EP2915002A1 - Dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique comportant des modulateurs à électro-absorption - Google Patents

Dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique comportant des modulateurs à électro-absorption

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EP2915002A1
EP2915002A1 EP12794740.6A EP12794740A EP2915002A1 EP 2915002 A1 EP2915002 A1 EP 2915002A1 EP 12794740 A EP12794740 A EP 12794740A EP 2915002 A1 EP2915002 A1 EP 2915002A1
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EP
European Patent Office
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modulation
voltage
generating
connector
electrical
Prior art date
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Ceased
Application number
EP12794740.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Kazmierski
David CARRARA
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Alcatel Lucent SAS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Alcatel Lucent SAS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Publication date
Application filed by Alcatel Lucent SAS, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Alcatel Lucent SAS
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    • G02F1/212—Mach-Zehnder type

Definitions

  • the invention relates to a device for generating a modulation of an optical signal comprising two electro-absorption modulators.
  • the invention also relates to an optical circuit comprising the device for generating a modulation.
  • the invention also relates to a method of manufacturing the optical circuit.
  • the invention also relates to a use of the device for generating a modulation or the optical circuit for producing a vector modulation.
  • Quadrature phase shift keying is a common example of vector modulation.
  • Quadrature phase shift keying is often known as 4-PSK or QPSK for "quadrature phase-shift keying".
  • This modulation uses a four-point equidistance constellation diagram around a circle.
  • the QPSK modulation makes it possible to encode two bits per symbol, which makes it possible to obtain a better bandwidth than a modulation allowing coding with a single bit per symbol.
  • these devices have a need for energy that increases with the flow. As a result, these devices are not well suited to operate in networks whose communication rates are greater than 25 gigabytes.
  • the device for generating a modulation of an optical signal is complex to implement, in particular because many components (resistors, inductors in particular) are involved. There is therefore a need for a device for generating a modulation of an optical signal allowing a simplified implementation.
  • a device for generating a modulation of an optical signal comprising a first electro-absorption modulator.
  • the first electro-absorption modulator comprises a first P-doped semiconductor zone, a first N-doped semiconductor zone and a first active portion connecting the first two semiconductor zones.
  • the device for generating a modulation also comprises a second electroabsorption modulator.
  • the second electro-absorption modulator comprises a second P-doped semiconductor zone in electrical contact with the first N-doped semiconductor zone, a second N-doped semiconductor zone and a second active portion (56) connecting the two second zones. semiconductor.
  • the device for generating a modulation of an optical signal also comprises a connector for introducing an electrical modulation. The introduction connector of an electrical modulation is in contact with the first N doped semiconductor zone and the second P doped semiconductor zone.
  • the device comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the first electro-absorption modulator comprises a first DC voltage input connector, the first P-doped semiconductor zone being connected to the first DC voltage input connector.
  • the second electro-absorption modulator comprises a second connector for introducing a direct voltage, the second N-doped semiconductor zone being connected to the second connector for introducing a direct voltage.
  • the device for generating a modulation comprises a modulated voltage generator connected to the introduction connector of an electrical modulation.
  • the modulated voltage generator is adapted to apply sinusoidal modulation.
  • the modulated voltage generator is adapted to apply a square modulation.
  • the modulated voltage generator is adapted to apply periodic modulation.
  • the device for generating a modulation comprises a first DC voltage source connected to the first connector for introducing a DC voltage.
  • the device for generating a modulation comprises a second DC voltage source connected to the second connector for introducing a DC voltage.
  • the two sources of DC voltages are suitable for delivering an opposite voltage.
  • the modulated voltage generator is adapted to apply a voltage modulation whose average voltage is equal to the potential difference between the DC voltage delivered by the second DC voltage source and the DC voltage delivered by the first voltage source divided by two the modulated voltage generator is adapted to apply a voltage modulation whose average voltage is equal to the crossover point voltage of the optical transmission-voltage characteristic of the first electro-absorption modulator with the optical transmission-voltage characteristic of the second electro-absorption modulator.
  • the device for generating a modulation further comprises a DC voltage source connected to the first DC voltage input connector, the second DC voltage input connector being grounded.
  • the device for generating a modulation comprises a load, the load being connected to an electrical ground of the device for generating a modulation and the connector for introducing an electrical modulation, the load is a resistance.
  • the load is a resistance in series with a capacitor.
  • the invention also relates to an optical circuit comprising at least one device for generating a modulation of an optical signal as previously described and a light source capable of injecting light into the modulation generation device or devices.
  • the light source is a distributed feedback laser.
  • the invention also relates to a method of manufacturing the optical circuit as previously described, the method comprising the steps of producing the semiconductor regions of the device for generating a modulation and for producing semiconductor regions of the light source.
  • the manufacturing process also includes a step of producing at most six electrical connections between semiconductor regions of the modulation generating device and the semiconductor regions of the light source.
  • the electrical connections are metal contacts.
  • the invention also relates to a use of a device for generating a modulation of an optical signal as previously described or of an optical circuit as previously described to perform a vector modulation.
  • the use comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the vector modulation is a phase shift binary modulation (BPSK modulation).
  • the vector modulation is a phase shift and amplitude modulation.
  • the modulation is a QPSK modulation.
  • the modulation is QAM (for "Quadrature Amplitude Modulation”).
  • FIG. 1 a schematic representation of a device for generating a modulation of an optical signal according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 a graph showing the optical transfer function of the modulation device of FIG. 1 as a function of the modulation voltage applied
  • FIG. 3 a schematic view of an exemplary modulation device according to a second embodiment
  • FIG. 4 is a schematic view of an example of an optical circuit comprising a laser and a modulation device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a diagrammatic sectional view of part of the optical integrated circuit of FIG.
  • upstream and downstream generally refer to the direction of propagation of light.
  • the device for generating a modulation of an optical signal 10 illustrated in FIG. 1 presents an arrangement of a Mach-Zehnder interferometer.
  • the device Generation of a modulation 10 is hereinafter referred to as "modulation device 10".
  • the modulation device 10 comprises successively from upstream to downstream an input waveguide 12, a separator 14, two arms 16, 18, a recombination means 20 and an output waveguide 22.
  • the separator 14 is a multimode interference coupler. Such a coupler is often referred to as the MMI coupler.
  • MMI refers to the term "multimode interference” for "multimode interference” in French.
  • the separator 14 is provided with an input 24 and two outputs 26, 28.
  • the input 24 of the separator 14 is connected to the input waveguide 12 while the first output 26 of the separator 14 is connected to one end.
  • the first arm 16 and the second output 28 of the separator 14 is connected to one end of the second arm 18.
  • the recombination means 20, in the case of FIG. 1, is also a multimode interference coupler.
  • the recombination means 20 is provided with two inputs 30, 32 and an output 34.
  • the first input 30 of the recombination means 20 is connected to one end of the first arm 16, this end being opposite to the end which is connected at the first output 26 of the separator 14.
  • the second input 32 of the recombination means 20 is connected to one end of the second arm 18, this end being opposite to that which is connected to the separator 14.
  • the output 34 of the recombination means 20 is connected to the output waveguide 22.
  • the two arms 16, 18 are in the form of waveguides having a refractive index allowing the propagation of a light wave.
  • the first arm 16 comprises a first electro-absorption modulator 36.
  • An electro-absorption modulator is often referred to by the acronym EAM which refers to the English terminology "electro-absorption modulator”.
  • EAM electro-absorption modulator
  • Such a modulator is a semiconductor device capable of modulating the intensity of a laser beam by means of an electrical voltage. Its operating principle is based, for example, on the Confined Quantum Starck effect (QCSE), ie a change in the absorption spectrum of the modulator caused by an applied electric field.
  • QCSE Confined Quantum Starck effect
  • the first electro-absorption modulator 36 comprises a first P-doped semiconductor zone 38, a first N-doped semiconductor zone 40 and a first active portion 42.
  • the first P-doped semiconductor zone 38 is, for example, P-doped indium phosphide (InP) with zinc or any other p-type dopant.
  • the first N-doped semiconductor zone 40 is, for example, N-doped indium phosphide with silicon or any other n-type dopant.
  • the first active portion 42 is connected to the first two semiconducting zones 38, 40.
  • the first active portion 42 is generally composed of a plurality of quantum wells.
  • a quantum well designates a heterostructure of semiconductors whose behavior is close to the theoretical potential wells.
  • the first electro-absorption modulator 36 comprises a first connector for introducing a DC voltage 44.
  • the first P-doped semiconductor zone 38 is in electrical contact with the first DC voltage introduction connector 44.
  • the first electro-absorption modulator 36 also comprises an electrical modulation introduction connector 46.
  • the introduction connector of an electrical modulation 46 is in electrical contact with the first N-doped semiconductor zone 40.
  • the second arm 18 comprises a phase-shifter 48 and a second electro-absorption modulator 50 different from the first electro-absorption modulator 36.
  • This phase-shifter 48 is able to introduce a phase shift of ⁇ on the phase of an incident optical beam.
  • the phase-shifter 48 is placed upstream of the second electro-absorption modulator 50.
  • phase-shifter 48 is placed downstream of the second electroabsorption modulator 50.
  • the second electroabsorption modulator 50 comprises a second P-doped semiconductor zone 52, a second N-doped semiconductor zone 54 and a second active portion 56.
  • the second P-doped semiconductor zone 52 is, for example, in the same material as the first P-doped semiconductor zone 38.
  • the second P-doped semiconductor zone 52 is in electrical contact with the first N 40 semiconductor zone and the electrical modulation introduction connector 46.
  • the second N-doped semiconductor zone 54 is, for example, in the same material as the first N-doped semiconductor zone 40.
  • the second electro-absorption modulator 50 also comprises a second connector for introducing a DC voltage 58.
  • the second N-doped semiconductor zone 54 is in electrical contact with the second DC voltage introduction connector 58.
  • the second active part 56 connects the two second semiconductor zones
  • the modulation device 10 comprises a modulated voltage generator 60 and two DC voltage sources 62, 64.
  • the modulated voltage generator 60 is connected to the introduction connector of an electrical modulation 46.
  • the modulated voltage generator 60 is adapted to apply a modulation at the introduction connector of an electrical modulation 46.
  • the electrical modulation is a periodic square modulation
  • the modulation is random (binary data).
  • the modulated voltage generator 60 is adapted to apply a periodic sinusoidal modulation.
  • the modulated voltage generator 60 is able to apply a signal comprising one or more sinusoidal carriers and analog or binary data.
  • the modulated voltage generator is adapted to apply signals from mobile stations in communication protocols such as Wi-Fi or Wi-Max.
  • the first DC voltage source 62 is connected to the first DC voltage input connector 44.
  • the first DC voltage source 62 is capable of delivering a DC voltage to the first electro-absorption modulator 36.
  • the DC voltage is -2 volts (V).
  • the second DC voltage source 64 is capable of delivering a DC voltage to the second electroabsorption modulator 50.
  • the DC voltage applied by the second DC voltage source 64 is opposite to the DC voltage applied by the first voltage source 62.
  • the DC voltage applied by the second DC voltage source 64 is 2V. .
  • the modulation device 10 is illuminated by a light beam.
  • This beam is, for example, from a laser.
  • This beam is introduced at the input waveguide 12 and then separated at the separator 14 into two light beams F1 and F2.
  • the first beam F1 is guided on a portion of the first arm 16 towards the first electro-absorption modulator 36.
  • the second beam F2 is guided on a portion of the second arm 18 and passes through the phase-shifter 48.
  • the phase-shifter 48 introduces a phase shift of ⁇ into the phase of the electric field of this second beam F2.
  • This second beam F2 is then guided on another portion of the second arm 18 towards the second electroabsorption modulator 50.
  • the modulated voltage generator 60 applies a square periodic voltage to the input connector of a modulation 46.
  • the square voltage is represented by the curve 68 on the graph of FIG.
  • This square voltage has a high level, a low level and a duty cycle of 0.5.
  • the high level corresponds to 2 V and the low level to -2 V.
  • the average value of the square voltage is equal to the potential difference between the DC voltage delivered by the second DC voltage source 64 and the DC voltage delivered by the first DC source 62.
  • the average value of the applied square voltage is zero.
  • the second electro-absorption modulator 50 When the applied square voltage is low, the second electro-absorption modulator 50 is subjected to a voltage of 2 V on the side of the DC voltage input connector 58 and a -2 V voltage on the DC side. electrical modulation introduction connector 46.
  • the first electro-absorption modulator 36 is subjected to a voltage of -2 V on the side of the first DC voltage input connector 44 and on the side of the introduction connector of an electrical modulation 46. No electrical energy is supplied to the first electro-absorption modulator 36. From the curve 74 which illustrates the variation of the optical transmission as a function of the modulation applied for the first electro-absorption modulator 36, the first beam F1 is absorbed by the first modulator Electro-absorption 36. This corresponds to the operating point 76 in FIG.
  • the recombination means 20 is thus illuminated only by the second beam F2 which is integrally transmitted to the output waveguide 22.
  • the modulation device 10 when the square voltage is low, only the second beam F2 which has been phase shifted by ⁇ and passed through the second electroabsorption modulator 50 is transmitted.
  • the first electro-absorption modulator 36 When the applied square voltage is low, the first electro-absorption modulator 36 is subjected to a voltage of -2 V on the side of the first connector for introducing a DC voltage 44 and a voltage of 2 V on the side of the introduction connector of an electrical modulation 46.
  • the potential difference of 4 V applied to the first electro-absorption modulator 36 makes the first modulator with electro-absorption 36 passing.
  • the associated operating point in FIG. 2 is point 78.
  • the beam F1 is then transmitted at more than 80%.
  • the second electroabsorption modulator 50 is subjected to a voltage of 2 V on the side of the second connector for introducing a direct voltage 58 and on the side of the connector for introducing an electrical modulation 46. No electrical energy n ' is supplied to the second electroabsorption modulator 50. The second beam F2 is absorbed by the second electroabsorption modulator 50. This corresponds to the operating point 80 in FIG.
  • the recombination means 20 is therefore illuminated only by the first beam F1 which is integrally transmitted to the output waveguide 22.
  • the modulation device 10 when the square voltage is at the low level, only the first beam F1 which has passed through the first electro-absorption modulator 36 is transmitted.
  • the modulation device 10 thus has two modes of operation: a first mode in which the first electro-absorption modulator 36 is on and the second electro-absorption modulator 50 is not on and a second mode in which the first modulator with electro-absorption 36 is not conducting and the second electro-absorption modulator 50 is passing.
  • the transition from the first mode to the second mode is controlled by the modulation applied at the input connector of an electrical modulation 46.
  • the modulation device 10 illustrated in FIG. 1 is particularly suitable for carrying out a vector modulation.
  • the modulation device 10 is well suited for carrying out a phase shift binary modulation (BPSK modulation). Furthermore, it should be noted that such operation of the modulation device 10 is maintained for different crossover voltages of the optical-voltage transmission curves 70, 74, assuming that the electro-absorption effects of the electromagnetic modulators absorption 36, 50 can be accessed by introducing a voltage into the connector introducing an electrical modulation 46.
  • BPSK modulation phase shift binary modulation
  • the modulation device 10 has the advantage of being relatively small in size. Typically the modulation device 10 extends over fifty microns ( ⁇ ).
  • the modulation applied to the electrical modulation introduction connector 46 has a mean voltage equal to the arithmetic mean of the DC voltages applied at the two DC voltage input connectors 44, 58. In the particular case presented , the average voltage is zero.
  • the electrical energy consumption of the modulation device 10 is lower than the electrical energy consumption of a Mach-Zehnder type modulator produced in a lithium niobate-based technology.
  • the modulation device 10 is compatible with high data communication telecommunication networks.
  • the modulation device 10 can be used for bit rates of 25 gigaBauds to 64 gigaBauds and more thanks to the large bandwidth available to the electro-absorption modulators 36, 50.
  • the modulation device 10 is easy to implement. Indeed, the modulation device 10 comprises only three connectors: a single connector for introducing an electrical modulation 46 and two connectors for introducing a DC voltage 44, 58.
  • the first DC voltage source 62 the second DC voltage source 64 and the modulated voltage generator 60, it is possible to control the two electro-absorption modulators 36, 50.
  • FIG. 3 shows a second embodiment for the modulation device 10.
  • the elements of the modulation device 10 according to the second embodiment which are common with the first embodiment are not repeated. Only the differences are highlighted.
  • the modulation device 10 comprises a resistor 82.
  • the resistor 82 is connected by one of its terminals to the introduction connector of an electrical modulation 46 and the other terminal to the electrical ground.
  • the use of the additional resistor 82 allows the impedance matching between the two electro-absorption modulators 36, 50 and the modulation device 10.
  • An optical circuit 100 is shown in FIG.
  • the optical circuit 100 comprises a modulation device 10 according to a third embodiment and a light source 102 capable of injecting light into the modulation device 10.
  • the optical circuit 100 is integrated. By this term, it is understood that the modulation device 10 and the light source 102 are made with at least one common layer, for example a common substrate.
  • the light source 102 is, according to the example of Figure 4, a distributed feedback laser.
  • the stimulated emission is resonant by Bragg diffraction and the feedback necessary for the laser emission is distributed over the entire perturbation recorded in the active medium.
  • Distributed feedback lasers, or DFB lasers allow stable emission.
  • the modulation device 10 comprises a resistor 84 and a capacitor 86 placed in series.
  • the resistor 84 is connected by one of its terminals to the introduction connector of an electrical modulation 46 and the other terminal to a terminal of the capacitor 86.
  • the other terminal of the capacitor 86 is connected to ground.
  • the DC voltage introduction connector 58 of the second electroabsorption modulator 50 is connected to ground.
  • the modulation device 10 does not include a second DC voltage source.
  • the first DC voltage source 62 is adapted to deliver a voltage of -4 V while the modulated voltage generator 60 is adapted to apply a modulation whose average value is -2 V.
  • this third embodiment is similar to the operation of the first embodiment illustrated in FIG. According to this third embodiment, a single DC voltage source 62 is used. This further simplifies the implementation of the modulation device 10.
  • the proposed optical circuit has the advantage of being easy to manufacture. This will be better understood using the diagram in Figure 5.
  • This diagram illustrates a sectional view of a portion of the optical circuit 100.
  • the optical circuit 100 comprises a substrate 104 and an electrical connection 106.
  • the substrate 104 is in semiconductor.
  • the substrate 104 is of N-doped indium phosphide.
  • the electrical connection 106 is a lower conductive layer of metal.
  • the electrical connection 106 is connected to ground.
  • the optical circuit 100 also comprises insulating layers 108, 1 10 partially covering the substrate 104.
  • the insulating layers 108, 1 10 are insulating layers of indium phosphide.
  • first insulating layer 108 On a first insulating layer 108, are the two electroabsorption modulators 36, 50. This means that the first insulating layer 108 is surmounted by two stackings 1 12, 1 14 of superimposed layers: a first stack 1 12 of the first semi zone P-doped driver 38, first active portion 42 and first N-doped semiconductor zone 40 and a second stack 1 14 of the second P-doped semiconductor zone 52, second active portion 56 and second N-doped semiconductor zone 54.
  • the first insulating layer 108 is surmounted by a doped semiconductor area P 1 16 and a doped semiconductor area N 1 18.
  • the optical circuit 100 also has electrical connections 120, 122, 124, 126 and 128 in the form of metal contacts.
  • the optical circuit 100 comprises an electrical connection 120 between the first P-doped semiconductor zone 38 and the first DC voltage introduction connector 44.
  • the optical circuit 100 also comprises an electrical connection 122 between the first N-doped semiconductor zone 40, the electrical modulation introduction connector 46 and the second P-doped semiconductor zone 52.
  • the optical circuit 100 also comprises an electrical connection 124 between the second N-doped semiconductor zone 54 and the substrate 104 whose electrical potential is the mass.
  • the optical circuit 100 also comprises an electrical connection 126 between the doped semiconductor area P 1 16 of the light source 102 and the substrate 104.
  • the optical circuit 100 also comprises a voltage supply connector 130 of the light source 102 and an electrical connection 128 between the semi-conductor zone N 1 18 of the light source 102 and the power supply connector 130 in the source voltage. luminous 102.
  • the manufacture of the optical circuit 100 involves the production of at most six electrical connections 106, 120, 122, 124, 126 and 128.
  • the method of manufacturing the optical circuit 100 is easy to implement.
  • the substrate 104 is made of silicon and the semiconductor zones 38, 40, 50 and 52 of the two electro-absorption modulators are in a "III-V" type semiconductor material.
  • a "III-V” type semiconductor is a composite semiconductor manufactured from one or more elements of column III of the periodic table of elements (boron, aluminum, gallium, indium, etc.) and a or several elements of column V or pnictogenes (nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony ).
  • the optical circuit 100 comprises several modulation devices 10 for generating a phase shift and amplitude modulation such as QPSK.
  • the optical circuit 100 comprises two modulation devices 10 by transmission polarization state useful for the generation of the desired modulation.
  • the first and second P-doped semiconductor zones are inverted with the corresponding first and second N-doped semiconductor regions.

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Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif de génération d'une modulation (10) d'un signal optique comprenant : - un premier modulateur à électro-absorption (36) comprenant : - une première zone semi-conductrice dopée P (38), - une première zone semi-conductrice dopée N (40), et - une première partie active (42), - un deuxième modulateur à électro-absorption (50) comprenant : - une deuxième zone semi-conductrice dopée P (52) en contact électrique avec la première zone semi-conductrice dopée N (40), - une deuxième zone semi-conductrice dopée N (54), et - une deuxième partie active (56), et - un connecteur d'introduction d'une modulation électrique (46), caractérisé en ce que le connecteur d'introduction d'une modulation électrique (46) est en contact avec la première zone semi-conductrice dopée N (40) et la deuxième zone semi-conductrice dopée P (52).

Description

DISPOSITIF DE GENERATION D'UNE MODULATION D'UN SIGNAL OPTIQUE COMPORTANT DES MODULATEURS A ELECTRO-ABSORPTION
L'invention se rapporte à un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique comprenant deux modulateurs à électro-absorption. L'invention concerne également un circuit optique comprenant le dispositif de génération d'une modulation. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication du circuit optique. L'invention concerne aussi une utilisation du dispositif de génération d'une modulation ou du circuit optique pour réaliser une modulation vectorielle.
Dans les systèmes de télécommunications actuels, les formats de modulations vectorielles sont de plus en plus employés. La modulation par déplacement de phase en quadrature est un exemple usuel de modulation vectorielle.
La modulation par déplacement de phase en quadrature est souvent connue sous le nom de 4-PSK ou QPSK pour « quadrature phase-shift keying ». Cette modulation utilise un diagramme de constellation à quatre points à équidistance autour d'un cercle. La modulation QPSK rend possible le codage de deux bits par symbole ce qui permet d'obtenir une meilleure bande passante qu'une modulation permettant un codage avec un seul bit par symbole.
Pour réaliser un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique apte à la réalisation d'une modulation QPSK, il est connu d'utiliser des dispositifs comprenant plusieurs modulateurs en phase de type Mach-Zehnder. Ces agencements sont basés sur la technologie avec du niobate de lithium (formule chimique LiNb03).
Il a été montré que de tels dispositifs impliquent des tailles relativement importantes de plusieurs dizaines de millimètres et une consommation en énergie électrique de son circuit de commande et de contrôle associé de l'ordre de plusieurs Watts (par exemple 10 Watts).
En outre, ces dispositifs ont un besoin en énergie qui augmente avec le débit. De ce fait, ces dispositifs ne sont pas bien adaptés à fonctionner dans des réseaux dont les débits de communication sont supérieurs à 25 gigaBauds.
Pour remédier à ces inconvénients, il est connu du document US-A-2008/0231933 un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique ayant un agencement de type Mach-Zehnder et comportant deux modulateurs à électro-absorption.
Cependant, le dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique proposé dans ce document est complexe à mettre en œuvre, notamment du fait que de nombreux composants (résistances, inductances en particulier) sont impliqués. Il existe donc un besoin pour un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique permettant une mise en œuvre simplifiée.
Selon l'invention, ce but est atteint par un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique comprenant un premier modulateur à électro-absorption. Le premier modulateur à électro-absorption comporte une première zone semi- conductrice dopée P, une première zone semi-conductrice dopée N et une première partie active reliant les deux premières zones semi-conductrices. Le dispositif de génération d'une modulation comprend également un deuxième modulateur à électroabsorption. Le deuxième modulateur à électro-absorption comporte une deuxième zone semi-conductrice dopée P en contact électrique avec la première zone semi-conductrice dopée N, une deuxième zone semi-conductrice dopée N et une deuxième partie active (56) reliant les deux deuxièmes zones semi-conductrices. Le dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique comprend aussi un connecteur d'introduction d'une modulation électrique. Le connecteur d'introduction d'une modulation électrique est en contact avec la première zone semi-conductrice dopée N et la deuxième zone semi- conductrice dopée P.
Suivant des modes de réalisation particuliers, le dispositif comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
le premier modulateur à électro-absorption comprend un premier connecteur d'introduction d'une tension continue, la première zone semi-conductrice dopée P étant reliée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue.
le deuxième modulateur à électro-absorption comprend un deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue, la deuxième zone semi- conductrice dopée N étant reliée au deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue.
le dispositif de génération d'une modulation comporte un générateur de tension modulée relié au connecteur d'introduction d'une modulation électrique.
le générateur de tension modulée est adapté à appliquer une modulation sinusoïdale.
le générateur de tension modulée est adapté à appliquer une modulation carrée.
le générateur de tension modulée est adapté à appliquer une modulation périodique. le dispositif de génération d'une modulation comporte une première source de tension continue reliée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue.
le dispositif de génération d'une modulation comporte une deuxième source de tension continue reliée au deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue.
les deux sources de tensions continues sont propres à délivrer une tension opposée.
le générateur de tension modulée est propre à appliquer une modulation de tension dont la tension moyenne est égale à la différence de potentiel entre la tension continue délivrée par la deuxième source de tension continue et la tension continue délivrée par la première source de tension divisée par deux, le générateur de tension modulée est propre à appliquer une modulation de tension dont la tension moyenne est égale à la tension du point de croisement de la caractéristique transmission optique - tension du premier modulateur à électro-absorption avec la caractéristique transmission optique - tension du deuxième modulateur à électro-absorption.
le dispositif de génération d'une modulation comporte, en outre, une source de tension continue connectée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue, le deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue étant relié à la masse.
le dispositif de génération d'une modulation comprend une charge, la charge étant reliée à une masse électrique du dispositif de génération d'une modulation et au connecteur d'introduction d'une modulation électrique, la charge est une résistance.
La charge est une résistance en série avec un condensateur.
L'invention concerne aussi un circuit optique comportant au moins un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique tel que précédemment décrit et une source lumineuse propre à injecter de la lumière dans le ou les dispositifs de génération d'une modulation.
Suivant un mode de réalisation particulier du circuit optique, la source lumineuse est un laser à rétroaction distribuée.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication du circuit optique tel que précédemment décrit, le procédé comprenant les étapes de réalisation des zones semi- conductrices du dispositif de génération d'une modulation et de réalisation de zones semi- conductrices de la source lumineuse. Le procédé de fabrication comporte également une étape de réalisation d'au plus six connexions électriques entre zones semi-conductrices du dispositif de génération d'une modulation et les zones semi-conductrices de la source lumineuse.
Suivant un mode de réalisation particulier du procédé, les connexions électriques sont des contacts métalliques.
L'invention concerne aussi une utilisation d'un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique tel que précédemment décrit ou d'un circuit optique tel que précédemment décrit pour réaliser une modulation vectorielle.
Suivant des modes de réalisation particuliers, l'utilisation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
la modulation vectorielle est une modulation binaire par déplacement de phase (modulation BPSK).
la modulation vectorielle est une modulation par déplacement de phase et d'amplitude.
la modulation est une modulation QPSK.
la modulation est une modulation QAM (pour « Quadrature Amplitude Modulation »).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de mode de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont :
- figure 1 , une représentation schématique d'un dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique selon un premier mode de réalisation de l'invention,
- figure 2, un graphe représentant la fonction de transfert optique du dispositif de modulation de la figure 1 en fonction de la tension de modulation appliquée,
- figure 3, une vue schématique d'un exemple de dispositif de modulation selon un deuxième mode de réalisation,
- figure 4, une vue schématique d'un exemple de circuit optique comportant un laser et un dispositif de modulation selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et
- figure 5, une vue schématique en section d'une partie du circuit intégré optique de la figure 4.
Dans tout ce qui suit, les termes « amont » et « aval » s'entendent généralement par rapport au sens de propagation de la lumière.
Le dispositif de génération d'une modulation d'un signal optique 10 illustré en figure 1 présente un agencement d'un interféromètre de Mach-Zehnder. Le dispositif de génération d'une modulation 10 est désigné dans la suite sous le terme « dispositif de modulation 10 ».
Le dispositif de modulation 10 comprend successivement depuis l'amont vers l'aval un guide d'ondes d'entrée 12, un séparateur 14, deux bras 16, 18, un moyen de recombinaison 20 et un guide d'ondes de sortie 22.
Le séparateur 14 est un coupleur d'interférences multimode. Un tel coupleur est souvent désigné sous le nom coupleur MMI. L'acronyme MMI renvoie au terme anglais de « multimode interférences » pour « interférence multimode » en français.
Le séparateur 14 est muni d'une entrée 24 et de deux sorties 26, 28. L'entrée 24 du séparateur 14 est reliée au guide d'ondes d'entrée 12 tandis que la première sortie 26 du séparateur 14 est reliée à une extrémité du premier bras 16 et la deuxième sortie 28 du séparateur 14 est reliée à une extrémité du deuxième bras 18.
Le moyen de recombinaison 20, dans le cas de la figure 1 , est également un coupleur d'interférences multimode.
Le moyen de recombinaison 20 est muni de deux entrées 30, 32 et d'une sortie 34. La première entrée 30 du moyen de recombinaison 20 est reliée à une extrémité du premier bras 16, cette extrémité étant opposée à l'extrémité qui est reliée à la première sortie 26 du séparateur 14. La deuxième entrée 32 du moyen de recombinaison 20 est reliée à une extrémité du deuxième bras 18, cette extrémité étant opposée à celle qui est reliée au séparateur 14. La sortie 34 du moyen de recombinaison 20 est reliée au guide d'ondes de sortie 22.
Les deux bras 16, 18 sont réalisés sous la forme de guides d'ondes présentant un indice de réfraction permettant la propagation d'une onde lumineuse.
Le premier bras 16 comporte un premier modulateur à électro-absorption 36.
Un modulateur à électro-absorption est souvent désigné par l'acronyme EAM qui renvoie à la terminologie anglaise « électro-absorption modulator ». Un tel modulateur est un dispositif semi-conducteur propre à moduler l'intensité d'un faisceau laser par l'intermédiaire d'une tension électrique. Son principe de fonctionnement est basé par exemple sur l'effet Starck Quantique Confiné (QCSE), soit un changement dans le spectre d'absorption du modulateur provoqué par un champ électrique appliqué.
Le premier modulateur à électro-absorption 36 comprend une première zone semi- conductrice dopée P 38, une première zone semi-conductrice dopée N 40 et une première partie active 42.
La première zone semi-conductrice dopée P 38 est par exemple en phosphure d'indium (formule chimique InP) dopé P avec du zinc ou tout autre dopant de type p. La première zone semi-conductrice dopée N 40 est par exemple en phosphure d'indium dopé N avec du silicium ou tout autre dopant de type n.
La première partie active 42 est reliée aux deux premières zones semi- conductrices 38, 40.
La première partie active 42 est généralement composée d'une pluralité de puits quantique. Un puits quantique désigne une hétérostructure de semi-conducteurs dont le comportement est proche des puits de potentiel théoriques.
Le premier modulateur à électro-absorption 36 comprend un premier connecteur d'introduction d'une tension continue 44.
La première zone semi-conductrice dopée P 38 est en contact électrique avec le premier connecteur d'introduction d'une tension continue 44.
Le premier modulateur à électro-absorption 36 comporte également un connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
Le connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46 est en contact électrique avec la première zone semi-conductrice dopée N 40.
Le deuxième bras 18 comporte un déphaseur 48 et un deuxième modulateur à électro-absorption 50 différent du premier modulateur à électro-absorption 36.
Ce déphaseur 48 est propre à introduire un déphasage de π sur la phase d'un faisceau optique incident.
Selon l'exemple de la figure 1 , le déphaseur 48 est placé en amont du deuxième modulateur à électro-absorption 50.
En variante, le déphaseur 48 est placé en aval du deuxième modulateur à électroabsorption 50.
Le deuxième modulateur à électro-absorption 50 comprend une deuxième zone semi-conductrice dopée P 52 une deuxième zone semi-conductrice dopée N 54 et une deuxième partie active 56.
La deuxième zone semi-conductrice dopée P 52 est, par exemple, dans le même matériau que la première zone semi-conductrice dopée P 38.
La deuxième zone semi-conductrice dopée P 52 est en contact électrique avec la première zone semi-conductrice N 40 et le connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
La deuxième zone semi-conductrice dopée N 54 est, par exemple, dans le même matériau que la première zone semi-conductrice dopée N 40.
Le deuxième modulateur à électro-absorption 50 comporte aussi un deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue 58. La deuxième zone semi-conductrice dopée N 54 est en contact électrique avec le deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue 58.
La deuxième partie active 56 relie les deux deuxièmes zones semi-conductrices
52, 54.
Le dispositif de modulation 10 comprend un générateur de tension modulée 60 et deux sources de tension continue 62, 64.
Le générateur de tension modulée 60 est relié au connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
Le générateur de tension modulée 60 est propre à appliquer une modulation au niveau du connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
Selon l'exemple de la figure 1 , la modulation électrique est une modulation carrée périodique
Selon un autre mode de réalisation la modulation est aléatoire (donnée binaires).
En variante, le générateur de tension modulée 60 est propre à appliquer une modulation périodique sinusoïdale.
Selon encore une autre variante, le générateur de tension modulée 60 est propre à appliquer un signal comportant une ou plusieurs porteuses sinusoïdales et des données analogiques ou binaires. Ainsi, le générateur de tension modulée est propre à appliquée des signaux issus de stations mobiles dans des protocoles de communications comme le Wi-Fi ou le Wi-Max.
La première source de tension continue 62 est reliée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue 44.
La première source de tension continue 62 est propre à délivrer une tension continue au premier modulateur à électro-absorption 36. En l'occurrence, la tension continue s'élève à -2 Volts (V).
La deuxième source de tension continue 64 est propre à délivrer une tension continue au deuxième modulateur à électro-absorption 50.
La tension continue appliquée par la deuxième source de tension continue 64 est opposée à la tension continue appliquée par la première source de tension 62. En l'occurrence, la tension continue appliquée par la deuxième source de tension continue 64 s'élève à 2 V.
Le fonctionnement du dispositif de modulation 10 va maintenant être décrit en référence à la figure 2.
Le dispositif de modulation 10 est illuminé par un faisceau lumineux. Ce faisceau est, par exemple, issu d'un laser. Ce faisceau est introduit au niveau du guide d'ondes d'entrée 12 puis séparé au niveau du séparateur 14 en deux faisceaux lumineux F1 et F2. Le premier faisceau F1 est guidé sur une portion du premier bras 16 vers le premier modulateur à électro-absorption 36.
Le deuxième faisceau F2 est guidé sur une portion du deuxième bras 18 et passe à travers le déphaseur 48. Le déphaseur 48 introduit un déphasage de π dans la phase du champ électrique de ce deuxième faisceau F2. Ce deuxième faisceau F2 est ensuite guidé sur une autre portion du deuxième bras 18 vers le deuxième modulateur à électroabsorption 50.
Le générateur de tension modulée 60 applique une tension périodique carrée sur le connecteur d'introduction d'une modulation 46. La tension carrée est représentée par la courbe 68 sur le graphe de la figure 2.
Cette tension carrée a un niveau haut, un niveau bas et un rapport cyclique de 0,5. Le niveau haut correspond à 2 V et le niveau bas à -2 V.
La valeur moyenne de la tension carrée est égale à la différence de potentiel entre la tension continue délivrée par la deuxième source de tension continue 64 et la tension continue délivrée par la première source de continue 62.
En l'occurrence, la valeur moyenne de la tension carrée appliquée est nulle.
Lorsque la tension carrée appliquée est au niveau bas, le deuxième modulateur à électro-absorption 50 est soumis à une tension de 2 V du côté du connecteur d'introduction d'une tension continue 58 et à une tension de -2 V du côté du connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
D'après la courbe 70 qui illustre la variation de la transmission optique en fonction de la modulation appliquée pour le deuxième modulateur à électro-absorption 50 (aussi appelée courbe de transfert du deuxième modulateur à électro-absorption 50), la différence de potentiel de 4 V appliquée au deuxième modulateur à électro-absorption 50 rend le deuxième modulateur à électro-absorption 50 passant. Le point de fonctionnement associé sur la figure 2 est le point 72. Le faisceau F2 est alors transmis à plus de 80%.
Le premier modulateur à électro-absorption 36 est soumis à une tension de -2 V du côté du premier connecteur d'introduction de tension continue 44 et du côté du connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46. Aucune énergie électrique n'est fournie au premier modulateur à électro-absorption 36. D'après la courbe 74 qui illustre la variation de la transmission optique en fonction de la modulation appliquée pour le premier modulateur à électro-absorption 36, le premier faisceau F1 est absorbé par le premier modulateur à électro-absorption 36. Cela correspond au point de fonctionnement 76 sur la figure 2.
Le moyen de recombinaison 20 est donc illuminé seulement par le deuxième faisceau F2 qui est intégralement transmis au guide d'ondes de sortie 22. En sortie du dispositif de modulation 10, lorsque la tension carrée est au niveau bas, seul le deuxième faisceau F2 qui a été déphasé de π et est passé par le deuxième modulateur à électroabsorption 50 est donc transmis.
Lorsque la tension carrée appliquée est au niveau bas, le premier modulateur à électro-absorption 36 est soumis à une tension de -2 V du côté du premier connecteur d'introduction d'une tension continue 44 et à une tension de 2 V du côté du connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
D'après la courbe 74 qui illustre la variation de la transmission optique en fonction de la modulation appliquée pour le premier modulateur à électro-absorption 36, la différence de potentiel de 4 V appliquée au premier modulateur à électro-absorption 36 rend le premier modulateur à électro-absorption 36 passant. Le point de fonctionnement associé sur la figure 2 est le point 78. Le faisceau F1 est alors transmis à plus de 80%.
Le deuxième modulateur à électro-absorption 50 est soumis à une tension de 2 V du côté du deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue 58 et du côté du connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46. Aucune énergie électrique n'est fournie au deuxième modulateur à électro-absorption 50. Le deuxième faisceau F2 est absorbé par le deuxième modulateur à électro-absorption 50. Cela correspond au point de fonctionnement 80 sur la figure 2.
Le moyen de recombinaison 20 est donc illuminé seulement par le premier faisceau F1 qui est intégralement transmis au guide d'ondes de sortie 22. En sortie du dispositif de modulation 10, lorsque la tension carrée est au niveau bas, seul le premier faisceau F1 qui est passé par le premier modulateur à électro-absorption 36 est donc transmis.
Le dispositif de modulation 10 a donc deux modes de fonctionnement : un premier mode dans lequel le premier modulateur à électro-absorption 36 est passant et le deuxième modulateur à électro-absorption 50 n'est pas passant et un deuxième mode dans lequel le premier modulateur à électro-absorption 36 n'est pas passant et le deuxième modulateur à électro-absorption 50 est passant.
Le passage du premier mode au deuxième mode est contrôlé par la modulation appliquée au niveau du connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
Comme les données transmises par le deuxième modulateur à électro-absorption sont déphasées de ττ, le dispositif de modulation 10 illustré à la figure 1 est particulièrement adapté pour réaliser une modulation vectorielle.
A titre d'exemple, le dispositif de modulation 10 est bien adapté pour la réalisation d'une modulation binaire par déplacement de phase (modulation BPSK). En outre, il est à noter qu'un tel fonctionnement du dispositif de modulation 10 est conservé pour des tensions de croisement des courbes de transmission optique-tension 70, 74 différentes en supposant que les effets d'électro-absorption des modulateurs à électro-absorption 36, 50 soient accessibles par introduction d'une tension dans le connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46.
Le dispositif de modulation 10 présente l'avantage d'être d'une taille relativement limitée. Typiquement le dispositif de modulation 10 s'étend sur cinquante microns (μηη).
En outre, la modulation appliquée au connecteur d'introduction de modulation électrique 46 a une tension moyenne égale à la moyenne arithmétique des tensions continues appliquées au niveau des deux connecteurs d'introduction d'une tension continue 44, 58. Dans le cas particulier présenté, la tension moyenne est nulle.
Il en résulte que la consommation en énergie électrique du dispositif de modulation 10 est plus faible que la consommation en énergie électrique d'un modulateur de type Mach-Zehnder réalisé dans une technologie à base de niobate de lithium.
De plus, le dispositif de modulation 10 est compatible avec des réseaux de télécommunications à haut débit de communication de données. Notamment, le dispositif de modulation 10 est utilisable pour des débits de 25 gigaBauds à 64 gigaBauds et plus grâce à la grande bande passante dont dispose les modulateurs à électro-absorption 36, 50.
Enfin, le dispositif de modulation 10 est facile à mettre en œuvre. En effet, le dispositif de modulation 10 comprend seulement trois connecteurs : un seul connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46 et deux connecteurs d'introduction d'une tension continue 44, 58.
Ainsi, avec seulement trois sources de tension, la première source de tension continue 62, la deuxième source de tension continue 64 et le générateur de tension modulée 60, il est possible de contrôler les deux modulateurs à électro-absorption 36, 50.
Par comparaison, dans le dispositif de modulation du document US-A- 2008/0231933, une entrée radiofréquence est requise par modulateur. Pour la réaliser, il est le plus souvent fait usage d'un connecteur radiofréquence, ce qui conduit à un coût élevé. Le dispositif de modulation 10 proposé est donc moins onéreux et de fabrication plus aisée que le dispositif de modulation du document US-A-2008/0231933
La figure 3 présente un deuxième mode de réalisation pour le dispositif de modulation 10. Les éléments du dispositif de modulation 10 selon le deuxième mode de réalisation qui sont communs avec le premier mode de réalisation ne sont pas répétés. Seules les différences sont mises en évidence. Dans l'exemple de la figure 3, le dispositif de modulation 10 comprend une résistance 82.
La résistance 82 est reliée par une de ses bornes au connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46 et par l'autre borne à la masse électrique.
Le fonctionnement de ce deuxième mode de réalisation est similaire au fonctionnement du premier mode de réalisation illustré par la figure 1.
L'emploi de la résistance 82 additionnelle permet l'adaptation d'impédance entre les deux modulateurs à électro-absorption 36, 50 et le dispositif de modulation 10.
Un circuit optique 100 est présenté à la figure 4.
Le circuit optique 100 comprend un dispositif de modulation 10 selon un troisième mode de réalisation et une source lumineuse 102 propre à injecter de la lumière dans le dispositif de modulation 10.
Le circuit optique 100 est intégré. Par ce terme, il est entendu que le dispositif de modulation 10 et la source lumineuse 102 sont réalisés avec au moins une couche commune, par exemple un substrat commun.
La source lumineuse 102 est, selon l'exemple de la figure 4, un laser à rétroaction distribuée. Dans un tel laser, l'émission stimulée est résonnante par diffraction de Bragg et la rétroaction nécessaire à l'émission laser est répartie sur l'ensemble de la perturbation inscrite dans le milieu actif. Les lasers à rétroaction distribué, ou distributed feedback laser en anglais (DFB laser), permettent une émission stable.
Les éléments du dispositif de modulation 10 selon le troisième mode de réalisation qui sont communs avec le premier mode de réalisation ne sont pas répétés. Seules les différences sont mises en évidence.
Dans l'exemple de la figure 4, le dispositif de modulation 10 comprend une résistance 84 et un condensateur 86 placés en série.
La résistance 84 est reliée par une de ses bornes au connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46 et par l'autre borne à une borne du condensateur 86. L'autre borne du condensateur 86 est reliée à la masse.
Le connecteur d'introduction d'une tension continue 58 du deuxième modulateur à électro-absorption 50 est relié à la masse. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de modulation 10 ne comporte pas de deuxième source de tension continue.
En outre, la première source de tension continue 62 est adaptée à délivrer une tension de -4 V tandis que le générateur de tension modulée 60 est propre à appliquer une modulation dont la valeur moyenne est -2 V.
Le fonctionnement de ce troisième mode de réalisation est similaire au fonctionnement du premier mode de réalisation illustré par la figure 1. Selon ce troisième mode de réalisation, une seule source de tension continue 62 est utilisée. Cela simplifie encore plus la mise en œuvre du dispositif de modulation 10.
En outre, avec la source lumineuse 102 intégrée, le circuit optique proposé présente l'avantage d'être aisée à fabriquer. Cela sera mieux compris à l'aide du schéma de la figure 5.
Ce schéma illustre une vue en section d'une partie du circuit optique 100.
Le circuit optique 100 comporte un substrat 104 et une connexion électrique 106.
Le substrat 104 est en semi-conducteur. Par exemple, le substrat 104 est en phosphure d'indium dopé N.
La connexion électrique 106 est couche conductrice inférieure en métal. La connexion électrique 106 est reliée à la masse.
Le circuit optique 100 comporte également des couches isolantes 108, 1 10 recouvrant partiellement le substrat 104.
Les couches isolantes 108, 1 10 sont des couches isolantes en phosphure d'indium.
Sur une première couche isolante 108, se trouvent les deux modulateurs à électroabsorption 36, 50. Cela signifie que la première couche isolante 108 est surmontée par deux empilements 1 12, 1 14 de couches superposées: un premier empilement 1 12 de la première zone semi-conductrice dopée P 38, première partie active 42 et première zone semi-conductrice dopée N 40 et un deuxième empilement 1 14 de la deuxième zone semi- conductrice dopée P 52, deuxième partie active 56 et deuxième zone semi-conductrice dopée N 54.
Sur la deuxième couche isolante 1 10, se trouve la source lumineuse 102. Cela signifie que la première couche isolante 108 est surmontée par une zone semi- conductrice dopée P 1 16 et une zone semi-conductrice dopée N 1 18.
Le circuit optique 100 comporte également des connexions électriques 120, 122, 124, 126 et 128 sous la forme de contacts métalliques.
Plus précisément, le circuit optique 100 comprend une connexion électrique 120 entre la première zone semi-conductrice dopée P 38 et le premier connecteur d'introduction d'une tension continue 44.
Le circuit optique 100 comprend aussi une connexion électrique 122 entre la première zone semi-conductrice dopée N 40, le connecteur d'introduction d'une modulation électrique 46 et la deuxième zone semi-conductrice dopée P 52.
Le circuit optique 100 comprend aussi une connexion électrique 124 entre la deuxième zone semi-conductrice dopée N 54 et substrat 104 dont le potentiel électrique est la masse. Le circuit optique 100 comprend aussi une connexion électrique 126 entre la zone semi-conductrice dopée P 1 16 de la source lumineuse 102 et le substrat 104.
Le circuit optique 100 comprend également un connecteur d'alimentation 130 en tension de la source lumineuse 102 et une connexion électrique 128 entre la zone semi- conductrice N 1 18 de la source lumineuse 102 et le connecteur d'alimentation 130 en tension de la source lumineuse 102.
La fabrication du circuit optique 100 implique la réalisation d'au plus six connexions électriques 106, 120, 122, 124, 126 et 128.
De ce fait, le procédé de fabrication du circuit optique 100 est aisé à mettre en œuvre.
Selon une variante, le substrat 104 est en silicium et les zones semi-conductrices 38, 40, 50 et 52 des deux modulateurs à électro-absorption sont dans un matériau semiconducteur de type « III - V ». Un semi-conducteur de type « III - V » est un semiconducteur composite fabriqué à partir d'un ou plusieurs éléments de la colonne III du tableau périodique des éléments (bore, aluminium, gallium, indium, ...) et d'un ou plusieurs éléments de la colonne V ou pnictogènes (azote, phosphore, arsenic, antimoine ...).
En variante, le circuit optique 100 comporte plusieurs dispositifs de modulation 10 pour générer une modulation par déplacement de phase et d'amplitude comme du QPSK. Dans ce cas, le circuit optique 100 comporte deux dispositifs de modulation 10 par état de polarisation d'émission utile pour la génération de la modulation désirée.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, les première et deuxième zones semi-conductrices dopées P sont inversées avec les première et deuxième zones semi-conductrices dopées N qui leur correspondent.
Le fonctionnement d'un dispositif de modulation 10 selon un tel mode de réalisation est similaire au fonctionnement qui a été décrit précédemment en référence à la figure 1.

Claims

REVENDICATIONS
'\ - Dispositif de génération d'une modulation (10) d'un signal optique comprenant :
- un premier modulateur à électro-absorption (36) comprenant :
- une première zone semi-conductrice dopée P (38),
- une première zone semi-conductrice dopée N (40), et
- une première partie active (42) reliant les deux premières zones semi- conductrices (38, 40),
- un deuxième modulateur à électro-absorption (50) comprenant :
- une deuxième zone semi-conductrice dopée P (52) en contact électrique avec la première zone semi-conductrice dopée N (40),
- une deuxième zone semi-conductrice dopée N (54), et
- une deuxième partie active (56) reliant les deux deuxièmes zones semi- conductrices (52, 54), et
- un connecteur d'introduction d'une modulation électrique (46),
le dispositif de génération d'une modulation (10) étant caractérisé en ce que le connecteur d'introduction d'une modulation électrique (46) est en contact avec la première zone semi-conductrice dopée N (40) et la deuxième zone semi-conductrice dopée P (52).
2. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 1 , dans lequel le premier modulateur à électro-absorption (38) comprend un premier connecteur d'introduction d'une tension continue (44), la première zone semi-conductrice dopée P (38) étant reliée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue (44), et
dans lequel le deuxième modulateur à électro-absorption (50) comprend un deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue (58), la deuxième zone semi- conductrice dopée N (54) étant reliée au deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue (58).
3. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de génération d'une modulation (10) comporte un générateur de tension modulée (60) relié au connecteur d'introduction d'une modulation électrique (46), le générateur de tension modulée (60) étant adapté à appliquer une modulation périodique sinusoïdale ou carrée.
4. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de génération d'une modulation (10) comporte :
- une première source de tension continue (62) reliée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue (44), et - une deuxième source de tension continue (64) reliée au deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue (58).
5. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 4, dans lequel les deux sources de tensions continues (62, 64) sont propres à délivrer une tension opposée.
6. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le générateur de tension modulée (60) est propre à appliquer une modulation de tension dont la tension moyenne est égale à la différence de potentiel entre la tension continue délivrée par la deuxième source de tension continue (64) et la tension continue délivrée par la première source de tension (62) divisée par deux.
7. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le dispositif de génération d'une modulation (10) comporte en outre une source de tension continue (62) connectée au premier connecteur d'introduction d'une tension continue (44), le deuxième connecteur d'introduction d'une tension continue (58) étant relié à la masse.
8. - Dispositif de génération d'une modulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de génération d'une modulation (10) comprend une charge, la charge étant reliée à une masse électrique du dispositif de génération d'une modulation (10) et au connecteur d'introduction d'une modulation électrique (46).
9. - Dispositif de génération d'une modulation selon la revendication 8, dans lequel la charge est une résistance (82) ou une résistance (84) en série avec un condensateur (86).
10. - Circuit optique (100) comportant :
- au moins un dispositif de génération d'une modulation (10) d'un signal optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et
- une source lumineuse (102) propre à injecter de la lumière dans le ou les dispositifs de génération d'une modulation (10).
1 1. - Circuit optique (100) selon la revendication 10, dans lequel la source lumineuse (102) est un laser à rétroaction distribuée.
12. - Procédé de fabrication du circuit optique (100) selon la revendication 10 ou 1 1 , le procédé comprenant les étapes de :
- réalisation des zones semi-conductrices (38, 40, 52, 54) du dispositif de génération d'une modulation (10),
- réalisation de zones semi-conductrices (1 16, 1 18) de la source lumineuse (102), - réalisation d'au plus six connexions électriques (106, 120, 122, 124, 126, 128) entre zones semi-conductrices (38, 40, 52, 54) du dispositif de génération d'une modulation (10) et les zones semi-conductrices (1 16, 1 18) de la source lumineuse (102).
13. - Procédé selon la revendication 12, dans lequel les connexions électriques (106, 120, 122, 124, 126, 128) sont des contacts métalliques.
14. - Utilisation d'un dispositif de génération d'une modulation (10) d'un signal optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou d'un circuit optique (100) selon la revendication 10 ou 1 1 pour réaliser une modulation vectorielle.
15. - Utilisation selon la revendication 14, dans laquelle la modulation vectorielle est une modulation binaire par déplacement de phase (modulation BPSK).
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