FR2923616A1 - Dispositif de replication a taux eleve de repetition. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de réplication optique destiné à répliquer un signal optique, comprenant une boucle en fibre optique refermée sur un coupleur 2x2 (310), le signal optique à répliquer (S) étant injecté dans un port d'entrée dudit coupleur et le signal répliqué (R) étant extrait de la boucle via un port de sortie dudit coupleur, ladite boucle comprenant :- des moyens de commutation (331, 332) adaptés à commuter séquentiellement une pluralité (N) de lignes à retard (340m) à chaque tour de boucle ;- un tronçon de fibre optique de shunt (307) disposé en parallèle avec les lignes à retard ;- des moyens d'amplification (360) adaptés à amplifier le signal optique de manière à compenser l'atténuation de ce signal à chaque tour de boucle.

Description

DISPOSITIF DE RÉPLICATION OPTIQUE À TAUX ÉLEVÉ DE RÉPÉTITION

DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine de la réplication optique. Elle trouve en particulier application dans le domaine de l'échantillonnage optique ou optoélectronique à très 10 haute résolution temporelle et à très grande dynamique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE De nombreux types d'échantillonneurs optiques sont 15 connus de l'état de la technique, commandés soit électriquement soit optiquement. Parmi les échantillonneurs à commande optique, un premier type d'échantillonneur fait appel à un dispositif de réplication optique, à structure linéique, comme décrit 20 par exemple dans l'article de Kung-Li Deng et al. intitulé Single-shot optical sampling oscilloscope for ultrafast optical waveforms publié dans IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 10, No. 3, Mars 1998, pages 397-399. 25 Un dispositif de réplication optique linéique est constitué d'une cascade de modules de duplication en série, chaque module de duplication générant à partir d'un signal d'entrée, deux signaux de sortie, images du signal d'entrée, décalées temporellement d'un retard 30 donné. Chaque module de duplication possède une structure comprenant deux tronçons de fibre optique reliés à un premier coupleur 3dB en entrée et un second coupleur 3dB en sortie, la différence de longueur entre les deux tronçons introduisant le retard précité. Si les retards respectifs introduits par les modules de duplication ont pour valeurs z,2z,...,2P-lz où P est le nombre de modules en série, on obtient en sortie du dispositif de réplication, une séquence de 2P répliques de l'impulsion d'entrée avec une périodicité de z.

Cette séquence de répliques est ensuite échantillonnée grâce à un dispositif non linéaire, par exemple un commutateur à élément actif non linéaire dénommé NLAM (Non Linear Amplified Loop Mirror) ou TOAD (Terahertz Optical Asymmetric Demultiplexer). La période d'échantillonnage T est choisie distincte mais voisine de r, de sorte que l'on obtient, pour chaque image de l'impulsion d'entrée un échantillon décalé de ts = IT ùzl T du précédent. Un tel échantillonneur optique permet d'extraire des échantillons de l'impulsion d'entrée avec une excellente résolution temporelle ts tout en fournissant ces échantillons à une cadence (1) suffisamment faible pour qu'ils puissent être traités en aval par une chaîne de traitement optoélectronique.

Toutefois, un tel échantillonneur présente l'inconvénient d'une forte dégradation du rapport signal à bruit au fur et à mesure des opérations de duplication. En effet, du fait du coupleur 3dB, l'intensité des répliques en sortie d'un module de duplication est la moitié de celle du signal d'entrée, le rapport signal à bruit décroissant ainsi de manière exponentielle en fonction du nombre d'étages de duplication. Bien qu'on puisse amplifier les impulsions en sortie du dispositif de réplication optique selon une loi compensant les pertes de duplication, il est très difficile en pratique d'obtenir une égalisation satisfaisante de l'intensité des répliques. En outre, il est très délicat d'équilibrer les longueurs des tronçons de fibre intervenant dans les différents modules ainsi que de garantir un taux de couplage constant, égal à 50:50, pour les différents coupleurs. Un second type d'échantillonneur optique a été proposé dans la demande de brevet français N° 04 51227, déposée le 15 juin 2004 au nom de la demanderesse. Il permet de remédier en partie aux inconvénients précités. Ce second type d'échantillonneur fait appel à un dispositif de réplication comprenant une boucle en fibre optique, les répliques successives étant extraites à chaque tour de boucle. Plus précisément, la dite fibre optique est bouclée entre un port d'entrée et un port de sortie d'un coupleur directionnel à 2 ports d'entrée et 2 ports de sortie, communément appelé coupleur 2x2. L'autre port d'entrée du coupleur sert à injecter l'impulsion à échantillonner, l'autre port de sortie servant à l'extraction des répliques. Afin de compenser les pertes dans la boucle, notamment celles dues au coefficient de transmission du coupleur, un amplificateur est prévu à l'intérieur de cette dernière. Plus précisément, le gain de l'amplificateur est choisi de sorte que le gain total de boucle soit très légèrement inférieur à 1. L'amplificateur peut être réalisé au moyen d'un tronçon de fibre optique pompé en continu, par exemple un amplificateur YDFA (Ytterbium Doped Fibre Amplifier) ou un EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). Toutefois le bruit de fluorescence amplifiée (ASE) produit par l'émission stimulée au sein de l'amplificateur limite les performances du dispositif de réplication et, par voie de conséquence, celles de l'échantillonneur. En pratique, il est difficile de générer plus d'un millier de répliques dans des conditions de rapport signal à bruit satisfaisantes. Afin d'obtenir un meilleur rapport signal à bruit en sortie du dispositif de réplication, il a été proposé dans la demande W02007/057394 déposée également au nom de la demanderesse, d'utiliser une amplification paramétrique pulsée, synchronisée avec le passage de l'impulsion dans le milieu amplificateur. Un tel dispositif de réplication est cependant plus complexe et plus coûteux car il nécessite une pompe de très haute qualité tant en termes de spécifications temporelles que de bruit. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de réplication optique qui permette de générer un grand nombre de répliques avec un très haut rapport signal à bruit, tout en étant simple de mise en œuvre et robuste à l'utilisation. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un dispositif de réplication optique destiné à répliquer un signal optique, comprenant une boucle en fibre optique refermée sur un coupleur 2x2, le signal optique à répliquer étant injecté dans un port d'entrée dudit coupleur et le signal répliqué étant extrait de la boucle via un port de sortie dudit coupleur, la boucle comprenant : - des moyens de commutation adaptés à commuter séquentiellement une pluralité de lignes à retard à chaque tour de boucle ; - un tronçon de fibre optique de shunt disposé en parallèle avec les lignes à retard ; - des moyens d'amplification adaptés à amplifier le signal optique de manière à compenser l'atténuation de ce signal à chaque tour de boucle.

Selon un premier mode de réalisation, chaque ligne à retard est adaptée à générer des retards M'Ir,2Mm`Iz,...,(M-1)M'lz, où (M-1) avec M?2 est le nombre de retards générés, z est une valeur de retard 20 élémentaire et m est l'indice de la ligne avec 1< m <- N où N est ladite pluralité de lignes à retard. Chaque ligne à retard est avantageusement équipée d'un atténuateur adapté à faire varier le gain sur ladite ligne à retard pour chaque retard généré. 25 En outre, le tronçon de fibre optique de shunt peut être également équipé d'un atténuateur adapté à faire varier le gain sur ledit tronçon de shunt. Les gains des atténuateurs équipant les lignes à retard sont avantageusement réglés de manière à 30 égaliser les gains de boucle à une valeur égalisée pour les différentes lignes à retard commutées.

Le gain de l'atténuateur équipant ledit tronçon de shunt peut alors être réglé de manière à ce que le gain de boucle pour un signal optique traversant le tronçon de shunt soit égal à ladite valeur égalisée. Selon un autre mode de réalisation, l'invention est définie par un dispositif de réplication optique destiné à répliquer un signal optique, comprenant une boucle en fibre optique refermée sur un coupleur 2x2, le signal optique à répliquer étant injecté dans un port d'entrée dudit coupleur et le signal répliqué étant extrait de la boucle via un port de sortie dudit coupleur, ladite boucle comprenant : - des moyens de commutation adaptés à commuter séquentiellement une pluralité de lignes à retard à chaque tour de boucle, chaque ligne à retard étant équipée d'un tronçon de fibre optique de shunt; - des moyens d'amplification adaptés à amplifier le signal optique de manière à compenser l'atténuation de ce signal à chaque tour de boucle. Avantageusement, chaque ligne à retard est adaptée à générer des retards Mm-'z,2MmmmIz,...,(M-1)MmTi'r , où (4f-1) avec N I2 est le nombre de retards générés, r est une valeur de retard élémentaire et m est l'indice 25 de la ligne avec 1 <-m <-N où N est ladite pluralité de lignes à retard. Selon une variante M=2 ' avec u ? 1 . Chaque ligne à retard est avantageusement constituée de p étages en série, chaque étage étant 30 constitué d'un élément de retard en parallèle avec un tronçon de shunt, les éléments de retard des p étages de la ligne à retard d'indice m ayant pour valeurs de retard 2pm--'z,2pm- +'z,...,2pm-1,r De préférence, pour chaque ligne à retard, 5 l'élément de retard et le tronçon de shunt de chaque étage sont chacun équipés d'un atténuateur. Lesdits atténuateurs sont avantageusement réglés de manière à égaliser les gains de boucle à une valeur égalisée pour les différentes lignes à retard 10 commutées. Le gain desdits moyens d'amplification est avantageusement réglé de manière à ce que la valeur de gain égalisée soit légèrement inférieure à 1. Selon une première variante de réalisation, 15 lesdits moyens d'amplification utilisent une amplification stimulée. Selon une seconde variante de réalisation, ils utilisent une amplification paramétrique. 20 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en 25 référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Figure 1 représente schématiquement un dispositif de réplication optique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la Figure 2 représente un chronogramme en sortie du 30 dispositif de réplication de la Figure 1, ce pour différents nombres de tours de boucle ; La Figure 3 représente un dispositif de réplication optique selon un second mode de réalisation de l'invention ; Les Figures 4A et 4B illustrent respectivement deux 5 variantes particulières de réalisation d'une ligne à retard du dispositif de la Figure 3 ; La Figure 5 représente un chronogramme en sortie du dispositif de la Figure 3, ce pour différents nombres de tours de boucle ; 10 La Figure 6 représente un dispositif de réplication optique selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; Les Figures 7A à 7C représentent respectivement trois variantes particulières de réalisation d'une 15 ligne à retard de la Figure 6. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de l'invention est de réaliser 20 un système de réplication optique à boucle fibrée avec amplificateur dans la boucle qui soit capable de générer un nombre de répliques croissant selon une loi géométrique en fonction du nombre de tours de boucle parcourus par le signal à répliquer. De ce fait, le 25 système de réplication produit un nombre très élevé de répliques après un faible nombre de tours et donc sans dégradation sensible du rapport signal à bruit.

La Figure 1 représente un système de réplication 30 optique selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le signal à répliquer, généralement une

impulsion lumineuse est injectée à l'entrée S, les répliques étant fournies à la sortie R. Le système est essentiellement composé d'une fibre optique, 105, rebouclée sur un coupleur 2x2, 110. Ce coupleur comprend deux ports d'entrée 111 et 113 et deux ports de sortie 112 et 114. Un signal injecté sur le port d'entrée 111, d'intensité I, se répartit en deux signaux de sortie en 112 et 114, d'intensités respectives (1- a)I et al. De manière similaire, un signal injecté sur le port d'entrée 113, d'intensité I, se répartit en deux signaux de sortie en 112 et 114, d'intensités respectives al et (1-a)I. Par exemple, dans le cas d'un couplage 3dB, a=-0,5. Le signal apparaissant sur le port de sortie 114 est amplifié dans l'amplificateur 160, comme détaillé plus loin, avant d'être divisé par un coupleur 3dB, 120, en un premier signal et un second signal. Le premier signal est rebouclé directement au moyen d'un tronçon de fibre optique de shunt 106 alors que le second signal est injecté via le tronçon 107 dans une batterie de lignes à retards commutées 1401, 1402,..., 14ON, le tronçon de shunt étant disposé en parallèle avec celles-ci. Le tronçon de shunt est un tronçon de fibre optique induisant un retard négligeable par rapport à ceux introduits par les lignes à retard. Plus précisément, le second signal est commuté séquentiellement, au moyen d'un commutateur 131, vers les lignes à retard 1401, 1402, ..., 140N. Par exemple, au premier tour de boucle, le second signal transmis est à la ligne à retard 1401i au second tour de boucle à la ligne à retard 1402, au Au' tour de boucle à la ligne à retard 140N. Comme on le remarquera plus loin, l'ordre de commutation est indifférent : par exemple, on peut transmettre le second signal à la ligne à retard 140N au premier tour de boucle, puis à la ligne

à retard 140N_1 lors du second tour de boucle, et ainsi de suite jusqu'au Nème tour de boucle où il est transmis à la ligne à retard 1401. De manière générale, l'ordre de commutation peut être quelconque dans la mesure où les N lignes à retard sont toutes utilisées

pendant les N tours de boucle.

Les lignes à retard sont typiquement réalisées au moyen de tronçons de fibre optique de différentes longueurs. Dans le mode de réalisation illustré, les retards sont de z,2z,4z,...,2N-lz et les tronçons de fibre 15 sont par conséquent de longueurs t,2t,..,2N-1.e avec 1=vgz où vtr est la vitesse de groupe dans la fibre en b

question.

En outre, chacune des lignes à retard est individuellement équipée d'un atténuateur, 150. Cet

20 atténuateur est avantageusement, mais non nécessairement, réalisé en conditionnant une zone de la fibre optique dans un dispositif mécanique induisant un rayon de courbure donné. En faisant varier le rayon de courbure et donc les contraintes mécaniques appliquées

25 à la fibre, on peut faire varier le coefficient d'atténuation dans une plage de quelques dB. Le tronçon de shunt, 107, est également équipé d'un atténuateur 150. Selon une variante, la ligne de retard la plus longue, soit 140N, n'est pas équipée d'un atténuateur,

30 elle sert alors de référence pour le réglage des atténuateurs.

Les sorties des lignes à retard 1401,1402,_,140N sont reliées aux entrées d'un commutateur 132 contrôlé de manière synchrone avec le commutateur 131. En d'autres termes, les commutateurs 131 et 132 sélectionnent simultanément une ligne à retard parmi N. Le second signal retardé en sortie du commutateur 132, ainsi que le premier signal du tronçon de shunt sont additionnés au moyen d'un coupleur 3dB, 122, identique au coupleur 121. Le signal en sortie du coupleur 121 est ensuite injecté sur le port 113 du coupleur 110. Les atténuateurs 150 sont réglés lors d'une phase préliminaire de calibration, de manière à ce que les gains de boucle soient égaux quelle que soit la ligne à retard empruntée par le second signal. L'atténuateur du tronçon de shunt est également réglé de manière à ce que le gain de boucle pour le premier signal soit égal au gain de boucle pour le second signal. Le gain de boucle peut s'écrire de manière générale sous la forme : GL =Ga.(1-a)k12 (1) où Ga est le gain de l'amplificateur 160, k est l'atténuation dans la boucle incluant celui introduit par les atténuateurs 150. Le facteur 1/2 provient de la division du signal par le coupleur 3dB, 121. Le réglage des différents atténuateurs permet d'obtenir une même valeur de k quel que soit le tronçon de fibre emprunté, et donc d'égaliser les gains de boucle. Lorsque la ligne à retard la plus longue ne possède pas d'atténuateur 150, cette ligne sert de référence pour égaliser les gains de boucle. Une fois les gains égalisés, la valeur Ga est choisie pour que GG soit très légèrement inférieure à 1, de manière à obtenir 5 une réplication à intensité quasi-constante. L'amplificateur 160 dans sa version la plus simple et la moins coûteuse met en oeuvre un mécanisme d'amplification stimulée au moyen d'une pompe. Il peut être réalisé sous la forme d'un composant distinct ou, 10 de préférence, sous la forme d'un tronçon de fibre, par exemple de type EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) ou YDFA (Ytterbium Doped Fibre Amplifier), pompé au moyen d'un faisceau laser. Alternativement, l'amplificateur 160 peut être de 15 type paramétrique et fonctionner en mode pulsé, la séquence de répliques étant alors amplifiée lors de son passage dans l'amplificateur. Il peut être réalisé sous la forme d'un cristal optique non linéaire ou bien sous la forme d'un tronçon de fibre pompé ou FOPA (Fiber 20 Optical Parametric Amplifier). On trouvera une description d'un tel amplificateur paramétrique dans la demande W02007/057394 précitée. Les commutateurs 131 et 132 peuvent utiliser une technique de modulation acousto-optique, de manière 25 connue en soi. Ces commutateurs présentent l'avantage d'une très bonne isolation entre voies commutées. Le signal de commande peut être constitué de radiofréquences multiples ou commutées, par exemple, comme décrit par exemple dans l'ouvrage de 30 G. Papadimitriou intitulé Optical Switching . Les commutateurs peuvent alternativement être réalisés à base de coupleurs directionnels à guides d'ondes commutables, tel que décrit dans l'article de R.0 Alferness intitulé Waveguide electrooptic switch array paru dans IEEE Journal of selected areas in communications, Vol. 6, N° 7, pages 1117-1130, 1988. La commutation peut être de type électro- optique ou bien utiliser l'effet Pockels.

La Figure 2 représente les signaux en sortie du dispositif de réplication pour des tours de boucle successifs. On a noté n le rang du tour de boucle et on a supposé ici que les lignes à retard 1401,...,140N étaient commutées selon les valeurs de n croissantes. On a supposé en outre que le signal injecté en S était une 15 simple impulsion lumineuse. Pour n=1, la sortie R présente deux impulsions espacées de r. La première impulsion correspond à un parcours de boucle à travers le tronçon de shunt 105, la seconde impulsion, à un parcours de boucle à travers 20 la ligne à retard 1401. Du fait de l'égalisation des gains de boucle, les première et seconde impulsions sont sensiblement de même intensité. Pour n-2, la sortie R présente quatre impulsions espacées de r. Les deux premières impulsions 25 correspondent au rebouclage au travers du tronçon de shunt, de la séquence générée au tour précédent, les deux suivantes à cette même séquence retardée dans la ligne à retard 1402. Ainsi, à chaque parcours de boucle, une nouvelle 30 séquence est générée sur la sortie R, comportant 2 fois plus d'impulsions répliques qu'à l'itération précédente. Au terme de n = N tours de boucle, la séquence présente 2N répliques de l'impulsion injectée et est par conséquent d'une durée totale (2N -1)z +9 , où 8 est la largeur de l'impulsion. La longueur de la 5 boucle est choisie sensiblement supérieure à la durée totale (2N -1)r+8 de manière à éviter le chevauchement temporel de séquences consécutives dans la boucle. De préférence la longueur cumulée des deux tronçons 105 reliant respectivement le coupleur 2x2, 110, aux 10 coupleurs 121 et 122 sera choisie supérieure à 2Nù1)z +O)vg . On remarquera que l'ordre de commutation des N lignes à retard importe peu. Le passage à travers ces N lignes, quel que soit leur ordre de commutation, 15 garantit que l'on disposera au Neme tour de boucle de 2N répliques de l'impulsion injectée en S, espacées de r .

La Figure 3 représente un dispositif de 20 réplication optique selon un second mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le nombre de répliques est multiplié par un facteur M à chaque tour de boucle, où Al est un entier quelconque tel que M ? 2. On comprendra ainsi que le premier mode de 25 réalisation correspond au cas particulier A f=2. Les composants 305, 306, 307, 310, 321, 322, 331, 332, 350, 360 sont identiques aux composants 105, 106, 107, 110, 121, 122, 131, 132, 150, 160 décrits en relation avec la Figure 1.

Les lignes à retard 3401, 3402,..., 340N comprennent chacune une pluralité (M -1) de retards, les valeurs de retard d'une ligne donnée se déduisant de la précédente par une multiplication par un facteur hi. En d'autres termes, les valeurs de retard de la ligne de rang m, 1 <m <N sont Mm-Iz,2Mm-'z,...,{M-I~Mm-~z . Les lignes à retard peuvent être sélectionnées par les commutateurs 331 et 332 par rang croissant, la ligne de rang n étant alors sélectionnée au neme tour de boucle, ou bien par rang décroissant la ligne de rang N - n +1 étant alors sélectionnée au Hème tour de boucle. De manière plus générale, la sélection pourra se faire selon m = f(n), où f est une permutation de l'ensemble {1,2,..,N} . Chacune des lignes à retard 340m, 1 <m <N , 15 applique les retards M'1r,2Mm-lz,...,(M _1)Mm_lr au second signal. En revanche, le premier signal n'est affecté que d'un très faible retard en traversant le tronçon de shunt, comme déjà expliqué plus haut. Les lignes à retard peuvent être réalisées selon une configuration 20 parallèle, illustrée en Figure 4A ou bien selon une configuration série illustrée en Figure 4B. D'autres variantes peuvent être également envisagées, notamment selon une configuration série-parallèle combinant les deux variantes précitées. Par souci de simplification, 25 les coupleurs 3dB n'ont pas été représentés en Figures 4A et 4B. La ligne à retard 340m illustrée en Figure 4A comporte (M -1) branches en parallèle, chacune correspondant à un retard distinct, 490 et étant équipée d'un atténuateur 450. Les atténuateurs 450 permettent d'égaliser les gains pour les différentes branches de la ligne, d'une part, et les gains de boucle pour les différentes lignes commutées d'autre part. La ligne à retard 340, illustrée en Figure 4B comporte (M -1) branches, chaque branche correspondant à la même valeur de retard 490 et étant disposée en dérivation par rapport à la branche précédente. Par ailleurs, là aussi, chacune des branches est équipée d'un atténuateur 450, ce qui permet d'égaliser les gains des différentes branches d'une même ligne, d'une part, et les gains des différentes lignes à retard, d'autre part. Une fois les gains de boucles égalisés pour les différentes lignes à retard, on peut régler le gain de l'amplificateur 360, de manière à ce que la valeur égalisée du gain de boucle soit très légèrement inférieure à 1.

La Figure 5 représente les signaux en sortie du dispositif de réplication de la Figure 3 pour des tours de boucle n successifs. On a supposé que les lignes à retard 3401' •'340N étaient commutées selon les valeurs de n croissantes.

Pour n=1, autrement dit après un tour de boucle, la sortie R présente M impulsions espacées de T. La première de ces impulsions est celle s'étant propagée dans le tronçon de shunt, les M ù1 impulsions suivantes, celles générées par la ligne à retard 3401.

Du fait de l'égalisation des gains de boucle, les M impulsions ont sensiblement la même intensité.

Pour n=2, la sortie R présente M2 impulsions espacées de r. Les M premières impulsions correspondent au rebouclage à travers le tronçon de shunt, de la séquence générée au tour précédent, les M2 ùM impulsions restantes sont générées par la ligne à retard 3402 à partir de cette même séquence. A chaque tour de boucle, une nouvelle séquence est générée sur la sortie R, comportant M fois plus d'impulsions répliques qu'à l'itération précédente. Au terme de n = N tours de boucle, la séquence présente MN répliques de l'impulsion injectée. Comme pour le premier mode de réalisation, la longueur de la boucle est choisie sensiblement supérieure à la durée totale (MN -1)'r+0 , où 9 est la largeur de l'impulsion 15 injectée.

La Figure 6 représente un dispositif de réplication optique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de 20 réalisation, contrairement aux précédents, chaque ligne à retard est équipée de son propre tronçon de shunt, le tronçon de shunt commun aux différentes lignes étant alors supprimé. Les composants 610, 605, 621, 622, 660 sont 25 identiques aux composants 310, 305, 321, 322 et 360 décrits en Figure 3. Les lignes à retard 6401, 6402,..., 640N ont une structure légèrement différente de celle des lignes 3401i 3402r..., 340N, dans la mesure où chacune possède 30 son propre tronçon de shunt équipé d'un atténuateur.

Par exemple si l'on adopte une configuration parallèle, comme représenté en Figure 7A, on remarquera qu'en sus des M -1 branches représentées en Figure 4A, la ligne à retard comporte un tronçon de shunt 780 (n'induisant qu'un retard négligeable par rapport à r) comprenant un atténuateur 750 pour les besoins de l'égalisation des différentes branches. Les valeurs des retards 790 sont ici identiques à celles des retards 490. Alternativement, les lignes à retard peuvent adopter une configuration série, comme représenté en Figure 7B. Cette configuration diffère là aussi de celle de la Figure 4B en ce que la ligne à retard comprend un tronçon de shunt 780 n'induisant qu'un retard négligeable par rapport à r. Le tronçon de shunt comprend un atténuateur 750 pour les besoins de l'égalisation des différentes branches. Les valeurs des retards 790 sont toutes identiques et égales à Mm-1r, comme en Figure 4B. On a représenté en Figure 7C une troisième 20 variante de réalisation d'une ligne à retard 640m, lorsque M est une puissance de 2, c'est-à-dire M = 2M. La ligne à retard est composée de p étages, 770, disposés en série, chaque étage comprenant un tronçon de shunt 780 équipé d'un atténuateur 750, et un élément 25 de retard 785, également équipé d'un atténuateur 750. Il est ainsi possible d'équilibrer les atténuations entre les deux branches de l'étage et entre les coupleurs en entrée et en sortie de chaque étage. De manière générale les atténuateurs 750 permettent de 30 régler les gains de boucle à une valeur égalisée pour les différentes lignes à retard commutées. La valeur égalisée est ensuite ajustée en faisant varier le gain d'amplification de l'amplificateur 660, de sorte qu'elle soit très légèrement inférieure à 1. La ligne à retard représentée permet de générer 5 tous les retards : +2um +...+2~tm-1)z =(2'-P -2J`m)z c'est-à-dire 0,Mmmmz,2Mm-~z, ,(M-l)Mm-lz . L'avantage de ce mode de réalisation réside dans le faible nombre d'éléments de retard mis en oeuvre (Np) par rapport aux 10 variantes de réalisation des Figs.

7A et 7B (N2?` retards). Quelle que soit la variante utilisée pour la réalisation des lignes à retard dans le dispositif de la Figure 6, la séquence de répliques générée à chaque 15 tour de boucle est identique à celle représentée en Figure 5.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de réplication optique destiné à répliquer un signal optique, comprenant une boucle en fibre optique refermée sur un coupleur 2x2 (110), le signal optique à répliquer (S) étant injecté dans un port d'entrée (111) dudit coupleur et le signal répliqué (R) étant extrait de la boucle via un port de sortie dudit coupleur (113), caractérisé en ce que la boucle comprend : - des moyens de commutation (131, 132, 331, 332) adaptés à commuter séquentiellement une pluralité (N) de lignes à retard (140m, 340m) à chaque tour de 15 boucle ; - un tronçon de fibre optique de shunt (107,307) disposé en parallèle avec les lignes à retard ; - des moyens d'amplification (160, 360) 20 adaptés à amplifier le signal optique de manière à compenser l'atténuation de ce signal à chaque tour de boucle.

2. Dispositif de réplication optique selon 25 la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ligne à retard est adaptée à générer des retards Mm-az,2Mm-lz,...,(M-1)Mm-'z , où (M-1) avec M.2 est le nombre de retards générés, r est une valeur de retard élémentaire et m est l'indice de la ligne avec 1<- m <- N 30 où N est ladite pluralité de lignes à retard.

3. Dispositif de réplication optique selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque ligne à retard est équipée d'un atténuateur adapté à faire varier le gain sur ladite ligne à retard pour chaque retard généré.

4. Dispositif de réplication optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon de fibre optique de shunt est équipé d'un atténuateur adapté à faire varier le gain sur ledit tronçon de shunt.

5. Dispositif de réplication optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les gains des atténuateurs équipant les lignes à retard sont réglés de manière à égaliser les gains de boucle à une valeur égalisée pour les différentes lignes à retard commutées.

6. Dispositif de réplication optique selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le gain de l'atténuateur équipant ledit tronçon de shunt est réglé de manière à ce que le gain de boucle pour un signal optique traversant le tronçon de shunt soit égal à ladite valeur égalisée.

7. Dispositif de réplication optique destiné à répliquer un signal optique, comprenant une boucle en fibre optique refermée sur un coupleur 2x2 (610), le signal optique à répliquer (S) étant injecté dans un port d'entrée dudit coupleur et le signalrépliqué (R) étant extrait de la boucle via un port de sortie dudit coupleur, caractérisé en ce que la boucle comprend - des moyens de commutation (631, 632) adaptés à commuter séquentiellement une pluralité (N) de lignes à retard (640m) à chaque tour de boucle, chaque ligne à retard étant équipée d'un tronçon de fibre optique de shunt (780) ; des moyens d'amplification (660) adaptés 10 à amplifier le signal optique de manière à compenser l'atténuation de ce signal à chaque tour de boucle.

8. Dispositif de réplication optique selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque ligne 15 à retard est adaptée à générer des retards Mm-'z,2Mm-lz,.._,(M -1)Mm-lz , où (M-1) avec M > 2 est le nombre de retards générés, z est une valeur de retard élémentaire et rn est l'indice de la ligne avec 1<- m <- N où N est ladite pluralité de lignes à retard. 20

9. Dispositif de réplication optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que M=2' avec P1- 25

10. Dispositif de réplication optique selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque ligne à retard est constituée de p étages (770) en série, chaque étage étant constitué d'un élément de retard (785) en parallèle avec un tronçon de shunt (780), les 30 éléments de retard des p étages de la ligne à retardd'indice m ayant pour valeurs de retard 2 m- Z Z m-~ 1T 2 m_lr

11. Dispositif de réplication optique selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour chaque ligne à retard, l'élément de retard et le tronçon de shunt de chaque étage sont chacun équipés d'un atténuateur (750).

12. Dispositif de réplication optique selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits atténuateurs sont réglés de manière à égaliser les gains de boucle à une valeur égalisée pour les différentes lignes à retard commutées.

13. Dispositif de réplication optique selon la revendication 6 ou 12, caractérisé en ce que le gain desdits moyens d'amplification est réglé de manière à ce que la valeur de gain égalisée soit légèrement inférieure à 1.

14. Dispositif de réplication optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amplification utilisent une amplification stimulée.

15. Dispositif de réplication optique selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amplification utilisent une amplification paramétrique.