordement des fibres 130', 140' avec la seconde extrémité des cœurs 10, 20 de la fibre 100.- two fibers 130 ', 140' serving respectively as an insertion and output port, and - a second connection device 120 'which ensures the connection of the fibers 130', 140 'with the second end of the cores 10, 20 of the fiber 100.
Deux coupleurs (à 3dB) 110 et 110' sont réalisés par fusion étirage de la fibre bi-coeur de part et d'autre des réseaux de Bragg 102, 102' pour former l'interféromètre de Mach-Zehnder. Les paramètres de la fusion sont ajustés de manière à obtenir des coupleursTwo couplers (at 3dB) 110 and 110 ′ are produced by fusion drawing of the bi-core fiber on either side of the Bragg gratings 102, 102 ′ to form the Mach-Zehnder interferometer. The parameters of the fusion are adjusted so as to obtain couplers
50/50 à la même longueur d'onde que celle réfléchie par les réseaux photo-inscrits tout en ayant une réponse la plus achromatique possible.50/50 at the same wavelength as that reflected by the photo-registered networks while having the most achromatic response possible.
Les fonctions d'insertion et d'extraction ne sont pas affectées par le déphasage π ainsi introduit puisque le déphasage cumulé avant recombinaison dans les coupleurs est égal à 0 [2π]. Dans ce cas, la connexion au dispositif de raccordement est optimal.The insertion and extraction functions are not affected by the phase shift π thus introduced since the cumulative phase shift before recombination in the couplers is equal to 0 [2π]. In this case, the connection to the connection device is optimal.
Comme indiqué précédemment, le déphasage introduit selon la présente invention (à l'aide d'au moins l'un quelconque des moyens précédemment définis), en supplément du déphasage de départ, est adapté pour obtenir un déphasage total de π. Dans la pratique, la phase peut être accordée pour prendre en compte le déphasage occasionné par un léger désaccord des réseaux en longueur d'onde et largeur spectrale, ainsi que par une légère différence d'indice entre les deux cœurs. Dans la pratique, les réseaux de Bragg ne sont jamais identiques ce qui occasionne un déphasage en réflexion et en transmission comme illustré sur la figure 9.
Sur les figures 7 et 8, φi, φ2, φ3, φ représentent les déphasages directement liés au chemin optique (ce qui prend en compte la longueur séparant les réseaux de Bragg 102, 102' des coupleurs 110, 110', ainsi que la différence d'indice). φrl, φr2 sont les déphasages subis par les signaux à la longueur de Bragg réfléchis par les réseaux 102 et 102'. φtl, φt2 sont les déphasages subis par les signaux transmis (en dehors de la longueur d'onde de Bragg) après la traversée des réseaux de Bragg 102, 102'.As indicated previously, the phase shift introduced according to the present invention (using at least any of the previously defined means), in addition to the initial phase shift, is suitable for obtaining a total phase shift of π. In practice, the phase can be tuned to take into account the phase shift caused by a slight detuning of the networks in wavelength and spectral width, as well as by a slight difference in index between the two cores. In practice, the Bragg gratings are never identical, which causes a phase shift in reflection and in transmission as illustrated in FIG. 9. In FIGS. 7 and 8, φi, φ 2 , φ 3 , φ represent the phase shifts directly linked to the optical path (which takes into account the length separating the Bragg gratings 102, 102 'from the couplers 110, 110', as well as the difference in index). φ rl , φ r2 are the phase shifts undergone by the Bragg length signals reflected by the networks 102 and 102 '. φ tl , φ t2 are the phase shifts undergone by the transmitted signals (outside the Bragg wavelength) after crossing the Bragg gratings 102, 102 '.
Dans ce cas si Φ = φi - φ2 + (φrl - φr2)/2 est positif, l'invention consiste à produire un déphasage photoinduit tel que Φi = Φ + 2kπ dans le cœur du bas (cas de la figure 7) ou Φi = 2π-Φ + 2kπ dans le cœur du haut (non représenté) (le plus faible des deux). Si Φ est négatif, alors on produit un déphasage Φi = 2π + φ + 2kπ sur le cœur du bas (cas de la figure 7) ou Φi = Φ + 2kπ sur le cœur du haut (non représenté) (le plus faible des deux).In this case if Φ = φi - φ 2 + (φ rl - φ r2 ) / 2 is positive, the invention consists in producing a photoinduced phase shift such that Φi = Φ + 2kπ in the bottom heart (case of Figure 7 ) or Φi = 2π-Φ + 2kπ in the top heart (not shown) (the weaker of the two). If Φ is negative, then we produce a phase shift Φi = 2π + φ + 2kπ on the bottom heart (case of Figure 7) or Φi = Φ + 2kπ on the top heart (not shown) (the lower of the two) ).
Une fois Φi, déterminé, il reste à figer Φ2 = π - (φι-φ2+φ3-φ4+φti-φt2)+Φ ι+2kπ. Selon le signe de (φ1-φ2+φ3-φ4+φtι-φt2-Φι)5 le déphasage sera appliqué sur le cœur du haut (figure 8) ou du bas (figure 7).Once Φi, determined, it remains to freeze Φ 2 = π - (φι-φ2 + φ3-φ4 + φti-φt2) + Φ ι + 2kπ. According to the sign of (φ 1 -φ 2 + φ3-φ 4 + φtι-φt2-Φι) 5 the phase shift will be applied to the heart at the top (figure 8) or at the bottom (figure 7).
On notera que
φtι-φt2— φt (défini figure 9).Note that φtι-φt2— φt (defined in figure 9).
L'homme de l'art comprendra que la présente invention permet de faire transiter les signaux transmis en dehors du Mach-Zehnder par un seul cœur, celui dont la taille de mode est le plus adaptée aux guides du dispositif de raccordement.Those skilled in the art will understand that the present invention makes it possible to transmit the signals transmitted outside the Mach-Zehnder through a single heart, the one whose mode size is most suited to the guides of the connection device.
Dans le descriptif qui précède, on suppose les dispositifs de raccordement symétriques, avec notamment des guides optiques similaires. Dans le cas de guides optiques différents, dont la différence prend en compte celle entre les cœurs de la fibre bi-cœur, on peut utiliser une paire "guide-du-dispositif-de-raccordement/un- des-cœurs-de-la-fibre-bi-cœur" dont le couplage sera optimisé. La description ci- dessus reste valable.In the above description, symmetrical connection devices are assumed, with in particular similar optical guides. In the case of different optical guides, the difference of which takes into account that between the cores of the bi-core fiber, it is possible to use a pair "guide-of-the-connecting-device / one-of-the-cores -fiber-bi-core "whose coupling will be optimized. The above description remains valid.
On a illustré sur la figure 10, un multiplexeur à insertion extraction conforme à la présente invention. On retrouver sur cette figure 10, un tronçon de fibres bi-cœur 100. Chacun des deux cœurs 10, 20 (schématisé dissymétrique) possède un réseau de Bragg 102, 102' entre deux zones de couplage 110, 110' formées par fusion-étirage, pour former un multiplexeur à interféromètre de type
Mach-Zehnder. La fibre bi-cœur 100 est raccordée en entrée et sortie à des moyens de raccordement standard (éventuellement à base de guide planaire) ou des fibres standards 130, 140, 130', 140'. Les fibres 130, 140 servent de voie d'entrée et d'extraction. Les fibres 130', 140' servent de voie de sortie et d'insertion. Le raccordement de la voie d'entrée 130 et de la voie de sortie 130' est optimisé sur le même cœur 10.Is illustrated in Figure 10, a multiplexer with insertion extraction in accordance with the present invention. This FIG. 10 shows a section of bi-core fibers 100. Each of the two cores 10, 20 (asymmetrical diagram) has a Bragg grating 102, 102 'between two coupling zones 110, 110' formed by fusion-stretching , to form an interferometer-type multiplexer Mach-Zehnder interferometer. The bi-core fiber 100 is connected at the input and output to standard connection means (possibly based on planar guide) or standard fibers 130, 140, 130 ', 140'. The fibers 130, 140 serve as an entry and extraction route. The fibers 130 ′, 140 ′ serve as exit and insertion path. The connection of the input channel 130 and the output channel 130 'is optimized on the same core 10.
On a illustré sur la figure 11 une variante de réalisation conforme à la présente invention, comportant 3 ports.An alternative embodiment according to the present invention is illustrated in FIG. 11, comprising 3 ports.
Les éléments illustré sur la figure 11, comparables à des éléments représentés sur des figures antérieures et précédemment décrits portent des références identiques à ces derniers.The elements illustrated in FIG. 11, comparable to elements represented in previous and previously described figures bear identical references to the latter.
Les trois ports peuvent avoir des fonctions d'entrée, de sortie et d'insertion, ou encore, d'entrée, de sortie et d'extraction.The three ports can have input, output and insertion, or input, output and extraction functions.
Lorsqu'il n'y a que trois ports, il n'est pas nécessaire d'optimiser le raccordement sur les deux extrémités de la fibre bi-coeur. Il suffit d'optimiser le raccordement sur l'extrémité de la fibre bi-coeur pour laquelle les deux coeurs sont utilisés. On optimise alors le raccordement de la voie d'entrée dans un cas et de la voie de sortie dans l'autre. Le raccordement du troisième port s'effectue sans difficulté : à l'extrémité de la fibre bi-coeur où il n'y a qu'un port on peut raccorder directement le coeur de la fibre bi-coeur à une fibre mono-coeur sans dispositif de raccordement intermédiaire.When there are only three ports, there is no need to optimize the connection on both ends of the dual-core fiber. It is enough to optimize the connection on the end of the bi-core fiber for which the two hearts are used. We then optimize the connection of the input channel in one case and the output channel in the other. The connection of the third port is carried out without difficulty: at the end of the dual-core fiber where there is only one port, it is possible to directly connect the core of the dual-core fiber to a single-core fiber without intermediate connection device.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.Of course the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to any variant in accordance with its spirit.
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[9] J. Electrical Engineering and information science, vol4, n°4, 1999
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