Sources laser accordables à cavité verticale pour les réseaux d'accès à très haut débit – LAMBDAACCES

Description du problème à résoudre : Ce projet exploratoire porte sur des lasers à cavité verticale à
émission par la surface (VCSEL) bas coût et agiles en longueur d'onde pour l'accès optique à très haut
débit. Le WDM (Wavelength Division Multiplexing) permet une évolution importante de la capacité des PON
(Passive Optical Network). Les VCSEL ont pour avantages par rapport aux sources classiques une
simplification des procédures de test et de montage, d'où une réduction substantielle du coût. Elles facilitent
de plus l'hybridation de fonctions électroniques de très haute fonctionnalité. L'accord en longueur d'onde
des VCSEL permettra une flexibilité des architectures de réseau et de la gestion des équipements. Ces
évolutions sont incontournables pour diminuer le coût des systèmes pour l'accès optique. Objectifs à
atteindre : L'objectif principal de ce projet est la faisabilité d'un émetteur VCSEL accordable aux longueurs
d'onde télécoms, adapté aux réseaux d'accès haut débit (10 Gbit/s) avec une technologie bas coût à base
de cristaux liquides. Un deuxième objectif plus exploratoire est l'étude de sources, également à cavité
verticale, ayant des temps d'accord compatibles avec l'utilisation de bursts ou de paquets optiques. Etat de
l'art : Les sources accordables émettant par la tranche développées pour les nouvelles générations de
systèmes WDM ne sont pas viables économiquement pour l'accès. Les solutions proposées pour des
VCSEL accordables se caractérisent jusqu'à présent par une complexité de réalisation, une stabilité et une
fiabilité peu assurées (MEMS) ou par une dépendance par rapport à l'état de polarisation (cristal liquide
nématique), difficile à contrôler du fait de la symétrie de la structure. Une collaboration entre deux
partenaires a permis de réaliser une puce accordable sur 10 nm, pompée optiquement, utilisant un
matériau nano-PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), procurant un déphasage indépendant de la
polarisation. Cette technologie devrait permettre des temps d'accord de l'ordre de 100 µs. Pour des
applications de type paquets optiques (temps de commutation au plus de 100 ns) des effets électrooptiques
plus rapides seraient à exploiter. Verrous importants à lever : Une première série de verrous portent sur
l'obtention des caractéristiques requises pour un émetteur accordable pour le réseau d'accès WDM très
haut débit :  Un pompage électrique  Une modulation à haut débit (10 Gbit/s effectifs
compte tenu d'un éventuel code correcteur)  Un élargissement de la gamme d'accord (plus de 32
nm) Un autre verrou, pour des applications à plus long terme du type commutation de paquets ou de bursts
optiques porte sur la diminution de temps d'accord. Sa levée passe par un compromis entre gamme et
vitesse d'accord. Mise en oeuvre et organisation du projet : Le projet se déroulera en deux phases
correspondant à la fourniture d'un premier module permettant de valider les principales étapes
technologiques, offrant une accordabilité sur au moins 10 nm et un débit d'1 Gbit/s puis du module final du
projet accordable sur la bande de C en un temps d'1 ms et fonctionnant à 10 Gbit/s. Des modules
supplémentaires ayant une vitesse d'accord au moins dix fois plus élevée pourront être réalisés suivant les
besoins définis en matière de modules rapides. Il y aura trois sous-projets. Le premier sous-projet
spécifiera les modules. Il assurera également la conception des structures VCSEL accordables. Le
deuxième sous-projet réalisera les puces VCSEL accordables et assurera les activités nécessaires en
matière de matériau et technologie III-V, de matériau et technologie à base de cristaux liquides composites,
d'assemblage du VCSEL accordable et de découpe des wafers. Le troisième sous-projet sera consacré à la
réalisation des modules (couplage optique, conception des circuits de modulation, montage des puces et
mise en boîtier), aux caractérisations optiques statiques et dynamiques et aux tests système. Contrib