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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes

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307documents trouvés

17401
31/10/2017

Integration of electro-absorption modulator in a vertical-cavity surface-emitting laser

L.MARIGO-LOMBART, S.CALVEZ, A.ARNOULT, A.RUMEAU, C.VIALLON, H.THIENPONT, K.PANAJOTOV, G.ALMUNEAU

PHOTO, TEAM, I2C, MOST, Bruxelles

Rapport LAAS N°17401, Octobre 2017

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01614811

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Abstract

VCSELs became dominant laser sources in many short optical link applications such as datacenter, active cables, etc. Actual standards and commercialized VCSEL are providing 25 Gb/s data rates, but new solutions are expected to settle the next device generation enabling 100 Gb/s. Directly modulated VCSEL have been extensively studied and improved to reach bandwidths in the range of 26-32 GHz [Chalmers, TU Berlin], however at the price of increased applied current and thus reduced device lifetime. Furthermore, the relaxation oscillation limit still subsists with this solution. Thus, splitting the emission and the modulation functions as done with DFB lasers is a very promising alternative [TI-Tech, TU Berlin]. Here, we study the vertical integration of an Electro-Absorption Modulator (EAM) within a VCSEL, where the output light of the VCSEL is modulated through the EAM section. In our original design, we finely optimized the EAM design to maximize the modulation depth by implementing perturbative Quantum Confined Stark Effect (QCSE) calculations, while designing the vertical integration of the EAM without penalty on the VCSEL static performances. We will present the different fabricated vertical structures, as well as the experimental electrical and optical static measurements for those configurations demonstrating a very good agreement with the reflectivity and absorption simulations obtained for both the VCSEL and the EAM-VCSEL structures. Finally, to reach very high frequency modulation we studied the BCB electrical properties up to 110 GHz and investigated coplanar and microstrip lines access to decrease both the parasitic capacitance and the influence of the substrate. 100 words: In this presentation, we describe the operation of Multiple-Quantum-Wells Asymmetric Fabry-Perot modulator, vertically integrated into a VCSEL structure for high-speed modulation. First we optimize the Electro-Absorptive Modulator (EAM) and the EAM-VCSEL structures by utilizing a perturbative quantum-confined Stark-effect and transfer matrix calculations. Then we present experimental reflectivity, LIV curves and photocurrent measurements and demonstrate very good agreement with our modelling results. High frequency measurements of BCB electrical response up to 110 GHz are carried out to estimate the parasitic effects due to the pad configuration and the impact of the substrate.

141379
17336
26/10/2017

Phase noise study based on transfer function in coupled optoelectronic oscillators

R.KHAYATZADEH, V.AUROUX, G.BAILLY, A.FERNANDEZ , O.LLOPIS

MOST, I2C

Manifestation avec acte : International Topical Meeting on Microwave Photonics ( MWP ) 2017 du 23 octobre au 26 octobre 2017, Beijing (Chine), Octobre 2017, 4p. , N° 17336

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01587950

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Abstract

In this paper, the transfer function theory is used to model the phase noise power spectral density in coupled optoelectronic oscillators. A resonator is placed into the model in order to take into account the quality factor (Q) enhancement due to the optical loop. The results of this model are then compared with experimental measurement results. The model is able to describe the phase noise spectrum shape and to give indications on the noise contributors, which helps in improving oscillator's performance.

141077
17254
13/07/2017

COEO Phase locking and performance optimisation

R.KHAYATZADEH, V.AUROUX, A.FERNANDEZ , O.LLOPIS

MOST

Manifestation avec acte : Joint conference of the IEEE International Frequency Control Symposium and European Frequency and Time Forum ( IFCS-EFTF ) 2017 du 10 juillet au 13 juillet 2017, Besançon (France), Juillet 2017, 4p. , N° 17254

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01568062

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Abstract

In this paper, a coupled optoelectronic oscillator (COEO) is phase locked to a low noise RF oscillator in order to reduce the phase noise close to the carrier. Biasing current of the optical semiconductor amplifier (SOA) and a varactor diode in the RF part of the COEO are used as two different actuators to perform phase locking. The lock on the optical device is finally simpler and more efficient than the lock on the RF loop. In the second part of this paper, phase noise of the COEO is reduced by more than 15 dB using a chirped Bragg filter that compensates the dispersion of the optical loop.

140603
17244
13/07/2017

Active devices choice and design of an all cryogenic superconductor resonator oscillator

D.CHAUDY, O.LLOPIS, B.MARCILHAC, O.D'ALLIVY KELLY, J.M.HODE

MOST, UMP Thalès, Thales Airborne Systems

Manifestation avec acte : Joint conference of the IEEE International Frequency Control Symposium and European Frequency and Time Forum ( IFCS-EFTF ) 2017 du 10 juillet au 13 juillet 2017, Besançon (France), Juillet 2017, 4p. , N° 17244

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01568097

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Abstract

Several silicon-germanium bipolar transistors have been measured at cryogenic temperature regarding their gain and phase noise performance. The electrical model of the chosen device has been extracted. Using this model, the phase noise performance of a cryogenic superconductor oscillator has been simulated. The results are very promising, with a phase noise level of-155 dBc/Hz at 1 kHz offset from of a 1 GHz carrier.

140572
17243
10/07/2017

Development of a mobile HTS cryogenic oscillator

O.D'ALLIVY KELLY, Y.LEMAITRE, B.MARCILHAC, D.CHAUDY, J.M.HODE, O.LLOPIS

UMP Thalès, Thales Airborne Systems, MOST

Manifestation avec acte : Joint conference of the IEEE International Frequency Control Symposium and European Frequency and Time Forum ( IFCS-EFTF ) 2017 du 10 juillet au 13 juillet 2017, Besançon (France), Juillet 2017, 2p. , N° 17243

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01568824

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Abstract

High-temperature superconductors (HTS) have shown their potential for analog signal processing at microwave frequencies; they provide high Q resonators, the most critical component of an efficient low phase noise oscillator. Thus, a strategy to outperform state of art quartz oscillators could consist in integrating, in a monolithic block, a planar HTS resonator and a cryo-compatible transistor to build a 1 GHz oscillator. However, mobile systems may require reducing hardware size, weight and power consumption while meeting high performances, controlled costs and reliability needs. We discuss these questions and present our approach to validate the integration of HTS based oscillators into embedded systems.

140555
17251
03/07/2017

Bruit de phase d'un COEO : étude analytique, optimisation et verrouillage en fréquence

R.KHAYATZADEH, V.AUROUX, G.BAILLY, A.FERNANDEZ , O.LLOPIS

MOST, I2C

Manifestation avec acte : Journée du Club Optique Micro-onde ( JCOM ) 2017 du 03 juillet au 03 juillet 2017, Limoges (France), Juillet 2017, 2p. , N° 17251

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01568096

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Résumé

Bruit de phase d’un COEO : étude analytique, optimisation et verrouillage en fréquence

140597
17261
03/07/2017

Simulation numérique itérative pour la génération de peignes Kerr : optimisation de la fonction de couplage

N.GUTIERREZ PANOZZO, C.ARLOTTI, A.FERNANDEZ , S.CALVEZ, O.LLOPIS

MOST, PHOTO

Manifestation avec acte : Journée du Club Optique Micro-onde ( JCOM ) 2017 du 03 juillet au 03 juillet 2017, Limoges (France), Juillet 2017, 2p. , N° 17261

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01568063

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Résumé

On présente un méthode numérique qui permet de simuler la formation de peignes Kerr par le biais de résonateurs optiques tout en tenant compte du comportement en fréquence du coupleur d’accès du résonateur.

140616
17245
03/07/2017

Méthode numérique pour la modélisation de la génération d'impulsions ultra-courtes dans un micro résonateur optique

N.GUTIERREZ PANOZZO, A.FERNANDEZ , O.LLOPIS, S.T.CHU

MOST, CUHK

Manifestation avec acte : Journées Nationales d'Optique Guidée ( JNOG ) 2017 du 03 juillet au 06 juillet 2017, Limoges (France), Juillet 2017, 3p. , N° 17245

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01568066

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Résumé

On présente une méthode de modélisation numérique de résonateurs optiques non-linéaires qui s'avère particulièrement adaptée pour l'étude de cavités optiques présentant des facteurs de qualité dépendants de la longueur d'onde. Cette méthode permet d'obtenir rapidement les paramètres de l'impulsion que le système supporte simplement en appliquant des conditions initiales adéquates. Cependant, la méthode ne tient pas compte des effets thermiques qui interviennent dans le système et qui sont d'une très forte importance dans la mise en place expérimentale de ce type de dispositif.

140574
17085
02/07/2017

Vertical integration of an electro-absorption modulator in a VCSEL device

L.MARIGO-LOMBART, A.ARNOULT, C.VIALLON, S.CALVEZ, A.LECESTRE, B.REIG, A.RUMEAU, H.THIENPONT, K.PANAJOTOV, G.ALMUNEAU

PHOTO, TEAM, MOST, I2C, Bruxelles

Conférence invitée : International Conference on Transparent Optical Networks ( ICTON ) 2017 du 02 juillet au 06 juillet 2017, Girone (Espagne), Juillet 2017, 1p. , N° 17085

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01610911

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Abstract

The huge increase of datacom traffic requires laser sources of ever-widening modulation bandwidth. Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSEL) are strategically relevant given that their wide use for short communication links such as in datacenters and are, in light of recent developments, good candidates to address such demands. We propose to increase the modulation bandwidth by vertically integrating a continuous-wave VCSEL with a high-speed electroabsorption modulator (EAM-VCSEL). We will present our studies on the electrical and optical designs, on the development of optimized fabrication steps and on the microwave characterizations leading to the realization of integrated EAM-VCSEL devices.

140184
17314
23/06/2017

Understanding traps location and impact on AlGaN/GaN HEMT by LFN noise & transient measurement, and T-CAD simulations

J.G.TARTARIN, D.SAUGNON, O.LAZAR, G.MAILLOT, L.BARY

MOST, I2C

Manifestation avec acte : International Conference on Noise Fluctuations ( ICNF ) 2017 du 20 juin au 23 juin 2017, Vilnius (Lithuanie), Juin 2017, 4p. , N° 17314

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140933
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