Réduction du bruit au niveau des liaisons de télécommunications optiques
Si l'on veut pouvoir éliminer une des principales sources de bruit au niveau des liaisons de télécommunications optiques, il est primordial de protéger la source laser de la lumière réfléchie vers la diode laser. Dans les isolateurs optiques en vrac actuellement commercialisés, l'emballage de ce module diode laser exige des techniques d'alignement précises, de l'ordre du sous-micron, qui ont un impact significatif sur son coût total. En outre, le recours à des techniques de fabrication en masse est impossible. La mise au point d'isolateurs optiques basés sur des guides d'ondes est dès lors étudiée depuis longtemps dans le domaine de la photonique. C'est ainsi que les recherches menées dans le cadre du projet ISOLASER ont été ciblées sur l'application d'un film ferromagnétique à magnétisation transversale pour introduire une absorption modale non réciproque dans un amplificateur optique semi-conducteur. L'intérêt de cette classe de matériaux réside dans leur combinaison unique de faible perte optique aux longueurs d'ondes utilisées pour les télécommunications et d'effet Kerr magnéto-optique très élevé, qui est la source de la non-réciprocité. Le résultat obtenu est un dispositif transparent à l'avant et affichant une perte dans la direction opposée, ce qui lui confère un caractère isolant. Une fois cette configuration testée au niveau expérimental, une meilleure compréhension de l'impact de la structure de contact sur les paramètres optiques et magnéto-optiques a permis de réaliser des progrès substantiels au niveau des performances du dispositif. L'optimisation de la conception du dispositif s'est appuyée sur la sélection d'un métal ferromagnétique faiblement absorbant doté de propriétés magnéto-optiques élevées. Afin de compenser la perte optique restante au niveau du contact du métal ferromagnétique, une région active à plusieurs puits quantiques du matériel d'amplification offrant un gain de polymérisation magnétique transversal maximal a été conçue. Des simulations unidimensionnelles à l'aide du cadre de modélisation Cavity, combiné à un algorithme de perturbation pour le calcul des guides d'ondes magnéto-optiques, ont été utilisées pour la définition des paramètres géométriques du dispositif. Le taux d'isolation expérimental obtenu s'est élevé à environ 99dB/cm, ce qui montre que l'application pratique de cet isolateur de guide d'ondes optique amplificateur est possible. En outre, comme cet isolateur optique a la même structure que le laser semi-conducteur auquel il est intégré, l'intégration monolithique devrait être simple.