Un multiplexeur 3 voies à faibles pertes

TL;DR: In this paper, the authors propose a composant appeleme "TRIMAX" with a concurrency of 0,825, 0,87 and 1,3 μ.

Abstract: Un multiplexeur a filtres fonctionnant sur trois canaux est decrit. Il est base sur le couplage de la fibre de ligne avec chacune des fibres d'emission ou de reception par des miroirs concaves travaillant au centre de courbure et presente peu d'aberration. L'extraction de chaque longueur d'onde ou son injection dans la ligne se fait par reflexion selective sur les miroirs a couches multidielectriques. Le composant appele « TRIMAX » a ete concu pour fonctionner a 0,825, 0,87 et 1,3 μ. Les pertes sont inferieures ou egales a 0,3 dB pour la premiere voie, 0,75 dB pour la deuxieme voie et 1 dB pour la troisieme. Un taux de para-diaphonie aussi bas que — 78 dB a ete mesure entre voies proches. La distance intracanaux a — 50 dB de paradiaphonie et 1 dB de perte peut etre reduite jusqu'a 25 nm. Un composant appele « BIMAX », destine a separer 0,8 de 1,3 μ a egalement ete fabrique. Les pertes sont bien inferieures a 1 dB pour les deux voies et le taux de rejection de 0,8 sur 1,3 μ tres eleve.

Summary

2. Caractéristiques des filtres.

• Ces composants nécessitent un petit nombre de pièces optiques faciles à assembler et sont indéréglables.
• La stabilité des performances sur une large gamme de longueur d'onde se prête bien à l'utilisation des sources lasers dont les longueurs d'onde peuvent dériver.

Full text

HAL Id: jpa-00245180
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00245180
Submitted on 1 Jan 1984
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Un multiplexeur 3 voies à faibles pertes
Ph. Gacoin, J. Cl. Gautherin, F. Bos, D. Lepère, J. Flamand, J.P. Laude
To cite this version:
Ph. Gacoin, J. Cl. Gautherin, F. Bos, D. Lepère, J. Flamand, et al.. Un multiplexeur 3 voies à faibles
pertes. Revue de Physique Appliquée, Société française de physique / EDP, 1984, 19 (2), pp.99-102.
�10.1051/rphysap:0198400190209900�. �jpa-00245180�

99
Un
multiplexeur
3
voies
à
faibles
pertes
Ph.
Gacoin,
J.
Cl.
Gautherin,
F.
Bos,
D.
Lepère,
J.
Flamand
et
J.
P.
Laude
I.S.A.
Division
Jobin-Yvon,
Services
des
Recherches,
16-18,
rue
du
Canal,
91160
Longjumeau,
France
(Reçu
le
3 juin
1983,
révisé
le
15
novembre,
accepté
le
16
novembre
1983 )
Résumé.
2014
Un
multiplexeur
à
filtres
fonctionnant
sur
trois
canaux
est
décrit.
Il
est
basé
sur
le
couplage
de
la
fibre
de
ligne
avec
chacune
des
fibres
d’émission
ou
de
réception
par
des
miroirs
concaves
travaillant
au
centre
de
cour-
bure
et
présente
peu
d’aberration.
L’extraction
de
chaque
longueur
d’onde
ou
son
injection
dans
la
ligne
se
fait
par
réflexion
sélective
sur
les
miroirs
à
couches
multidiélectriques.
Le
composant
appelé
«
TRIMAX
»
a
été
conçu
pour
fonctionner
à
0,825, 0,87
et
1,3
03BC.
Les
pertes
sont
inférieures
ou
égales
à
0,3
dB
pour
la
première
voie,
0,75
dB
pour
la
deuxième
voie
et
1
dB
pour
la
troisième.
Un
taux
de
para-
diaphonie
aussi
bas
que 2014
78
dB
a
été
mesuré
entre
voies
proches.
La
distance
intracanaux
à 2014 50
dB
de
paradia-
phonie
et
1
dB
de
perte
peut
être
réduite
jusqu’à
25
nm.
Un
composant
appelé
«
BIMAX »,
destiné
à
séparer
0,8
de
1,3 03BC
a
également
été
fabriqué.
Les
pertes
sont
bien
inférieures
à
1
dB
pour
les
deux
voies
et
le
taux
de
réjection
de
0,8
sur
1,3 03BC
très
élevé.
Abstract.
2014
We
have
developed
a
three-channel
multi/demultiplexer
for
WDM
transmission.
Optical
coupling
of
fibres
by
concave
mirrors
is
used.
Working
at
curvature
centre
produces
very
small
aberration.
Extraction
or
injection
in
line
fibre
is
obtained
by
selective
reflexion
on
dielectric
mirrors.
This
component
named
«
TRIMAX »
can
be
used
at
0.825, 0.87
and
1.3
03BC.
Insertion
losses
are
0.3,
0.75
and
1
dB
respectively.
Crosstalk
between
the
two
near
channels
is
2014
78
dB.
Around
1
dB
insertion
loss
and 2014
50
dB
cross-
talk
can
be
obtained
for
about
25
nm
channel
spacing.
A
two
channels
multi/demultiplexer
named
«
BIMAX »
was
developped
with
insertion
losses
of
0.15
dB
and
0.7
dB
at
0.8
and
1.3 03BC
respectively.
Crosstalk
of 0.8
on
1.3 03BC
is
-
70
dB.
The
devices
have
desirable
features
of
small
size
compactness,
high
optical
performances
and
hight
reliability.
Revue
Phys.
Appl.
19
(1984)
99-102
FÉVRIER
1984,
Classification
Physics
Abstracts
42.00
-
42.80S
-
42.80M
Les
multiplexeurs-démultiplexeurs
de
longueurs
d’onde
utilisent
comme
sélecteur
de
longueur
d’onde
un
élément
dispersif
prisme
ou
réseau
ou
bien
des
filtres
diélectriques
[1-5].
Ces
derniers
offrent
beau-
coup
d’intérêt
pour
traiter
un
petit
nombre
de
voies
(2
à
4)
de
longueurs
d’onde
assez
éloignées.
En
par-
ticulier,
les
systèmes
à
filtres
tolèrent
à
cause
de
leur
large
bande
passante,
des
fluctuations
de
longueurs
d’onde
des
sources
lasers
de
plusieurs
nanomètres.
Nous
traitons,
ici,
le
cas
d’un
multiplexeur :
TRI-
MAX
fonctionnant
aux
trois
longueurs
d’onde :
-
dans
la
lre
fenêtre
-
dans
la
2e
fenêtre
Les
caractéristiques
recherchées
étaient
d’une
part
des
pertes
de
l’ordre
de
1
dB
et
d’autre
part
une
dia-
phonie
entre
voies
proches,
la
plus
faible
possible.
En
particulier,
si
l’émetteur
à
0,825 03BC
est
proche
des
récepteurs
à
0,87
et
1,3 g le
blocage
à
0,825 03BC
doit
être
-
50
dB.
De
plus,
les
caractéristiques
du
compo-
sant
doivent
rester
acceptables
sur
la
plage
de
variation
de
la
longueur
d’onde
de
chaque
source.
1.
Principe
du
multiplexeur-démultiplexeur
TRÏMAX.
Trois
miroirs
concaves
successifs
permettent
de
cou-
pler
la
fibre
de
ligne
à
chacune
des
fibres
d’émission
et
de
réception.
Les
centres
de
courbure
des
miroirs
sont
tous
dans
le
même
plan
que
les
extrémités
des
fibres
et
il
est
possible
de
disposer
les
centres
de
cour-
bure
des
miroirs
de
telle
façon
que
le
couplage
entre
fibres
soit
univoque.
Pour
un
système
optique
travaillant
au
centre
de
courbure
les
aberrations
peuvent
être
rendues
très
faibles;
on
peut
estimer
que
leur
contribution
aux
pertes
du
système
sont
de
0,1
à
0,2
dB.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/rphysap:0198400190209900

100
Fig. 1.
-
Schéma
de
principe
du
TRIMAX.
[Schematic
diagram
of
the
wavelength
multi-demultiplexer
TRIMAX.]
]
Le
schéma
de
principe
du
TRIMAX
est
représenté
figure
1.
Le
principe
de
ce
multiplexeur-démultiplexeur
con-
siste
en
l’extraction
ou
l’injection
dans
la
ligne
de
la
longueur
d’onde
associée
à
chaque
voie
par
réflexion
sur
les
miroirs
sélecteurs.
La
disposition
des
miroirs
et
leurs
fonctions
de
fil-
trage
respectives
ont
été
déterminées
en
fonction
de
plusieurs
critères :
exigence
de
diaphonie
ou
para-
diaphonie,
facilité
de
réalisation
des
filtres,
mise
à
profit
de
la
différence
de
sensibilité
des
détecteurs
au
silicium
ou
au
germanium
à
1,3 03BC
ainsi
que
l’atténua-
tion
des
fibres
qui
est
plus
faible
à
1,3 03BC
qu’à
0,8
Il.
Dans
le
cas
présent
la
longueur
d’onde
0,825 03BC
est
extraite
la
première,
puis
0,87
et
enfin
1,3 03BC
qui
se
réfléchit
sur
un
miroir
traité
or.
Les
fonctions
de
filtrage
pour
un
tel
dispositif
sont
de
deux
types :
-
Le
filtre
de
tête
réfléchit
0,825 03BC
et
laisse
passer
0,87 Il
et
1,3
03BC.
C’est
un
filtre
à
front
raide
réalisé
à
partir
d’un
empilement
d’un
grand
nombre
de
couches
d’épaisseurs
calculées
pour
réduire
au
maximum
l’amplitude
des
suroscillations
dans
la
bande
passante
tout
en
conservant
une
bonne
transmission
à
1,3
03BC.
-
Le
deuxième
filtre
est
un
passe-haut
facile
à
réaliser,
le
seul
problème
étant
d’obtenir,
comme
pour
le
filtre
précédent,
une
bonne
transmission
à
1,3
03BC.
2.
Caractéristiques
des
filtres.
La
figure
2
montre
la
courbe de
transmission
du
1 er
filtre.
La
pente
est
un
peu
plus
faible
que
celle
de
la
courbe
calculée,
mais
suffisante
pour
permettre
de
séparer
0,825
et
0,87
03BC.
Les
transmissions
de
5
%
et
95
%
sont
distantes
de
34
nm.
La
transmission
à
1,3 03BC
reste
supérieure
à
97
%
de
1,3
à
1,6
03BC.
La
figure
3
montre
la
courbe de
transmission
du
filtre
passe-haut.
La
zone
de
haut
pouvoir
réflecteur
est
très
étendue ;
supérieure
à
200
nm.
La
transmission
à
1,3 03BC
pourrait
être
améliorée.
A
noter
que
ce
filtre
est
identique
à
celui
utilisé
dans
les
systèmes
BIMAX
(0,8 03BC :
1,3
03BC).
Fig.
2.
-
Courbe
de
transmission
du
miroir
multidiélec-
trique
devant
séparer
0,825
de
0,87
et
1,3
).1.
[Optical
transmission
characteristics
of dichroïc
filter
design-
ed
for
0.825 ).1
separation
of 0.87
and
1.3
).1.]
Fig.
3.
-
Courbe
de
transmission
du
miroir
multidiélectrique
devant
séparer
0,85
de
1,3
u.
[Transmission
curve
of
LWP
filter
vs.
wavelength.]
3.
Performances
du
TRIMAX.
3. 1
MESURES
DE
PERTES.
-
Les
pertes
ont
été
mesu-
rées
à
l’aide
d’un
monochromateur
avec
une
bande
passante
de
3
Á.
Les
détecteurs
sont
un
photomulti-
plicateur
pour
la
gamme
spectrale
jusqu’à
1 03BC
et
une
cellule
au
germanium
refroidi
pour
1,3
03BC.
La
figure
4
montre
les
courbes
de
pertes
pour
cha-
cune
des
deux
voies
proches.
Elles
sont
inférieures
à
0,5
dB
sur
une
très
large
gamme
de
longueur
d’onde
autour
de
0,8 03BC
et
inférieures
à
1
dB
pour
la
voie
à
0,9 Jl
avec
quelques
irrégularités.
Pour
la
voie
infra-rouge
les
pertes
sont
à
1,3
dB
à
1,3 03BC
et
proches
de
1
dB
autour
de
1,5 03BC
et
1,6 03BC
(Fig.
5).
Le
déséquilibre
des
pertes
entre
0,8
et
1,3 03BC
est
en
partie
compensé
par
l’atténuation
de
la
fibre
qui
est
plus
faible
à
1,3
03BC.

101
Fig.
4.
-
Pertes
d’insertion
du
TRIMAX
sur
les
deux
canaux
proches
en
fonction
de
la
longueur
d’onde.
[Insertion
losses
of
the
two
near
channels
of
TRIMAX
vs.
wavelength.]
;
Fig.
5.
-
Pertes
d’insertion
du
TRIMAX
dans
la
2e
fenêtre
en
fonction
de
la
longueur
d’onde.
[Insertion
losses
of
TRIMAX
in
the
second
window.]
3.2
DIAPHONIE
ET
PARADIAPHONIE.
-
Théorique-
ment,
le
couplage
des
fibres
par
les
miroirs
sélecteurs
interdit
la
diaphonie
directe
entre
voies.
Par
contre,
les
imperfections
des
miroirs,
la
diffusion
des
optiques,
les
réflexions
en
bout
de
fibre
peuvent
être
cause
de
diaphonie
ou
de
paradiaphonie.
Dans
le
cas
qui
nous
occupe,
la
plus
gênante
est
celle
qui
provient
du
signal
envoyé
par
l’émetteur
local
à
0,825 03BC
sur
le
récepteur
de
la
voie
à
0,87
03BC.
Dans
ce
cas,
la
paradiaphonie
provient
de
la
réflexion
en
bout
de
fibre
de
ligne
qui
traverse
le
premier
miroir
(R
100 %
et
tombe
sur
le
second
miroir
qui
couple
la
fibre
de
ligne
à
la
fibre
réceptrice
à
0,87).
Pour
que
les
mesures
de
diaphonie
soient
signifi-
catives,
il
faut
que
le
taux
de
lumière
parasite
introduit
par
le
système
de
mesure ;
intégré
sur
la
bande
ana-
lysée,
soit
très
inférieur
à
la
diaphonie
intrinsèque
du
composant.
Le
système
de
mesure
a
été
sensiblement
amélioré
pour
permettre
des
mesures
jusqu’à
près
de
-
60
dB
avec
le
détecteur
au
silicium
et -
40
dB
avec
le
détecteur
au
germanium
en
utilisant
un
monochro-
mateur
associé
à
une
combinaison
de
filtres
multidié-
lectriques.
En
utilisant
un
laser
à
0,82
p
il
a
même
été
possible
de
mesurer
des
paradiaphonies
jusqu’à
-
80
dB
qui
correspondent
à
quelques
décibels
près
à
celles
qu’on
peut
calculer
à
partir
des
performances
des
miroirs.
On
peut
en
déduire
qu’une
paradiaphonie
de -
50
dB
est
encore
possible
à
0,845
p
c’est-à-dire
à
25
nm
de
la
2e
voie.
Tableau
I.
-
Performances
du
multiplexeur-démulti-
plexeur
TRIMAX
(avec
filtre
de
blocage
supplémen-
taire
sur
les
voies
0,87
et
1,3
p).
*
Cette
mesure
tient
compte
de
la
sensibilité
du
détecteur
au
Si
qui
est
50
bB
en-dessous
de
celle
du
détecteur
au
germanium
à
1,3
Jl.
( )
Les
valeurs
entre
parenthèses
sont
celles
qui
sont
estimées
d’après
les
caractéristiques
des
filtres.
[Performances
of
WDM
TRIMAX
(an
additional
filter
on
the
0.87
and
1.3
channels
increase
optical
isolation).
*
Sensitivity
of
Si
detector
is
50
dB
below
germanium
sensitivity
at
1.3
kt.
( )
Calculated
value
using
optical
characteristics
of
dielectric
filters.]
Tableau
Il.
-
Performances
du
multiplexeur-démulti-
plexeur
BIMAX
(avecfiltre
de
blocage
supplémentaire
sur
la
voie
1,3
Il).
*
Ces
mesures
tiennent
compte
de
la
sensibilité
du
détecteur
au
silicium
qui
est
50
dB
en-
dessous
de
celle
du
détecteur
au
germanium
à
1,3
Il.
[Performances
of
WDM
BIMAX
(an
additional
filter
increase
the
1.3 Il
channel
isolation).
*
Sensi-
tivity
of
the
Si
detector
is
50
dB
below
germanium
sensitivity
at
1.3
Il.]

102
L’ensemble
des
résultats
de
mesure
figurent
dans
le
tableau
I.
Nous
devons
insister
sur
le
fait
que
le
multiplexeur
TRIMAX
a
été
réalisé
pour
un
besoin
particulier
celui
où
0,825 03BC
correspond
à
l’émetteur
local
injecté
sur
la
ligne
et
les
longueurs
d’onde
à
0,87
et
1,3 03BC
cir-
culant
toutes
les
deux
dans
le
sens
opposé
à
0,825 03BC
et
qui
sont
démultiplexées
dans
le
TRIMAX.
Il
est
clair
que
pour
d’autres
applications,
la
dispo-
sition
de
miroirs
et
les
fonctions
de
filtrage
pourraient
être
différentes.
Un
«
BIMAX »
de
structure
tout
à
fait
analogue
a
été
réalisé
pour
des
voies
de
0,8
et
1,3 03BC
avec
seule-
ment
un
filtre
multidiélectrique
identique
au
filtre
n°
2
du
TRIMAX
et
un
miroir
traité
or.
Les
perfor-
mances
du
BIMAX
sont
données
dans
le
tableau
II.
En
conclusion
nous
avons
réalisé
des
multiplexeurs
à
2
et
3
voies
à
filtres
multidiélectriques
à
faibles
pertes,
avec
un
très
faible
taux
de
diaphonie
et
paradiaphonie.
Ces
composants
nécessitent
un
petit
nombre
de
pièces
optiques
faciles
à
assembler
et
sont
indéré-
glables.
La
stabilité
des
performances
sur
une
large
gamme
de
longueur
d’onde
se
prête
bien
à
l’utilisation
des
sources
lasers
dont
les
longueurs
d’onde
peuvent
dériver.
Remerciements.
Nous
remercions
la
DAII
et
le
CNET
Lannion
pour
le
soutien
apporté
à
ce
travail.
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Siemens
Forsch,
u
Entw,
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