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All-Optical Pulse Shaping for Highest Spectral Efficiency

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Optical wireless communications

Optical wireless communications (OWC) is a form of optical communication in which unguided visible, infrared (IR), or ultraviolet (UV) light is used to carry a signal. It is generally used in short-range communication. OWC systems operating in the visible band (390–750 nm) are commonly referred to as visible light communication (VLC). VLC systems take advantage of light-emitting diodes (LEDs) which can be pulsed at very high speeds without a noticeable effect on the lighting output and human eye.

Femtosecond pulse shaping

In optics, femtosecond pulse shaping refers to manipulations with temporal profile of an ultrashort laser pulse. Pulse shaping can be used to shorten/elongate the duration of optical pulse, or to generate complex pulses. Generation of sequences of ultrashort optical pulses is key in realizing ultra high speed optical networks, Optical Code Division Multiple Access (OCDMA) systems, chemical and biological reaction triggering and monitoring etc.

Multiplexage fréquentiel

Le multiplexage fréquentiel est aussi appelé MRF (« Multiplexage par répartition de fréquence » ou FDM, de l'anglais Frequency Division Multiplexing) ; il permet de partager la bande de fréquence sur une voie haute vitesse en une série de plusieurs canaux moins larges, qui permettent de faire circuler simultanément sur la voie haute vitesse les données provenant des différentes voies à plus basses vitesses. C'est la technique utilisée en ADSL pour éviter toute collision entre le signal montant et le signal descendant.

Amplification par dérive de fréquence

vignette|329x329px|Photographie d'un laser femtoseconde à amplification par dérive de fréquence (Laboratoire d'optique Appliquée). L'amplification à dérive de fréquence (CPA en anglais, pour en, chirp désignant le gazouillis d'oiseau, ce terme faisant l'analogie au chant de certains oiseaux qui font varier la fréquence de leur chant) est une technique d'amplification des impulsions laser ultracourtes jusqu'à des niveaux de puissance de l'ordre du pétawatt.

Multiplexage

thumb|Principe du multiplexage Le multiplexage est une technique qui consiste à faire passer plusieurs informations à travers un seul support de transmission. Elle permet de partager une même ressource entre plusieurs utilisateurs. Il existe deux techniques principales de multiplexage : temporelle fréquentielle (ou, ce qui revient au même, en longueur d'onde). Le multiplexage est apparu et s'est développé avec la télégraphie.

Nyquist rate

In signal processing, the Nyquist rate, named after Harry Nyquist, is a value (in units of samples per second or hertz, Hz) equal to twice the highest frequency (bandwidth) of a given function or signal. When the function is digitized at a higher sample rate (see ), the resulting discrete-time sequence is said to be free of the distortion known as aliasing. Conversely, for a given sample-rate the corresponding Nyquist frequency in Hz is one-half the sample-rate.

Polarization-division multiplexing

Polarization-division multiplexing (PDM) is a physical layer method for multiplexing signals carried on electromagnetic waves, allowing two channels of information to be transmitted on the same carrier frequency by using waves of two orthogonal polarization states. It is used in microwave links such as satellite television downlinks to double the bandwidth by using two orthogonally polarized feed antennas in satellite dishes. It is also used in fiber optic communication by transmitting separate left and right circularly polarized light beams through the same optical fiber.

Théorème d'échantillonnage

Le théorème d'échantillonnage, dit aussi théorème de Shannon ou théorème de Nyquist-Shannon, établit les conditions qui permettent l'échantillonnage d'un signal de largeur spectrale et d'amplitude limitées. La connaissance de plus de caractéristiques du signal permet sa description par un nombre inférieur d'échantillons, par un processus d'acquisition comprimée. Dans le cas général, le théorème d'échantillonnage énonce que l’échantillonnage d'un signal exige un nombre d'échantillons par unité de temps supérieur au double de l'écart entre les fréquences minimale et maximale qu'il contient.

Traitement numérique du signal

Le traitement numérique du signal étudie les techniques de traitement (filtrage, compression, etc), d'analyse et d'interprétation des signaux numérisés. À la différence du traitement des signaux analogiques qui est réalisé par des dispositifs en électronique analogique, le traitement des signaux numériques est réalisé par des machines numériques (des ordinateurs ou des circuits dédiés). Ces machines numériques donnent accès à des algorithmes puissants, tel le calcul de la transformée de Fourier.

Optical autocorrelation

In optics, various autocorrelation functions can be experimentally realized. The field autocorrelation may be used to calculate the spectrum of a source of light, while the intensity autocorrelation and the interferometric autocorrelation are commonly used to estimate the duration of ultrashort pulses produced by modelocked lasers. The laser pulse duration cannot be easily measured by optoelectronic methods, since the response time of photodiodes and oscilloscopes are at best of the order of 200 femtoseconds, yet laser pulses can be made as short as a few femtoseconds.