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A Photonic Integrated Circuit-Based Erbium-doped Waveguide Amplifier

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Amplificateur optique

En optique, on appelle amplificateur optique un dispositif qui amplifie un signal lumineux sans avoir besoin de le convertir d'abord en signal électrique avant de l'amplifier avec les techniques classiques de l'électronique. Un amplificateur à fibre dopée fonctionne à la manière d'un laser. Une portion de fibre optique est dopée et est pompée optiquement avec un laser afin de placer les ions de dopage dans un état excité.

Fiber-optic communication

Fiber-optic communication is a method of transmitting information from one place to another by sending pulses of infrared or visible light through an optical fiber. The light is a form of carrier wave that is modulated to carry information. Fiber is preferred over electrical cabling when high bandwidth, long distance, or immunity to electromagnetic interference is required. This type of communication can transmit voice, video, and telemetry through local area networks or across long distances.

Fibre optique

Une fibre optique est un fil dont l’âme, très fine et faite de verre ou de plastique, a la propriété de conduire la lumière et sert pour la fibroscopie, l'éclairage ou la transmission de données numériques. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et peut servir de support à un réseau « large bande » par lequel transitent aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques.

Single-mode optical fiber

In fiber-optic communication, a single-mode optical fiber (SMF), also known as fundamental- or mono-mode, is an optical fiber designed to carry only a single mode of light - the transverse mode. Modes are the possible solutions of the Helmholtz equation for waves, which is obtained by combining Maxwell's equations and the boundary conditions. These modes define the way the wave travels through space, i.e. how the wave is distributed in space. Waves can have the same mode but have different frequencies.

Waveguide (optics)

An optical waveguide is a physical structure that guides electromagnetic waves in the optical spectrum. Common types of optical waveguides include optical fiber waveguides, transparent dielectric waveguides made of plastic and glass, liquid light guides, and liquid waveguides. Optical waveguides are used as components in integrated optical circuits or as the transmission medium in local and long-haul optical communication systems.

Fiber-optic cable

A fiber-optic cable, also known as an optical-fiber cable, is an assembly similar to an electrical cable but containing one or more optical fibers that are used to carry light. The optical fiber elements are typically individually coated with plastic layers and contained in a protective tube suitable for the environment where the cable is used. Different types of cable are used for optical communication in different applications, for example long-distance telecommunication or providing a high-speed data connection between different parts of a building.

Optical networking

Optical networking is a means of communication that uses signals encoded in light to transmit information in various types of telecommunications networks. These include limited range local-area networks (LAN) or wide-area networks (WAN), which cross metropolitan and regional areas as well as long-distance national, international and transoceanic networks. It is a form of optical communication that relies on optical amplifiers, lasers or LEDs and wave division multiplexing (WDM) to transmit large quantities of data, generally across fiber-optic cables.

Multiplexage en longueur d'onde

Le multiplexage en longueur d'onde, souvent appelé WDM (Wavelength Division Multiplexing en anglais), est une technique utilisée en communication optique qui permet d'augmenter le débit sur une fibre optique en faisant circuler plusieurs signaux de longueurs d'onde différentes sur une seule fibre, en les mélangeant à l'entrée à l'aide d'un multiplexeur (Mux) et en les séparant à la sortie au moyen d'un démultiplexeur (deMux). Il s'agit pour simplifier de faire passer plusieurs « couleurs » simultanément dans une fibre – ou le plus souvent une paire de fibres (émission / réception).

Erbium

L'erbium est un élément chimique de symbole Er et de numéro atomique 68. L'erbium constitue un métal du groupe des terres rares. Comme la plupart des autres lanthanides, il est de couleur gris argent, malléable et ductile à température ambiante. Il s'oxyde peu dans l'air sec. L'appellation erbium, provient de l'endroit, Ytterby près de Stockholm en Suède, où l'on a découvert le minerai dans lequel ont également été identifiées plusieurs autres terres rares. Les éléments chimiques yttrium, terbium et ytterbium partagent la même étymologie.

Fiber laser

A fiber laser (or fibre laser in Commonwealth English) is a laser in which the active gain medium is an optical fiber doped with rare-earth elements such as erbium, ytterbium, neodymium, dysprosium, praseodymium, thulium and holmium. They are related to doped fiber amplifiers, which provide light amplification without lasing. Fiber nonlinearities, such as stimulated Raman scattering or four-wave mixing can also provide gain and thus serve as gain media for a fiber laser.