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Languages: French
Types: Article
Subjects: VCSEL, RIN, Pureté spectrale, Liaisons opto-hyperfréquences, Schéma électrique équivalent, Emission multimode, Spectral purity, Radio-frequency optical links, Equivalent electrical model, Multimodal emission, 621
Les qualités des VCSELs (coût, encombrement, intégration, etc...) en font un émetteur incontournable des liaisons datacom, aussi bien que des liaisons analogiques pour applications embarquées. Nous avons établi un système d’équations d’évolutions propres au VCSELs AlGaAs à émission monomode, incluant les phénomènes de bruit d'intensité. Ce modèle est étendu aux VCSELs à émission multimode pour lesquels l'interaction entre les modes par un phénomène de "spectral hole-burning" est responsable d’une élévation du niveau de RIN (Relative lntensity Noise) aux basses fréquences. Partant des équations d’évolution linéariséés monomodes et bi-modes, nous avons parallèlement développé un schéma électrique équivalent incluant des sources équivalentes de bruit en tension et en courant. La réalisation d’un banc de mesure de bruit de faible puissance pour VCSELs sous pointes et VCSELs fibrés en boîtiers nous ont permis de caractériser le comportement en bruit de ces diodes laser et de valider les résultats de simulation du modèle pour différentes structures de VCSELs à diaphragme d’oxyde sur une très large bande de fréquences jusqu’à 10GHz. Finalement, prenant en compte les phénomènes non-linéaires des interactions photons-électrons dans la zone active, nous avons modélisé le report du bruit d'intensité basse fréquence du laser vers le signal hyperfréquence modulant directement le VCSEL. La caractérisation du bruit de 10GHz à 1MHz de la fréquence du signal de référence transmis par une liaison optoélectronique ayant un VCSEL pour émetteur a validé notre modèle de dégradation de la pureté spectrale. The VCSELs advantages (cost, bulkness, electronic integration, etc...) make it very attractive for datacom links as well as analogical links in on-board applications. We established fist a rate equations system for monomodal AlGaAs VCSELs which includes intensity noise behaviour through the Langevin forces. We then developed our model for multimodal VCSELs where we demonstrate that modal interactions due to spectral hole burning generate a RIN level increase at low frequencies. Based on the small signal linearised monomodal and bi-modal rate equations, we have presented an electrical equivalent circuit including equivalent noise current and voltage sources. The development of low-power noise measurement setup for either VCSELS under probes or pigtailed VCSEL has allowed the noise characterization and models validation for various oxide aperture VGSELs structures, on a wide frequency range up to 10GHz. Finally, the development of rate equations, taking into account the non-linear behaviour of electron-photon interactions in the active area, has allowed the validation of the low frequency intensity noise up-conversion to RF carrier modelling. Characterizations of translated noise from lOHz to lOMHz from the reference signal transmitted by a VCSEL based optical link have validated our spectral purity degradation model.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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