FR3054663A1 - Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. - Google Patents
Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. Download PDFInfo
- Publication number
- FR3054663A1 FR3054663A1 FR1657277A FR1657277A FR3054663A1 FR 3054663 A1 FR3054663 A1 FR 3054663A1 FR 1657277 A FR1657277 A FR 1657277A FR 1657277 A FR1657277 A FR 1657277A FR 3054663 A1 FR3054663 A1 FR 3054663A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- signal
- sub
- photonic
- separation
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
- H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Le procédé comprend une réception d'un signal optique d'entrée (2), une séparation d'un signal intermédiaire issu du signal d'entrée en au moins un premier sous-signal (21) et un deuxième sous-signal (22) selon un coefficient de séparation (K) ayant une valeur réelle connue, une délivrance dudit au moins un premier sous-signal (21) à au moins un premier circuit photonique (C1) contenant ledit au moins un dispositif photonique à caractériser (4), et une première partie photonique (50), une délivrance du deuxième sous-signal (22) à un deuxième circuit photonique (C2) contenant une deuxième partie photonique ayant la même fonction de transfert que la première partie photonique, et dépourvu dudit au moins un dispositif photonique (4), une conversion des signaux de sortie des circuits en signaux électriques, une détermination des pertes dudit au moins un dispositif photonique à partir desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation (K).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 054 663 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 57277
COURBEVOIE © Int Cl8 : G 01 N21/84 (2017.01), H 01 L 31/02
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 28.07.16. | © Demandeur(s) : STMICROELECTRONICS (CROLLES |
(30) Priorité : | 2) SAS Société par actions simplifiée — FR. |
@ Inventeur(s) : LEMAITRE PATRICK et CARPENTIER | |
JEAN-FRANCOIS. | |
(43) Date de mise à la disposition du public de la | |
demande : 02.02.18 Bulletin 18/05. | |
©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
présent fascicule | |
(© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : STMICROELECTRONICS (CROLLES 2) |
apparentés : | SAS Société par actions simplifiée. |
©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : CASALONGA & ASSOCIES. |
PROCEDE DE CARACTERISATION DE DISPOSITIFS PHOTONIQUES, ET DISPOSITIF ASSOCIE.
FR 3 054 663 - A1
Le procédé comprend une réception d'un signal optique d'entrée (2), une séparation d'un signal intermédiaire issu du signal d'entrée en au moins un premier sous-signal (21 ) et un deuxième sous-signal (22) selon un coefficient de séparation (K) ayant une valeur réelle connue, une délivrance dudit au moins un premier sous-signal (21) à au moins un premier circuit photonique (C1) contenant ledit au moins un dispositif photonique à caractériser (4), et une première partie photonique (50), une délivrance du deuxième sous-signal (22) à un deuxième circuit photonique (C2) contenant une deuxième partie photonique ayant la même fonction de transfert que la première partie photonique, et dépourvu dudit au moins un dispositif photonique (4), une conversion des signaux de sortie des circuits en signaux électriques, une détermination des pertes dudit au moins un dispositif photonique à partir desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation (K).
i
Procédé de caractérisation de dispositifs photoniques, et dispositif associé.
Des modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention concernent les dispositifs photoniques, et en particulier les circuits de test permettant la caractérisation de dispositifs photoniques afin par exemple de déterminer les pertes optiques qu’ils engendrent.
Il existe des moyens de caractériser des dispositifs photoniques dans lesquels on couple deux signaux optiques identiques en entrée de deux circuits photoniques différents, et l’on compare les signaux optiques de sortie des deux circuits.
Cela étant, le couplage d’un signal optique, par exemple d’une fibre optique depuis/vers un circuit photonique peut être source d’incertitudes importantes. En effet, les pertes du signal optique dues au coupleur à réseau sont très dépendantes de l’alignement et de l’inclinaison de la fibre optique par rapport au coupleur.
Ainsi, il est difficile d’obtenir des couplages d’entrée et de sortie identiques entre les deux circuits à comparer, ce qui rend difficile la caractérisation des dispositifs photoniques.
Selon un mode de mise en œuvre, il est proposé un procédé de caractérisation d’un dispositif photonique qui soit indépendant des caractéristiques du signal optique d’entrée.
Selon un aspect, il est proposé un procédé de caractérisation d’au moins un dispositif photonique comprenant
- une réception d’un signal optique d’entrée,
- une séparation d’un signal intermédiaire issu du signal d’entrée en au moins un premier sous-signal et un deuxième sous-signal selon un coefficient de séparation ayant une valeur réelle connue,
- une délivrance dudit au moins un premier sous-signal à au moins un premier circuit photonique contenant ledit au moins un dispositif photonique et une première partie photonique,
- une délivrance du deuxième sous-signal à un deuxième circuit photonique contenant une deuxième partie photonique ayant la même fonction de transfert que la première partie photonique, et dépourvu dudit au moins un dispositif photonique,
- une conversion des signaux de sortie des circuits en signaux électriques,
- une détermination des pertes optiques dudit au moins un dispositif photonique à partir desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation.
En d’autre terme, on utilise un seul signal optique d’entrée ce qui permet de s’affranchir de la mise en œuvre de plusieurs couplages optiques, ce qui permet d’une part un gain de temps et d’autre part des mesures plus précises.
Le signal intermédiaire peut être le signal issu d’un coupleur optique recevant le signal d’entrée ou bien un signal optique ayant déjà subi une ou plusieurs séparation optiques ce qui permet de déterminer précisément le coefficient de séparation.
A cet égard, selon un mode de réalisation, ladite séparation du signal intermédiaire est effectuée dans un séparateur ayant ledit coefficient de séparation dont la valeur réelle est égale à une valeur théorique connue à une imprécision près, le procédé comprend en outre
- une première séparation d’un premier signal issu du signal d’entrée en un troisième sous-signal et un quatrième sous-signal via un deuxième séparateur,
- une deuxième séparation du quatrième sous-signal via un troisième séparateur en un cinquième sous-signal et un sixième sous-signal formant ledit signal intermédiaire, les première et deuxième séparations se faisant selon ledit coefficient de séparation,
- une conversion des troisième et cinquième sous-signaux en signaux électriques et
- une détermination de ladite valeur réelle du coefficient de séparation à partir des signaux électriques issus des troisième et cinquième sous-signaux.
En d’autres terme, dans le cas ou les séparations sont faites de manière identiques, c’est à dire dans des séparateurs successifs ayant le même coefficient de séparation, il est possible déterminer avec précision le coefficient de séparation à partir des puissances des signaux de sortie des deux séparateurs.
Le procédé peut en outre comprendre
- une séparation du signal intermédiaire en plusieurs soussignaux,
- une transmission de l’un de ces sous-signaux au deuxième circuit,
- une transmission des autres sous-signaux à des circuits distincts contenant chacun un dispositif photonique différent et ladite première partie photonique,
- une conversion des signaux de sortie des circuits en signaux électriques, et
- une détermination des pertes optiques des dispositifs photonique à partir desdits signaux électriques et de la valeur réelle du coefficient de séparation.
Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif de test pour la caractérisation d’au moins un dispositif photonique, comprenant
- des moyens de réception d’un signal optique d’entrée,
- des premiers moyens de séparation configurés pour séparer un signal intermédiaire issu dudit signal d’entrée en au moins un premier sous-signal et un deuxième soussignal selon un coefficient de séparation ayant une valeur réelle connue,
- au moins un premier circuit contenant ledit au moins un dispositif photonique et configuré pour recevoir ledit au moins un premier sous-signal,
- un deuxième circuit photonique contenant une deuxième partie photonique ayant la même fonction de transfert que la première partie photonique, et dépourvu dudit au moins un dispositif, et configuré pour recevoir ledit deuxième sous-signal, et
- des moyens de conversion des signaux de sortie des circuits en signaux électriques.
Selon un mode de réalisation, les moyens de séparation peuvent être des séparateurs optiques ayant ledit coefficient de séparation dont la valeur réelle est égale à une valeur théorique connue à une imprécision près, et le dispositif comprend en outre
- des deuxièmes moyens de séparation configurés pour séparer un premier signal issu du signal d’entrée en un troisième sous-signal et un quatrième sous-signal, et
- des troisièmes moyens de séparation configurés pour séparer le quatrième sous-signal en un cinquième soussignal et un sixième sous-signal formant ledit signal intermédiaire, les deuxièmes et troisièmes moyens de séparation ayant ledit coefficient de séparation, et
- des deuxièmes moyens de conversion configurés pour convertir les troisième et cinquième sous-signaux en signaux électrique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre une pluralité de circuits contenant chacun un dispositif photonique différent et ladite partie photonique, et des quatrièmes moyens de séparations peuvent alors être configurés pour
- séparer le signal intermédiaire en une pluralité de soussignaux,
- transmettre l’un de ces signaux au deuxième circuit photonique, et
- transmettre les autres sous-signaux à chacun des circuits comportant un dispositif photonique,
- le dispositif comportant en outre des deuxièmes moyens de conversion configurés pour convertir les signaux de sortie des circuits en signaux électriques.
Les moyens de conversion peuvent comprendre des photodiodes configurées pour convertir les signaux de sortie des circuits en signaux électriques.
Le dispositif peut comprendre des bornes de sortie destinées à être couplées à des moyens de détermination configurés pour déterminer les pertes optiques dudit au moins un dispositif photonique à partir des puissances desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation.
Selon un autre aspect, il est proposé un circuit intégré photonique comportant au moins un dispositif de test tel que décrit précédemment.
Le circuit intégré peut comporter une pluralité de dispositifs de test, des cinquièmes moyens de séparation configurés pour séparer un premier signal issu d’un signal optique d’entrée en une pluralité de sous-signaux d’entrée et pour transmettre chaque sous-signal à un dispositif de test de ladite pluralité de dispositif de test.
Selon un autre aspect, il est proposé une structure de test, comportant au moins un dispositif de test tel que décrit précédemment, et des moyens de détermination configurés pour déterminer les pertes optiques dudit au moins un dispositif photonique à partir des puissances desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation.
Les moyens de détermination peuvent être configurés pour déterminer la valeur réelle du coefficient de séparation à partir des signaux électriques issus des troisième et cinquième sous-signaux.
Les moyens de détermination peuvent être configurés pour déterminer les pertes optiques des dispositifs photoniques à partir desdites signaux électriques issus desdits circuits photoniques contenant un dispositif photonique et de la valeur réelle du coefficient de séparation.
Ledit au moins un dispositif de test compris dans la structure peut être incorporé au sein d’un circuit intégré.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée de modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels
- Les figures 1 à 4 illustrent des modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention.
La figure 1 est une représentation schématique d’une structure de test STR incorporant un dispositif de test DIS selon un mode de réalisation de l’invention. Ce dispositif de test peut être disposé sur une plaquette semi-conductrice comportant des circuits photoniques intégrés, dans les chemins de découpe entre les circuits ou à l’intérieur des circuits eux-mêmes. Ce dispositif de test est alors fabriqué en même temps que différents dispositifs photoniques que comprennent les circuits photoniques.
Le dispositif de test DIS comporte un coupleur à réseau 1, configuré pour recevoir un signal optique d’entrée 2, par exemple un signal optique issu d’une fibre optique extérieure au dispositif de test DIS, et le transmettre au dispositif sous la forme d’un premier signal optique 20.
Le coupleur à réseau 1 est couplé à un premier guide d’ondes Gl, lui-même couplé à un séparateur optique 3. Le séparateur optique 3 peut être classiquement un coupleur adiabatique.
Dans cet exemple, le séparateur 3 a un coefficient de séparation K de valeur théorique 0,9, c'est-à-dire qu’un signal intermédiaire, ici le premier signal 20, transmis en entrée du séparateur 3 sera séparé en un premier sous-signal 21 dont la puissance est égale à 90% de la puissance du premier signal 20, et un deuxième signal 22 dont la puissance est égale à 10% de la puissance du premier signal 20.
Il convient de noter que dans certains cas, il est possible d’avoir des imprécisions par rapport à la valeur théorique du coefficient de séparation du séparateur optique 3, de l’ordre de quelques %, dues notamment au procédé de fabrication. On considère cependant dans ce mode de réalisation que les imprécisions sur le coefficient de séparation sont nulles, et que la valeur réelle du coefficient de séparation est ici égale à sa valeur théorique.
Le premier sous-signal 21 est par exemple transmis à un premier circuit Cl via un deuxième guide d’ondes G2 connecté entre une première sortie du premier séparateur 3 et l’entrée du premier circuit Cl, et le deuxième sous-signal 22 est transmis à un deuxième circuit C2 via un troisième guide d’ondes G3 connecté entre une deuxième sortie du premier séparateur 3 et l’entrée du deuxième circuit C2.
Le premier circuit Cl comporte ici une pluralité de dispositifs photoniques à tester 4, par exemple ici des guides d’ondes courbés en forme de bande (« strip waveguide » selon l’appellation anglo-saxonne bien connue de l’homme du métier) disposés de façon cascadée entre l’entrée et la sortie du circuit Cl. Les guides d’ondes courbés sont connectés deux à deux par des guides d’ondes non courbés 5, par exemple des guides d’ondes à nervure (« rib waveguides » selon l’appellation anglo-saxonne). Ces guides d’ondes non-courbées 5 forment ici une première partie photonique 50.
L’ensemble des dispositifs photoniques à tester a une première fonction de transfert H1 et la première partie photonique a une deuxième fonction de transfert H2.
Ainsi, la fonction de transfert du premier circuit Cl est égale au produit de la première fonction de transfert par la deuxième fonction de transfert H2.
Le deuxième circuit C2 est analogue au premier circuit Cl, mais ne comporte pas les dispositifs à tester 4. Ainsi, le deuxième circuit C2 comporte uniquement une deuxième partie photonique ayant une fonction de transfert identique à la deuxième fonction de transfert H2.
Les sorties des deux circuits Cl et C2 sont couplées à des photodiodes DI et D2 permettant de convertir les signaux de sortie de ces circuits en signaux électriques. La détermination des puissances de sortie PCI et PC2, respectivement du premier circuit Cl et du deuxième circuit C2, se fait donc par la lecture du courant des photodiodes et ne requière donc pas de couplage optique.
La structure STR comporte également des moyens de détermination M, couplés au dispositif de test et plus particulièrement à la sortie des photodiodes, et configurés pour déterminer les pertes dues aux dispositifs photoniques 4. Les moyens de détermination sont ici par exemple des moyens logiciels installés sur un ordinateur, et l’ordinateur peut être par exemple connecté aux photodiodes par l’intermédiaire de plots de connexion électriques (bornes) réalisés sur le dispositif.
La détermination des pertes dues aux dispositifs photoniques 4 est effectuée en déterminant la première fonction de transfert H1 de la pluralité de dispositifs photoniques 4.
Plus précisément, les puissances de sortie PCI et PC2 des deux circuits Cl et C2 vérifient les équations suivantes :
PCI = PO * K *H1*H2 PC2 = PO * (1 — K) * H2 avec PO la puissance du premier signal 20, ou ici signal intermédiaire.
Il convient de noter ici que les pertes engendrées par les guides d’ondes Gl, G2 et G3 sont négligeables en raison de la faible différence entre le chemin optique menant au premier circuit Cl et le chemin optique menant au deuxième circuit C2.
Ainsi, à partir de ces deux équations, on obtient la première fonction de transfert H1 de la pluralité de dispositifs photoniques 4 par l’application de la formule
- K PCI H1 =-*K PC2
L’obtention de la première fonction de transfert H1 du deuxième circuit ne dépend donc pas du premier signal 20, et ne dépend donc pas non plus du signal d’entrée 2, mais uniquement du coefficient de séparation K et des puissances PCI et PC2 de sortie des circuits Cl et C2.
Ainsi, la détermination de la première fonction de transfert H1 de la pluralité de dispositifs photonique 4 ne dépend pas des éventuelles imprécisions de couplage entre la fibre optique et le coupleur 1.
Et, en s’affranchissant de l’utilisation de plusieurs entrées optiques et/ou de plusieurs sorties optiques, on économise le temps passé à l’alignement entre les fibres et les coupleurs et on réduit l’incertitude sur la mesure liée à la qualité de cet alignement.
Alors que dans le mode de réalisation qui vient d’être décrit on a considéré que la valeur réelle K du coefficient de séparation était connue, on va maintenant décrire en référence à la figure 2 un mode de réalisation permettant de déterminer cette valeur réelle.
La figure 2 illustre schématiquement un mode de réalisation de l’invention dans lequel le dispositif DIS comporte en outre deux séparateur 6 et 7 disposés en amont du dispositif décrit précédemment et illustré sur la figure 1. Sur cette figure et sur les suivantes, les circuits Cl et C2 sont représentés de façon plus schématique à des fins de simplification.
Dans ce mode de réalisation, les valeurs théoriques des coefficients de séparation des séparateurs 3, 6 et 7 sont connues aux imprécisions de fabrication près, c'est-à-dire qu’on ne connaît pas leurs valeurs réelles.
Les séparateurs 3, 6, et 7 étant réalisés proches les uns des autres sur la plaquette semi-conductrice, ils sont tous les trois identiques. Il en est de même pour les imprécisions sur les coefficients de séparation qui sont identiques d’un séparateur à l’autre.
Ainsi, le coefficient de séparation réel K des séparateurs, s’il peut varier légèrement par rapport à sa valeur théorique, sera le même pour chaque séparateur.
Le deuxième séparateur 6 a son entrée connectée au premier guide d’ondes Gl, de manière à recevoir le premier signal 20.
Le deuxième séparateur 6 étant identique au premier séparateur 3, son coefficient de séparation K est également de 0,9, aux imprécisions près.
Ainsi, un troisième sous-signal 21 dont la puissance est égale à environ 10% de la puissance du premier signal 20 est transmis à un quatrième guide d’ondes G4 et un quatrième sous-signal 22 dont la ίο puissance est égale à environ 90% de la puissance du premier signal 20 est transmis à un cinquième guide d’ondes G5.
Les puissances P21 et P22 des troisième et quatrième soussignaux vérifient donc les équations
P21 = (l-/Q*P0 P22 = K * PO
Le quatrième guide d’ondes G4 est connecté à une troisième photodiode D3, et le cinquième guide d’ondes G5 est connecté à un troisième séparateur 7.
Le troisième séparateur 7, identique au premier séparateur 3, partage le signal en un cinquième sous-signal 23, dont la puissance est égale à environ 10% de la puissance du quatrième sous-signal 22, et en un sixième sous-signal 24, dont la puissance est égale à environ 90% de la puissance du quatrième sous-signal 22.
Le cinquième sous-signal 23 est transmis à une quatrième photodiode D4 par l’intermédiaire d’un sixième guide d’ondes G6, et le sixième sous-signal 24 est transmis au premier séparateur optique 3.
Dans ce mode de réalisation, le sixième sous-signal 24 forme le signal intermédiaire reçu par le premier séparateur 3.
Les puissances P23 et P24 des quatrième et cinquième soussignaux 23 et 24 vérifient donc les équations
P23 = (1 - K) * P22 = K * (1 - K) * PO P24 = K * P22 = K2*P0
Il convient de noter ici que bien que le coefficient K puisse avoir une valeur quelconque, il doit être choisi de manière à ce que les signaux arrivant sur les différentes diodes du dispositif aient une puissance supérieure aux seuils de sensibilité desdites diodes.
Les moyens de détermination M sont dans ce mode de réalisation configurés pour déterminer le coefficient de séparation K des séparateurs optiques. Cela est notamment possible par l’application de la formule suivante
P23 K ~P21
Ainsi, par la lecture des courants des diodes D3 et D4 connectés en sortie des coupleurs 6 et 7, il est possible de déterminer avec précision le coefficient de séparation réel des coupleurs optiques 3, 6, et 7. On s’affranchit donc ici des imprécisions dues au procédé de fabrication des séparateurs.
Le sixième sous-signal 24, ou ici signal intermédiaire, est ensuite transmis au premier séparateur optique 3, puis séparé et transmis au premier circuit Cl et au deuxième circuit C2, selon le procédé décrit précédemment et illustré sur la figure 1.
On obtient donc, par une mesure de la valeur réelle du coefficient de séparation K, une détermination précise de la première fonction de transfert HI de la pluralité d’éléments photoniques 4.
La figure 3 illustre un mode de réalisation dans lequel le dispositif DIS comporte un quatrième séparateur optique 8, identique aux séparateurs 3, 6, et 7, et un troisième circuit photonique C3.
Le troisième circuit photonique C3 est connecté en sortie du quatrième séparateur 8, lui-même connecté en sortie du troisième séparateur 7, de manière à recevoir un septième sous-signal optique 25 dont la puissance est environ égale à 10% de la puissance du sixième sous-signal 24, ou ici signal intermédiaire.
Le troisième circuit C3 comporte une pluralité de deuxièmes dispositifs photoniques à tester, par exemple ici des guides d’ondes courbés en forme de bande ayant un rayon de courbure différent des guides d’ondes 4 du premier circuit Cl, disposés de façon cascadée entre l’entrée et la sortie du troisième circuit C3. Les guides d’ondes courbés sont connectés deux à deux par les guides d’ondes classiques 5, de façon à ce que le troisième circuit C3 ait une disposition analogue à celle du premier circuit Cl, les deuxièmes dispositifs photoniques remplaçant les premiers dispositifs photoniques 5.
La sortie du troisième circuit C3 est connectée à une cinquième photodiode D5 permettant de convertir le signal de sortie du troisième circuit C3 en un signal électrique.
Ainsi, la fonction de transfert du troisième circuit C3 est équivalente au produit d’une troisième fonction de transfert H3 correspondant à la pluralité de deuxièmes éléments photoniques par la deuxième fonction de transfert H2 correspondant à l’ensemble des guides d’ondes 5.
Les puissances de sortie PC2 et PC3 des deuxième et troisième circuits vérifient donc les équations suivantes
PC2 = PO * (1 — K) * K3 * H2 PC3 = PO* K2 (1 - K)*H3* H2
Ainsi, les moyens de détermination M déterminent la troisième fonction de transfert H3 par l’application de la formule PC3
Il est donc possible de déterminer les pertes dues à deux types différents de dispositifs photoniques avec un seul couplage optique, indépendamment des imprécisions de couplage du signal d’entrée.
Les dispositifs décrits précédemment et illustrés sur les figures 1 à 3 fonctionnant indépendamment de la valeur de la puissance de leur signal d’entrée, il est également envisageable, comme illustré sur la figure 4, de réaliser sur une même puce photonique un pluralité de dispositifs de test DIS1, DIS2, DIS3, dont les signaux d’entrée sont issu d’un cinquième séparateur optique 10, configuré pour recevoir le premier signal 20 et pour le diviser en une pluralité de sous-signaux SI, S2, S3 selon un coefficient quelconque, chaque sous-signal correspondant au signal d’entrée d’un des dispositifs DIS1, DIS2, et DIS3.
Ainsi, il est possible de caractériser plusieurs dispositifs photoniques différents sur une même puce et avec un seul couplage optique, rendant ainsi la caractérisation plus précise et plus rapide.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé de caractérisation d’au moins un dispositif photonique (4) comprenant- une réception d’un signal optique d’entrée (2),- une séparation d’un signal intermédiaire (20) issu du signal d’entrée (2) en au moins un premier sous-signal (21) et un deuxième sous-signal (22) selon un coefficient de séparation (K) ayant une valeur réelle connue,- une délivrance dudit au moins un premier sous-signal (21) à au moins un premier circuit photonique (Cl) contenant ledit au moins un dispositif photonique (4) et une première partie photonique (50),- une délivrance du deuxième sous-signal (22) à un deuxième circuit photonique (C2) contenant une deuxième partie photonique ayant la même fonction de transfert que la première partie photonique et dépourvu dudit au moins un dispositif photonique (4),- une conversion des signaux de sortie des circuits en signaux électriques,- une détermination des pertes optiques dudit au moins un dispositif photonique (4) à partir desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation (K).
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite séparation du signal intermédiaire est effectuée dans un séparateur ayant ledit coefficient de séparation (K) dont la valeur réelle est égale à une valeur théorique connue à une imprécision près, et le procédé comprend en outre- une première séparation d’un premier signal (20) issu du signal d’entrée en un troisième sous-signal (21) et un quatrième sous-signal (22) via un deuxième séparateur (6),- une deuxième séparation du quatrième sous-signal via un troisième séparateur en un cinquième sous-signal (23) et un sixième sous-signal (24) formant ledit signal intermédiaire, les premières et deuxièmes séparation se faisant selon ledit coefficient de séparation (K),- une conversion des troisième et cinquième sous-signaux (21, 23) en signaux électriques et- une détermination de ladite valeur réelle du coefficient de séparation (K) à partir des signaux électriques issus des troisième et cinquième sous-signaux.
- 3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant- une séparation du signal intermédiaire (24) en plusieurs sous-signaux (25, 27, 28),- une transmission de l’un (28) de ces sous-signaux au deuxième circuit (C2),- une transmission des autres (25, 27) sous-signaux à des circuits distincts contenant chacun un dispositif photonique différent et ladite première partie photonique (50),- une conversion des signaux de sortie des circuits (Cl, C2, C3) en signaux électriques, et- une détermination des pertes optiques des dispositifs photoniques à partir desdits signaux électriques et de la valeur réelle du coefficient de séparation (K).
- 4. Dispositif de test pour la caractérisation d’au moins un dispositif photonique (4), comprenant- des moyens de réception (1) d’un signal optique d’entrée (2),- des premiers moyens de séparation (3) configurés pour séparer un signal intermédiaire (20) issu dudit signal d’entrée (2) en au moins un premier sous-signal (21) et un deuxième sous-signal (22) selon un coefficient de séparation (K) ayant une valeur réelle connue,- au moins un premier circuit (Cl) contenant ledit au moins un dispositif photonique (4) et une première partie photonique, configuré pour recevoir ledit au moins un premier sous-signal (21),- un deuxième circuit photonique (C2) contenant une deuxième partie photonique ayant la même fonction de transfert que la première partie photonique, et dépourvu dudit au moins un dispositif (4) configuré pour recevoir ledit deuxième sous-signal (22), et- des moyens de conversion (Dl, D2) des signaux de sortie des circuits (Cl, C2) en signaux électriques.
- 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de séparation comprennent des séparateurs optiques ayant ledit coefficient de séparation (K) dont la valeur réelle est égale à une valeur théorique connue à une imprécision près, et le dispositif comprend en outre- des deuxièmes moyens de séparation (6) configurés pour séparer un premier signal (20) issu du signal d’entrée en un troisième sous-signal (21) et un quatrième sous-signal (22) , et- des troisièmes moyens de séparation (7) configurés pour séparer le quatrième sous-signal (22) en un cinquième sous-signal (23) et un sixième sous-signal (24) formant ledit signal intermédiaire, les deuxièmes et troisièmes moyens de séparation (6, 7) ayant ledit coefficient de séparation (K), et- des deuxièmes moyens de conversion (D3, D4) configurés pour convertir les troisième et cinquième sous-signaux (21, 23) en signaux électrique.
- 6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, comprenant- une pluralité de circuits photoniques (Cl, C3) contenant chacun un dispositif photonique différent et ladite première partie photonique (50),- des quatrièmes moyens de séparation (8) configurés pour séparer le signal intermédiaire (24) en une pluralité de sous-signaux (25, 27, 28), transmettre l’un (28) de ces signaux (28) au deuxième circuit photonique (C2), et transmettre les autres sous-signaux (25, 27) à chacun des circuits (Cl, C3) ,- le dispositif comportant en outre des deuxièmes moyens de conversion (D3, D4) configurés pour convertir les signaux de sortie des circuits (Cl, C2, C3) en signaux électriques.
- 7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel les moyens de conversion comprennent des photodiodes (Dl, D2, D3, D4, D5) configurées pour convertir les signaux de sortie des circuits (Cl, C2, C3) en signaux électriques.
- 8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, comportant des bornes de sortie destinées à être couplées à des moyens de détermination configurés pour déterminer les pertes optiques dudit au moins un dispositif photonique (4) à partir des puissances (P21, P22) desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation.
- 9. Circuit intégré photonique comportant au moins un dispositif de test selon l’une des revendications 4 à 8.
- 10. Circuit intégré photonique selon la revendication 9 comportant une pluralité de dispositifs de test, des cinquièmes moyens de séparation (10) configurés pour séparer un premier signal (20) issu d’un signal optique d’entrée en une pluralité de sous-signaux d’entrée (SI, S2, S3) et pour transmettre chaque sous-signal à un dispositif de test (DIS1, DIS2, DIS3) de ladite pluralité de dispositifs de test.
- 11. Structure de test, comportant au moins un dispositif de test selon l’une des revendications 4 à 8, et des moyens de détermination (M) configurés pour déterminer les pertes optiques dudit au moins un dispositif photonique à partir des puissances (P21, P22) desdits signaux électriques et de la valeur réelle connue du coefficient de séparation.
- 12. Structure selon la revendication 11, comportant au moins un dispositif de test selon la revendication 5, et dans laquelle les moyens de détermination (M) sont configurés pour déterminer la valeur réelle du coefficient de séparation (K) à partir des signaux électriques issus5 des troisième et cinquième sous-signaux (21, 23)
- 13. Structure selon la revendication 11, comportant au moins un dispositif de test selon la revendication 6, et dans laquelle les moyens de détermination (M) sont configurés pour déterminer les pertes optiques des dispositifs photoniques à partir desdits signaux10 électriques issus desdits circuits photoniques (Cl, C3) contenant un dispositif photonique et de la valeur réelle du coefficient de séparation (K).
- 14. Structure de test selon l’une des revendications 11 à 13, dans laquelle ledit au moins un dispositif de test est incorporé au sein
- 15 d’un circuit intégré.1/3
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1657277A FR3054663B1 (fr) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. |
CN201720183422.6U CN206559365U (zh) | 2016-07-28 | 2017-02-27 | 用于表征光子器件的测试设备 |
CN201710109581.6A CN107666350B (zh) | 2016-07-28 | 2017-02-27 | 用于表征光子器件的方法及相关联设备 |
US15/460,425 US10161830B2 (en) | 2016-07-28 | 2017-03-16 | Method for characterization of photonic devices, and associated device |
US16/188,537 US11131602B2 (en) | 2016-07-28 | 2018-11-13 | Method for characterization of photonic devices, and associated device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1657277A FR3054663B1 (fr) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. |
FR1657277 | 2016-07-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3054663A1 true FR3054663A1 (fr) | 2018-02-02 |
FR3054663B1 FR3054663B1 (fr) | 2018-09-07 |
Family
ID=57960497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1657277A Expired - Fee Related FR3054663B1 (fr) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10161830B2 (fr) |
CN (2) | CN206559365U (fr) |
FR (1) | FR3054663B1 (fr) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3054663B1 (fr) * | 2016-07-28 | 2018-09-07 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. |
US10623101B1 (en) * | 2018-08-07 | 2020-04-14 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Hyperscale photonics connectivity solution |
TWI672480B (zh) * | 2018-12-03 | 2019-09-21 | 財團法人工業技術研究院 | 光學量測裝置與方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030063354A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-03 | Andrew Davidson | Optical receiver including a dual gain path amplifier system |
GB2425351A (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-25 | Agilent Technologies Inc | Optical signal analysis system |
Family Cites Families (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5333000A (en) * | 1992-04-03 | 1994-07-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Coherent optical monolithic phased-array antenna steering system |
US5546483A (en) * | 1993-08-02 | 1996-08-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Integrated optical waveguide circuit and optical branch line test system using the same |
US5754714A (en) * | 1994-09-17 | 1998-05-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor optical waveguide device, optical control type optical switch, and wavelength conversion device |
US5764348A (en) * | 1996-10-01 | 1998-06-09 | Bloom; Cary | Optical switching assembly for testing fiber optic devices |
US6038357A (en) * | 1998-02-03 | 2000-03-14 | E-Tek Dynamics, Inc | PDM-WDM for fiberoptic communication networks |
EP0926479B1 (fr) * | 1998-07-15 | 2001-10-10 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Mesure de pertes optiques |
RU2226270C2 (ru) * | 1998-12-18 | 2004-03-27 | Фьючер Файбе Текнолоджиз Пти Лтд. | Устройство и способ контроля структуры с использованием сигналов, распространяющихся во взаимно противоположных направлениях, для определения локализации возмущений |
US6473541B1 (en) * | 1999-09-15 | 2002-10-29 | Seng-Tiong Ho | Photon transistors |
DE60001353T2 (de) * | 2000-11-17 | 2003-06-26 | Agilent Technologies Inc | Polarisationsdispersionsmessverfahren für optische Geräte und Vorrichtung dazu |
US6856400B1 (en) * | 2000-12-14 | 2005-02-15 | Luna Technologies | Apparatus and method for the complete characterization of optical devices including loss, birefringence and dispersion effects |
US6847477B2 (en) * | 2001-02-28 | 2005-01-25 | Kilolamdia Ip Limited | Optical system for converting light beam into plurality of beams having different wavelengths |
JP2003090792A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-03-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光断層画像化装置 |
US20080044128A1 (en) * | 2001-10-09 | 2008-02-21 | Infinera Corporation | TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPICs) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORK SYSTEM EMPLOYING TxPICs |
US6943891B2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-09-13 | Agilent Technologies, Inc. | Determining optical characteristics of optical devices under test |
US7085496B2 (en) * | 2002-05-30 | 2006-08-01 | Fujitsu Limited | Passive add/drop amplifier for optical networks and method |
AU2002331367A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-03-11 | Pirelli And C. S.P.A. | Multi-stage raman amplifier |
WO2004023170A2 (fr) * | 2002-09-07 | 2004-03-18 | Lightwave Bioapplications | Systemes de bioanalyse avec circuit optique integre |
US6870979B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-03-22 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Optical circuit, method for manufacturing optical circuit, optical circuit device and method for controlling optical circuit device |
US7133584B2 (en) * | 2004-02-06 | 2006-11-07 | Battelle Memorial Institute | Integrated photonic broadband light source |
US7189362B2 (en) * | 2004-03-05 | 2007-03-13 | University Of Alabama In Huntsville | Optical waveguide microcantilever with differential output and associated methods of cantilever sensing |
US7260281B2 (en) * | 2005-03-30 | 2007-08-21 | Intel Corporation | Integratable optical isolator in a Mach-Zehnder interferometer configuration |
JP4561443B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-10-13 | 富士通株式会社 | M相差分位相偏移変調方式に対応した光受信器 |
US8213799B2 (en) * | 2008-02-22 | 2012-07-03 | Infinera Corporation | Optical receiver including a filter on a planar lightwave circuit |
US8068232B2 (en) * | 2008-04-01 | 2011-11-29 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Unidirectional crow gyroscope |
US7936453B2 (en) * | 2008-04-04 | 2011-05-03 | Emcore Corporation | Terahertz frequency domain spectrometer with integrated dual laser module |
US8588560B2 (en) * | 2009-07-10 | 2013-11-19 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical 90-degree hybrid circuit |
US8934509B2 (en) * | 2009-11-23 | 2015-01-13 | Lockheed Martin Corporation | Q-switched oscillator seed-source for MOPA laser illuminator method and apparatus |
US8849071B2 (en) * | 2009-12-30 | 2014-09-30 | Jds Uniphase Corporation | Optical waveguide modulator |
CN103098387A (zh) * | 2010-06-21 | 2013-05-08 | 悉尼大学 | 光信号的光子监测 |
ES2396391B2 (es) * | 2011-06-28 | 2014-12-04 | Medlumics, S.L. | Dispositivo de retardo óptico variable para interferometría de baja coherencia. |
US9195079B2 (en) * | 2012-01-01 | 2015-11-24 | Acacia Communications, Inc. | Three port transceiver |
US8861984B2 (en) * | 2012-01-19 | 2014-10-14 | Teraxion Inc. | Compact polarization-insensitive optical receiver |
US8786843B2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-07-22 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Testing of passive optical components |
EP2934310A4 (fr) * | 2012-12-20 | 2016-10-12 | Nathaniel J Kemp | Système de tomographie en cohérence optique reconfigurable entre différents modes d'imagerie |
US9612105B2 (en) * | 2012-12-21 | 2017-04-04 | Volcano Corporation | Polarization sensitive optical coherence tomography system |
US9726818B1 (en) * | 2013-05-30 | 2017-08-08 | Hrl Laboratories, Llc | Multi-wavelength band optical phase and amplitude controller |
US9683928B2 (en) * | 2013-06-23 | 2017-06-20 | Eric Swanson | Integrated optical system and components utilizing tunable optical sources and coherent detection and phased array for imaging, ranging, sensing, communications and other applications |
US9354039B2 (en) * | 2014-06-06 | 2016-05-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods, systems, and apparatus for programmable quantum photonic processing |
JP6346803B2 (ja) * | 2014-06-23 | 2018-06-20 | 株式会社フジクラ | 光受信回路およびその調整方法 |
US20170207603A1 (en) * | 2015-04-29 | 2017-07-20 | Infinera Corporation | Laser arrays comprising compact lasers with extended tunability |
US10197379B2 (en) * | 2015-05-22 | 2019-02-05 | Cornell University | Optical sensing based on measurements of displacements induced by optical forces in viscoelastic media using phase-sensitive optical coherence tomography |
US9882654B1 (en) * | 2016-03-17 | 2018-01-30 | Hrl Laboratories, Llc | Jammer-suppressed photonic-enabled RF link |
US9791346B1 (en) * | 2016-04-20 | 2017-10-17 | Stmicroelectronics Sa | Semiconductor device and wafer with reference circuit and related methods |
CN109477860B (zh) * | 2016-07-22 | 2021-09-07 | Abb电网瑞士股份公司 | 具有集成式光束分离器的传感器装置 |
FR3054663B1 (fr) * | 2016-07-28 | 2018-09-07 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. |
-
2016
- 2016-07-28 FR FR1657277A patent/FR3054663B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-02-27 CN CN201720183422.6U patent/CN206559365U/zh not_active Withdrawn - After Issue
- 2017-02-27 CN CN201710109581.6A patent/CN107666350B/zh active Active
- 2017-03-16 US US15/460,425 patent/US10161830B2/en active Active
-
2018
- 2018-11-13 US US16/188,537 patent/US11131602B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030063354A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-03 | Andrew Davidson | Optical receiver including a dual gain path amplifier system |
GB2425351A (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-25 | Agilent Technologies Inc | Optical signal analysis system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN206559365U (zh) | 2017-10-13 |
US20180031443A1 (en) | 2018-02-01 |
CN107666350B (zh) | 2020-06-30 |
US11131602B2 (en) | 2021-09-28 |
FR3054663B1 (fr) | 2018-09-07 |
US10161830B2 (en) | 2018-12-25 |
US20190094107A1 (en) | 2019-03-28 |
CN107666350A (zh) | 2018-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR3054663A1 (fr) | Procede de caracterisation de dispositifs photoniques, et dispositif associe. | |
CN103338068A (zh) | 一种基于多通道并行光信号的分光监测装置 | |
Castro et al. | Investigation of the interaction of modal and chromatic dispersion in VCSEL–MMF channels | |
US9166701B1 (en) | System and method for receiving optical signals | |
EP2267500A2 (fr) | Structure et procédé d'alignement d'une fibre optique et d'un guide d'ondes submicronique | |
US20200027798A1 (en) | Wafer level testing of optical components | |
EP0708317B1 (fr) | Pyromètre bichromatique rapide à fibre optique | |
EP1668804B1 (fr) | Dispositif de communication mono-voie pour fibre optique | |
FR3028324A1 (fr) | ||
CN109490731A (zh) | 基于mos2膜片的光纤法珀式局部放电检测装置及方法 | |
EP0018873B1 (fr) | Dispositif compact de couplage optique et gyromètre interferométrique à fibre optique comportant un tel dispositif | |
FR2597986A1 (fr) | Dispositif a coupleur optique, pour calibrer ou etalonner un reflectometre, systeme d'echometrie et procedes de caracterisation d'un coupleur et de mesure d'attenuations utilisant ce dispositif | |
FR2782799A1 (fr) | Appareil de mesure de paradiaphotie lineique des fibres multicoeurs | |
JP2021060569A (ja) | テストデバイス及びヘテロジニアスに集積化した構造体 | |
EP3552324B1 (fr) | Réseau de communication embarqué optique en anneau pour aéronef | |
FR3054894A1 (fr) | Dispositif integre photonique a compacite amelioree | |
FR2814615A1 (fr) | Systeme et procede de controle des caracteristiques des performances d'un systeme de telecommunications numeriques possedant n canaux paralleles | |
FR3084158A1 (fr) | Methode et dispositif de caracterisation de filtres optiques | |
FR2725529A1 (fr) | Coupleur optique selectif en longueur d'onde | |
FR2728678A1 (fr) | Capteur du type modulation optique et appareil d'instrumentation de processus utilisant celui-ci | |
FR2556480A1 (fr) | Coupleur bidirectionnel optique actif | |
WO2020036218A1 (fr) | Procédé de test de distribution d'efficacités de gain raman et dispositif de test de distribution d'efficacités de gain raman | |
FR2815410A1 (fr) | Reflectometre a faible coherence | |
EP3948168B1 (fr) | Dispositif de répartition de signal pour la mesure de décalages en longueur d'onde | |
Kaur | Long range time transfer with optical fiber links and cross comparisons with satellite based methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180202 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20220305 |