A)
Les diodes électroluminescentes : DEL
Les diodes sont constituées, suivant le principe de
base, d'un cristal semi-conducteur
Possédant deux couches dopées de manières
: une couche P positive possédant des trous (emplacements où il
manque un électron pour que les atomes soient complets) et une couche N
négative possédant des électrons libres.
Une diode semi-conductrice qui émet de la
lumière par émission spontanée, est appelée diode
électroluminescente. La qualité de conversion du courant
électrique en lumière est décrite par le rendement
quantique, qui désigne le rapport entre le nombre de photons émis
par unité de temps et le nombre de charges transportées à
travers la jonction-PN de la diode semi-conductrice.
Les diodes électroluminescentes de structure simple, ou
homojonction, présentent deux inconvénients majeurs : la
lumière (générée) est émise dans toutes les
directions d'où pertes importantes et la largeur de signal émis
est grande, environ 40nm.
Par contre, leurs avantages sont une grande facilité de
" pilotage " et une durée de vie de l'ordre 105 à
107 heures.
Figure 3.2.
Caractéristiques spectacles de la DEL
B) Les diodes laser : DL
Depuis le début des télécommunications
par fibre optique, le choix des sources optiques s'est porté sur les
émetteurs à semi conducteur à cause de leurs petites
dimensions en rapport avec celles du coeur des fibres optiques, de la relative
facilité que l'on a à moduler directement la lumière
émise en agissant sur le courant, de leur spectre optique relativement
étroit et de leur faible consommation énergétique.
[7]
Ainsi la diode laser est la source la mieux adaptée
pour les télécommunications optiques car elle permet d'avoir la
meilleure efficacité de couplage optique avec la fibre.
LASER est l'abréviation de Light Amplification by
Stimulated Emission of Radiation
Signifie amplification de lumière par émission
stimulée de rayonnement. Contrairement à la diode
électroluminescente où l'émission est
spontanée.
Les diodes laser se caractérisent par
l'étroitesse de la longueur d'onde qu'elles émettent, le spectre
émis se composant de plusieurs raies centrées autour de la
longueur d'onde principale.
Figure 3.3
caractéristiques spectacles de DL
Les caractéristiques spectrales des sources:
? Les systèmes des longueurs pratiques utilisent des
sources à semi-conducteur émettant autour de
ë=0,85ìm, ë=1,3ìm ou ë=1,55ìm (les bandes
de fréquences utilisées autour de ces trois longueurs d'onde sont
appelées « fenêtres de télécommunication
»).
? Les sources sont caractérisées par leur
spectre et leur diagramme de rayonnement.
? La puissance de sortie: pour augmenter la portée
d'une liaison on doit émettre la plus grande puissance possible sans
néanmoins dépasser un certain seuil (20kw/cm2).
? Actuellement le seul type de source utilisée est la
diode laser qui présente un spectre de raies très fines (entre
0,2 et 1Mhz lorsque le laser émet 1mw).
B.1. modulateurs :
Un modulateur, c'est un système capable de modifier les
paramètres de la lumière
(Essentiellement amplitude et ou phase ; mais cela pourrait
être : polarisation, direction de propagation, fréquence,
répartition de modes, etc.) en fonction d'un signal de commande. Un
modulateur est un système d'interaction.
Les interactions entre phénomène physique de
nature différente mécanique (ou élastique), acoustique,
magnétique, etc.
On peut moduler ces sources de deux manières
différentes :
B.1.1. Modulation directe : on agit sur le
courant de jonction qui provoque l'effet laser.
En première approximation, la puissance optique
délivrée varie linéairement en fonction du courant.
Ce type de modulation provoque une modification dynamique du
spectre due à la conversion amplitude-fréquence et du diagramme
de rayonnement, avec des effets nuisibles aux grandes vitesses de
modulation.
B.1.2.Modulation externe : le champ
émis par la source n'est pas modulé et passé par un
circuit optique spécial où l'on peut provoquer une modulation de
phase ou d'amplitude. Les modulateurs d'amplitude ne présentent aucune
propriété de linéarité mais introduisent beaucoup
moins de conversion amplitude-fréquence.
Le signal modulé envoyé dans la fibre est donc
nettement moins affecté par ce phénomène mais
également moins puissant que dans le cas de la modulation directe.
Le principe physique utilisé dans ces modulateurs
externes est soit la variation de l'indice de réfraction soit la
variation de l'absorption (dispositifs à base de semi-conducteurs)
III.2. Les Récepteurs
(Photodiode PN, PIN et APD...)
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