WO2023170027A1 - Systeme d'interruption configure pour controler la transmission d'un signal optique - Google Patents

Systeme d'interruption configure pour controler la transmission d'un signal optique Download PDF

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WO2023170027A1
WO2023170027A1 PCT/EP2023/055675 EP2023055675W WO2023170027A1 WO 2023170027 A1 WO2023170027 A1 WO 2023170027A1 EP 2023055675 W EP2023055675 W EP 2023055675W WO 2023170027 A1 WO2023170027 A1 WO 2023170027A1
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WO
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optical
amp2
amp1
semiconductor optical
equal
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Application number
PCT/EP2023/055675
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English (en)
Inventor
Arnaud GARDELEIN
Maeva FRANCO
Ammar Sharaiha
Pascal Morel
Original Assignee
L’Air Liquide Societe Anonyme Pour L’Etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude
Ecole Nationale D’Ingénieurs De Brest (Enib)
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Publication date
Application filed by L’Air Liquide Societe Anonyme Pour L’Etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude, Ecole Nationale D’Ingénieurs De Brest (Enib) filed Critical L’Air Liquide Societe Anonyme Pour L’Etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude
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    • 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
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
    • H04B10/2914—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using lumped semiconductor optical amplifiers [SOA]

Definitions

  • the invention relates to an interrupt system configured to control the transmission of an input optical signal.
  • EP 2 242 191 A2 describes a relay device, a signal processing device and an optical transmission system applied to a passive optical network.
  • US 10,097,281 B1 describes an optoelectronic data link system involving cryogenic cooling.
  • US 2014/139909 Al describes an optical amplification device.
  • microelectromechanical system MEMs
  • thermo-optical system thermo-optical system
  • electro-optical system electro-optical system
  • acousto-optic system are useful systems for transmitting relatively long data packets.
  • these systems have the disadvantage, due to their intrinsic limits, of having a relatively low switching speed between a transmission state and a transmission stopping state.
  • These interrupt systems are therefore not suitable for an input signal comprising relatively short data packets.
  • the interruption is controlled by a control signal.
  • the control signal When the power of the control signal is too low, the amplifier is no longer powered and is no longer able to receive the input signal.
  • the power of the control signal When the power of the control signal is sufficient to power the semiconductor optical amplifier, the latter receives the input signal and is able to amplify it.
  • a control signal is constituted by an optical signal.
  • the optical control signal is a light pump signal which is used to supply power to the semiconductor optical amplifier and control the on or off state of the amplifier according to the power of the pump light signal.
  • the use of an optical control signal makes it possible to switch between a state allowing transmission and a state interrupting the transmission of the input signal to the semiconductor optical amplifier for a very short time, compared to the length of the packets. input signal data.
  • These interrupt systems are therefore adapted to an input signal comprising relatively short and/or relatively long data packets.
  • the invention aims to provide a system to meet these needs.
  • the subject of the present invention is an interruption system configured to control the transmission of an optical signal, the system comprising a semiconductor optical amplifier (AMP, AMP1, AMP2) configured to receive:
  • AMP semiconductor optical amplifier
  • a control signal configured to control the semiconductor optical amplifier (AMP, AMP1, AMP2)
  • the interruption system further comprises a cooling device (12, 12-1, 12-2) configured to cool the semiconductor optical amplifier (AMP, AMP1, AMP2) to a temperature greater than or equal to 10 K, preferably greater than or equal to 40K and to cool the optical modulator to a temperature less than or equal to 90 K, preferably less than or equal to 80 K.
  • cooling the optical amplifier to a cryogenic temperature ensures switching between transmission and stopping of transmission of the input optical signal to the semiconductor optical amplifier without requiring significant power from the optical amplifier. control signal.
  • the semiconductor optical amplifier does not need to be electrically powered.
  • the switching energy being low, the latter can be transmitted by a control signal, for example in the form of an optical signal.
  • the fact that the interruption system according to the invention is subjected to a temperature greater than or equal to 10 K, preferably greater than or equal to 40K and less than or equal to 90 K, preferably less than or equal to 80 K allows for the semiconductor optical amplifier to have an extinction ratio greater than 30 dB.
  • the extinction ratio of the same amplifier at room temperature is of the order of 20 dB.
  • the extinction ratio corresponds to the power variation, in dB, between the power of the optical signal output from the semiconductor optical amplifier in the on state and the power of the optical signal output from the amplifier in the on state.
  • the blocked state occurs when the control signal provides sufficient energy to the semiconductor optical amplifier to power it. Conversely, the off state occurs when the control signal does not provide enough energy to power the solid-state optical amplifier. It should be noted that in the blocked state the power is non-zero due to the existence of noise.
  • the interruption system can also include one or more of the characteristics below, considered individually or in all technically possible combinations: the control signal is an electrical signal; and/or the control signal is an optical signal; and/or the semiconductor optical amplifier is a bidirectional component configured to receive the input optical signal and the optical control signal in opposite directions; and/or the cooling device is direct; and/or the cooling device is indirect; and/or the cooling device is active; and/or the cooling device is passive; and/or the cooling device comprises a temperature controller, the temperature controller being configured to maintain the semiconductor optical amplifier at a target temperature within a margin of less than or equal to +500 mK, preferably less than or equal to +200 mK, and greater than or equal to -500 mK, preferably greater than or equal to -200 mK; and/or the semiconductor optical amplifier forms part of an integrated photonic circuit; and or the interrupt system comprises several semiconductor optical amplifiers configured to each receive:
  • a respective control signal the control signal being configured to control the semiconductor optical amplifier; and/or at least two semiconductor optical amplifiers are at a different temperature; and/or the same cooling device is configured to cool at least two semiconductor optical amplifiers; and/or the cooling device comprises a device for regulating the temperature of at least two semiconductor optical amplifiers; and/or the control signal is a shared control signal for each of the semiconductor optical amplifiers; and/or the optical control signal and the optical input signal have different polarizations; and/or the wavelength of the input optical signal differs from the wavelength of the optical control signal by at least 0.05 nm, preferably by at least 0.1 nm, preferably by at least 0.5 nm, preferably at least 1 nm, preferably at least 1.5 nm and even more preferably at least 5 nm; and/or the power of the optical control signal is greater than or equal to -30 dBm, preferably greater than or equal to -10dBm and less than or equal to +10 dBm, preferably less than or equal to +
  • a temperature regulation device comprising a temperature sensor arranged at a second location on the bar.
  • Figure 1 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a second embodiment
  • Figure 3a is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a third embodiment
  • Figure 3b is a schematic representation of an interruption system according to the invention
  • Figure 4 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a fifth embodiment
  • Figure 5 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a sixth embodiment
  • the Figure 6 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a seventh embodiment
  • Figure 7 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to an eighth embodiment
  • Figure 8 is a schematic representation of an interruption system according to the invention, according to a ninth embodiment
  • Figure 9 is a schematic representation of a schematic representation of an interruption system according to the invention
  • Figure 1 represents an interrupt system 10 configured to control the transmission of an SOE input optical signal, the system comprising a semiconductor optical amplifier (AMP, AMP1, AMP2) configured to receive:
  • AMP semiconductor optical amplifier
  • a control signal configured to control the semiconductor optical amplifier (AMP, AMP1, AMP2)
  • the interruption system further comprises a cooling device (12, 12-1, 12-2) configured to cool the semiconductor optical amplifier (AMP, AMP1, AMP2) to a temperature higher or equal to 10 K, preferably greater than or equal to 40K and to cool the optical modulator to a temperature less than or equal to 90 K, preferably less than or equal to 80 K.
  • the control signal SC is the signal conditioning the transmission and amplification of the optical input signal SOE by the semiconductor optical amplifier AMP.
  • the control signal SC can be electrical or optical.
  • control signal SC when the control signal SC is optical, the control signal can be deported.
  • the interruption system according to the invention being all-optical, the latter is not sensitive to electromagnetic disturbances.
  • control signal SC can be used to provide electrical power to the semiconductor optical amplifier AMP.
  • the semiconductor optical amplifier AMP provided a non-zero gain when the latter was subjected to a cryogenic temperature, greater than or equal to 10 K, preferably greater than or equal to 40K and less than or equal at 90 K, preferably less than or equal to 80 K, and that a low power supply, of the order of a few milliamps, was provided.
  • the semiconductor optical amplifier AMP being low energy consumption at this temperature, it is then possible to supply the switching energy to the semiconductor optical amplifier AMP by the control signal SC, in the form of a optical signal.
  • the beam from a laser used to provide the optical SC control signal can also be used to power the solid-state optical amplifier AMP.
  • the optical input signal SOE has a power different from that of the control signal SC.
  • the power of the optical input signal SOE is lower than the power of the control signal so that the semiconductor optical amplifier AMP distinguishes the control signal SC from the optical input signal SOE.
  • the control signal of a semiconductor amplifier AMP is the signal with the largest power among the input optical signal SOE and the control signal SC.
  • the signal with the greatest power between the optical input signal SOE and the control signal SC takes the role of control signal even if this is not its initial function.
  • the power of the optical input signal SOE is lower by at least 5 dB compared to the power of the control signal SC, preferably lower by at least 10 dB.
  • the power of the control signal is greater than or equal to -30 dBm, preferably greater than or equal to -10dBm and less than or equal to +10 dBm, preferably less than or equal to +5 dBm.
  • the dBm is a unit that expresses power in decibels (dB) relative to a reference value of 1 milliwatt (mW).
  • the control signal SC can have a different polarization than the optical input signal SOE.
  • the control signal SC is in electrical transverse mode, respectively in magnetic transverse mode and the optical input signal SOE is in magnetic transverse mode, respectively in electrical transverse mode.
  • the AMP semiconductor optical amplifier is a bidirectional opto-electronic component.
  • the optical input signal SOE and the optical SC control signal can be supplied together using a single optical fiber at one of the terminals of the semiconductor optical amplifier AMP.
  • the optical input signal SOE and the control signal SC are supplied to the optical semiconductor amplifier AMP in opposite directions via the terminals arranged on either side of the amplifier.
  • the optical SOE input and SC control signals are considered counter-directional.
  • control signal SC and the optical output signal SOS have been represented separately to define the direction of propagation of these signals.
  • control signal SC and the optical output signal SOS are counter-propagation signals at the level of the same optical fiber.
  • the length of signal wave SC control and SOE input optical signal may be different.
  • the wavelength of the control signal SC and the optical input signal SOE is different by at least 0.05 nm, preferably by at least 0.1 nm, preferably 0.5 nm, preferably d at least 1 nm, preferably at least 1.5 nm and even more preferably at least 5 nm.
  • the interrupt system 10 may comprise N semiconductor optical amplifiers, each configured to receive: a respective optical input signal SOE1, SOE2,. . . SOEN, and a respective control signal SCI, SC2, ..., SCN, the control signal being configured to control the semiconductor optical amplifier AMP1, AMP2, ..., AMPN.
  • At least one of the N semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2,. . ., AMPN is configured to be cooled by the cooling device 12.
  • the cooling device can be the same for each of the N semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2,. . ., AMPN.
  • the cooling device may be the same for at least two of the N semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2,. . ., AMPN.
  • Each of the N semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2,. . ., AMPN can be cooled by a respective cooling device 12-1, 12-2 (illustrated in Figure 3a).
  • each of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 of the interruption system 10 is cooled by the cooling device to a cryogenic temperature, greater than or equal to 10 K, preferably greater than or equal to 40K and less than or equal to 90 K, preferably less than or equal to 80 K.
  • Figure 3a illustrates an interrupt device 10 comprising two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2.
  • the optical input signals SOE1, SOE2 and the input signals SCI, SC2 controls are respectively provided jointly using a single optical fiber to a terminal of the semiconductor optical amplifier.
  • Each of the two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 receives a respective input optical signal SOE1, SOE2 and a control signal SCI, SC2, so as to respectively provide an optical output signal S0S1, S0S2.
  • Figure 3b is almost identical to Figure 3a and illustrates an interruption system 10 according to the invention, where a first semiconductor optical amplifier AMP1 receives a first control signal SCI in a first direction and a second optical amplifier at semiconductors AMP2 receives a second control signal SC2 in a second direction opposite to the first direction.
  • a first semiconductor optical amplifier AMP1 receives a first control signal SCI in a first direction
  • a second optical amplifier at semiconductors AMP2 receives a second control signal SC2 in a second direction opposite to the first direction.
  • control signal SC2 and the optical output signal S0S2 have been represented in a separate manner to define the direction of propagation of these signals.
  • control signal SC2 and the optical output signal S0S2 are counter-propagation signals at the level of the same optical fiber.
  • a first semiconductor optical amplifier AMP 1 receives a first optical input signal SOE1 in a first direction and a second optical semiconductor amplifier AMP2 receives a second optical input signal SOE2 in a first direction. a second meaning opposite to the first meaning.
  • Each of the two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 is a bidirectional component.
  • the two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 are cooled by the same cooling device 12 or a respective cooling device.
  • the cooling device 12 can be shared using the same cooling device for two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2.
  • the two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 can be maintained at the same temperature to amplify the input optical signals SOE1, SOE2 over the same wavelength range. This makes it possible, for example, to simultaneously amplify two signals belonging to the same wavelength range but with different operating points.
  • two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 can be maintained at a different temperature to amplify the optical input signals SOE1, SOE2 on a different wavelength range.
  • two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 are maintained at temperatures having a difference for example greater than or equal to 5K, and for example greater than or equal to 10K. In this way, the input signals SOE1, SOE2 can be amplified on different bandwidths.
  • control signal SC is shared for two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2.
  • the input signal can be shared.
  • a single SOE input signal could be split in two and supplied to two solid-state optical amplifiers AMP1, AMP2.
  • the optical input signal SOE and the control signal SC are respectively shared for at least two amplifiers.
  • the same amplified signal can be supplied to distinct locations simultaneously.
  • the optical input signal can be pooled, while each solid-state optical amplifier receives a respective control signal.
  • the shared optical input signal is supplied to two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 maintained at two different temperatures to amplify the SOE input optical signal over two different bandwidths.
  • the at least one semiconductor optical amplifier AMP, AMP1, AMP2 is a discrete component.
  • a single semiconductor optical amplifier AMP or a plurality of semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 may form part of a circuit integrated circuit 22, as illustrated in Figure 5.
  • the integrated circuit 22 is for example a photonic integrated circuit.
  • the cooling device 12 of the interruption system 10 is preferably a cryogenic cooling device.
  • the cooling device 12 can be indirect.
  • the cooling device is considered indirect in the case where a cooling means does not act directly on the optical semiconductor amplifier AMP but on an element, for example thermally conductive, on which the optical semiconductor amplifier AMP is placed. .
  • the thermally conductive element, cooled by a cooling means, will in turn cool, by thermal conduction, the semiconductor optical amplifier AMP.
  • An indirect cooling device 12 can for example be formed by a thermally conductive bar which will be cooled at one of its ends by a cooling means.
  • the bar is configured to receive at least one semiconductor optical amplifier AMP.
  • an indirect cooling device makes it possible to pool a means of cooling for several semiconductor optical amplifiers AMP, AMP1, AMP2.
  • the bar can receive at least two semiconductor optical amplifiers AMP, AMP1, AMP2 on a thermally conductive bar, for example arranged at different locations.
  • the cooling device 12 can be direct.
  • the direct cooling device 12 is a device configured to apply a thermal variation directly to the semiconductor optical amplifier AMP. Temperature control is carried out directly at the AMP semiconductor optical amplifier.
  • a direct cooling device can be formed by a dedicated cooling means locally cooling the semiconductor optical amplifier(s) AMP, AMP1, AMP2.
  • a direct cooling device 12 makes it possible to better control the temperature supplied to the at least one semiconductor optical amplifier AMP, AMP1, AMP2.
  • the cooling device 12 may be a passive cooling device.
  • a passive cooling device may be a radiator in contact with the semiconductor optical amplifier AMP.
  • the radiator radiates outward from the semiconductor optical amplifier AMP, like a device for extracting thermal energy by radiation.
  • a passive cooling device 12 can also be formed by a cooling circuit comprising liquid nitrogen.
  • a passive cooling device has no energy input.
  • the energy consumption for maintaining the semiconductor optical amplifier(s) AMP, AMP1, AMP2 at a cryogenic temperature is reduced.
  • a cooling device 12 may be active.
  • An active cooling device requires energy input to ensure cooling of the AMP semiconductor optical amplifier. Despite the need for energy input, the temperature regulation of an AMP semiconductor optical amplifier is faster and more reliable due to the control of the cooling device, by regulating its power supply.
  • the cooling device 12, 12-1, 12-2 may comprise a temperature regulator 14, 14- 1, 14-2 (illustrated in figure 7).
  • the temperature regulator 14, 14-1, 14-2 is configured to maintain the semiconductor optical amplifier AMP, AMP1, AMP2 at a target temperature with a margin less than or equal to +500 mK, preferably less or equal to +200 mK, and greater than or equal to -500 mK, preferably greater than or equal to -200 mK.
  • the temperature regulator 14, 14-1, 14-2 makes it possible to compensate for the heat supplied by the control signal to the semiconductor optical amplifier AMP, AMP1, AMP2.
  • the temperature controller 14 can be used to control the temperature of one or more semiconductor optical amplifiers AMP, AMP1, AMP2, as illustrated in Figure 6.
  • FIG. 7 represents an interruption system according to the invention in which each of the two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 comprises a respective cooling device 12-1, 12-2 and a temperature regulator 14-1, 14 -2.
  • Such a system using cooling devices and respective temperature regulators, makes it possible to better control the temperature of each of the two semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2.
  • FIG 8 illustrates an embodiment of the cooling device 14.
  • the cooling device may comprise: a bar 16 made of a material having high thermal conductivity on which the N amplifiers are arranged (in the case of Figure 8, two amplifiers AMP1 and AMP2 are illustrated), a cold point 18 disposed at a first location El of the bar 16, and a temperature regulation device 14 comprising a temperature sensor 20 disposed at a second location E2 of the bar.
  • the bar 16 has a thermal conductivity greater than or equal to 20 watts per meter-kelvin.
  • the temperature at different locations of the bar 30 is different.
  • the bar 16 is made of copper.
  • the bar can be made of material having high thermal conductivity and the presence of a cold point 18 makes it possible to create a temperature gradient between the first place El where the cold source 18 is placed and an end E2 of the bar 16.
  • the positioning of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 is important to be at a desired target temperature Tl, T2.
  • the temperature of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 arranged on the bar 16 is conditioned by their location on the bar 16.
  • the cold point 18 corresponds to a cooling means configured to cool the bar 16 at a particular location on this bar 16, corresponding to the first location EL
  • the amplifiers placed closest to the cold point 18 have a colder temperature than the amplifiers furthest from the cold point 18.
  • the cooling means used is a cryogenic cooler.
  • the cold point 18 is preferably positioned at one end of the bar 16 to maximize the temperature gradient between a first end and a second end of the bar 16.
  • a temperature sensor 20 at a second location E2 of the bar 16 makes it possible to determine the temperature of the bar 16 at this second location E2.
  • the bar being in a conductive material, it can be determined, from the measurement of the temperature sensor 34, at least approximately the temperature at each point of the bar 16 and more particularly at the positions where the semi-automatic optical amplifiers are arranged.
  • the cooling device 12 can determine whether the temperature of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 corresponds to the desired target temperature.
  • the cooling device 12 controls the regulating device 14 to regulate the temperature of the cold point 18 of the bar 16 .
  • the cooling device independently controls the temperature Tl, T2 of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2. If one of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 is not at a desired target temperature, the temperature regulator 14 independently regulates the temperature of this amplifier AMP1, AMP2.
  • Each of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 is associated with a respective additional thermal source SI, S2.
  • Each of the additional thermal sources SI, S2 is configured to individually regulate the temperature of one of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2.
  • the N additional thermal sources are Peltier modules and/or resistors.
  • the Peltier modules make it possible to regulate the temperatures of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 by locally increasing or lowering their temperature.
  • the resistors make it possible to regulate the temperatures of the semiconductor optical amplifiers AMP1, AMP2 by locally increasing their temperature.
  • the embodiment, illustrated in Figure 9, is similar to the configuration illustrated in Figure 8, the temperature regulator 14 is however different.
  • the temperature regulator 14 no longer regulates the temperature of the cold point 18 of the bar 16 but directly regulates the temperature of the additional thermal sources SI, S2.
  • the embodiment illustrated in Figure 9 can be without the bar 16 and the cold point 18, the thermal sources SI and S2 supplying the cold to the semiconductor amplifiers SI, S2.

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Abstract

Système d'interruption (10) configuré pour contrôler la transmission d'un signal optique, le système comprenant un amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) configuré pour recevoir :  un signal optique d'entrée (SOE, SOE1, SOE2), et  un signal de commande (SC, SC1, SC2) configuré pour commander l'amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2), caractérisé en ce que le système d'interruption comprend en outre un dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) configuré pour refroidir l'amplificateur optique à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) à une température supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et pour refroidir le modulateur optique à une température inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K.

Description

SYSTEME D’INTERRUPTION CONFIGURE POUR CONTROLER LA TRANSMISSION D’UN SIGNAL OPTIQUE
DOMAINE DE L’INVENTION
L’invention a pour objet un système d’interruption configuré pour contrôler la transmission d’un signal optique d’entrée.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Il est connu d’utiliser différents systèmes pour interrompre la transmission d’un signal d’entrée.
EP 2 242 191 A2 décrit un appareil relais, un appareil de traitement de signal et un système de transmission optique appliqués à un réseau optique passif. US 10 097 281 B1 décrit un système de liaison de données optoélectronique impliquant un refroidissement cryogénique. US 2014/139909 Al décrit un dispositif d'amplification optique.
Le microsystème électromécanique (MEMs), le système thermo-optique, le système électrooptique et le système acousto-optique sont des systèmes utiles pour transmettre des paquets de données relativement longs. Toutefois, ces systèmes présentent l’inconvénient, dû à leurs limites intrinsèques, d’avoir une vitesse de commutation entre un état de transmission et un état d’arrêt de la transmission relativement faible. Ces systèmes d’interruption ne sont donc pas adaptés à un signal d’entrée comprenant des paquets de données relativement courts.
Dans le cadre d’un amplificateur opto-électronique, tel qu’un amplificateur optique à semi- conducteurs, l'interruption est commandée par un signal de commande. Lorsque la puissance du signal de commande est trop faible, l’amplificateur n’est plus alimenté et n’est plus apte à recevoir le signal d’entrée. Lorsque la puissance du signal de commande est suffisante pour alimenter l’amplificateur optique à semi-conducteurs, ce dernier reçoit le signal d’entrée et est apte à l’amplifier.
Il existe des systèmes d’interruption de transmission du signal d’entrée de type tout-optique. Concernant les systèmes d’interruption tout-optique, un signal de commande est constitué par un signal optique. Le signal optique de commande est un signal de pompe lumineux qui est utilisé pour alimenter en énergie l'amplificateur optique à semi -conducteurs et contrôler l’état passant ou bloqué de l’amplificateur en fonction de la puissance du signal lumineux de pompe. L’usage de signal de commande optique permet de commuter entre un état permettant la transmission et un état interrompant la transmission du signal d’entrée à l’amplificateur optique à semi-conducteurs durant un temps très court, comparé à la longueur des paquets de données du signal d’entrée. Ces systèmes d’interruption sont donc adaptés à un signal d’entrée comprenant des paquets de données relativement courts et/ou relativement longs.
Toutefois, à température ambiante, l’utilisation d’un système d’interruption tout-optique, tel qu’un amplificateur optique à semi -conducteurs est quasi impossible, du fait de la puissance du signal de commande qui serait requise par l’amplificateur optique à semi-conducteurs.
Il existe donc un besoin de pouvoir contrôler la transmission d’un signal optique d’entrée adapté à la longueur des paquets de données, plus particulièrement aux paquets de données relativement courts, tout en nécessitant une faible puissance pour le signal de commande.
L’invention vise à fournir un système pour répondre à ces besoins.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION
A cet effet, la présente invention a pour objet un système d’interruption configuré pour contrôler la transmission d’un signal optique, le système comprenant un amplificateur optique à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) configuré pour recevoir :
• un signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SOE2), et
• un signal de commande (SC, SCI, SC2) configuré pour commander l’amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2), caractérisé en ce que le système d’interruption comprend en outre un dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) configuré pour refroidir l’amplificateur optique à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) à une température supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et pour refroidir le modulateur optique à une température inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K.
Avantageusement, le refroidissement de l’amplificateur optique à une température cryogénique permet d’assurer la commutation entre la transmission et l’arrêt de la transmission du signal optique d’entrée à l’amplificateur optique à semi -conducteurs sans requérir une puissance importante du signal de commande. A une telle température, l’amplificateur optique à semi- conducteurs ne nécessite pas d’être alimenté électriquement. L’énergie de commutation étant faible, cette dernière peut être transmise par un signal de commande, par exemple sous la forme d’un signal optique. Avantageusement, le fait que le système d’interruption selon l’invention soit soumis à une température supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K permet à l’amplificateur optique à semi -conducteurs d’avoir un taux d’extinction supérieur à 30 dB. Le taux d’extinction du même amplificateur à température ambiante est de l’ordre de 20 dB.
Le taux d’extinction correspond à la variation de puissance, en dB, entre la puissance du signal optique en sortie de l’amplificateur optique à semi-conducteurs à l'état passant et la puissance du signal optique en sortie de l’amplificateur à l'état bloqué. L’état passant intervient lorsque le signal de commande fournit suffisamment d’énergie à l’amplificateur optique à semi- conducteurs pour l’alimenter. A l’inverse, l’état bloqué intervient lorsque le signal de commande ne fournit pas suffisamment d’énergie pour alimenter l’amplificateur optique à semi-conducteurs. Il est à noter qu’à l’état bloqué la puissance est non nulle du fait de l’existence de bruit.
Avantageusement, le système d’interruption peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : le signal de commande est un signal électrique ; et/ou le signal de commande est un signal optique ; et/ou l’amplificateur optique à semi -conducteurs est un composant bidirectionnel configuré pour recevoir le signal optique d’entrée et le signal optique de commande dans des directions opposées ; et/ou le dispositif de refroidissement est direct ; et/ou le dispositif de refroidissement est indirect ; et/ou le dispositif de refroidissement est actif ; et/ou le dispositif de refroidissement est passif ; et/ou le dispositif de refroidissement comprend un régulateur de température, le régulateur de température étant configuré pour maintenir l’amplificateur optique à semi-conducteurs à une température cible avec une marge inférieure ou égale à +500 mK, de préférence inférieure ou égale à +200 mK, et supérieure ou égale à -500 mK, de préférence supérieure ou égale à -200 mK ; et/ou l’amplificateur optique à semi -conducteurs forme une partie d’un circuit photonique intégré ; et/ou le système d’interruption comprend plusieurs amplificateurs optiques à semi- conducteurs configurés pour recevoir chacun :
• un signal optique d’entrée respectif, et
• un signal de commande respectif, le signal de commande étant configuré pour commander l’amplificateur optique à semi -conducteurs ; et/ou au moins deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs sont à une température différente ; et/ou le même dispositif de refroidissement est configuré pour refroidir au moins deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs ; et/ou le dispositif de refroidissement comprend un dispositif de régulation de la température d’au moins deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs; et/ou le signal de commande est un signal de commande mutualisé pour chacun des amplificateurs optiques à semi-conducteurs ; et/ou le signal optique de commande et le signal optique d’entrée ont des polarisations différentes ; et/ou la longueur d’onde du signal optique d’entrée diffère de la longueur d’onde du signal optique de commande d’au moins 0,05 nm, préférentiellement d’au moins 0,1 nm, préférentiellement d’au moins 0,5 nm, préférentiellement d’au moins 1 nm, préférentiellement d’au moins 1,5 nm et encore plus préférentiellement d’au moins 5 nm ; et/ou la puissance du signal optique de commande est supérieure ou égale à -30 dBm, de préférence supérieure ou égale à -lOdBm et inférieure ou égale à +10 dBm, de préférence inférieure ou égale à +5 dBm ; et/ou la puissance du signal optique d’entrée est inférieure à la puissance du signal optique de commande d’au moins 5 dB ; et/ou le dispositif de refroidissement comprend :
• un barreau en un matériau ayant une conductivité thermique supérieure ou égale à 20 watts par mètre-kelvin sur lequel sont disposés les amplificateurs,
• un point froid disposé à un premier endroit du barreau, et
• un dispositif de régulation de la température comprenant un capteur de température disposé à un deuxième endroit du barreau. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante qui n’est donnée qu’à titre indicatif et qui n’a pas pour but de limiter ladite invention, accompagnée des figures ci- dessous : la figure 1 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un premier mode de réalisation, la figure 2 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un deuxième mode de réalisation, la figure 3a est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un troisième mode de réalisation, la figure 3b est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un quatrième mode de réalisation, la figure 4 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un cinquième mode de réalisation, la figure 5 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un sixième mode de réalisation, la figure 6 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un septième mode de réalisation, la figure 7 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un huitième mode de réalisation, la figure 8 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un neuvième mode de réalisation, et la figure 9 est une représentation schématique d’un système d’interruption selon l’invention, selon un dixième mode de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
La figure 1 représente un système d’interruption 10 configuré pour contrôler la transmission d’un signal optique d’entrée SOE, le système comprenant un amplificateur optique à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) configuré pour recevoir :
• un signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SOE2), et
• un signal de commande (SC, SCI, SC2) configuré pour commander l’amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2), caractérisé en ce que le système d’interruption comprend en outre un dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) configuré pour refroidir l’amplificateur optique à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) à une température supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et pour refroidir le modulateur optique à une température inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K.
Le signal de commande SC est le signal conditionnant la transmission et l’amplification du signal optique d’entrée SOE par l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP.
Le signal de commande SC peut être électrique ou optique.
Avantageusement, lorsque le signal de commande SC est optique, le signal de commande peut être déporté.
Avantageusement, le système d’interruption selon l’invention étant tout-optique, ce dernier n’est pas sensible aux perturbations électromagnétiques.
Avantageusement, le signal de commande SC peut servir à fournir l’alimentation électrique à l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP.
Il a été remarqué de manière surprenante que l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP fournissait un gain non nul quand ce dernier était soumis à une température cryogénique, supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K, et qu’une faible alimentation électrique, de l’ordre de quelques milliampères était fournie. L’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP étant peu énergivore à cette température, il est alors possible de fournir l’énergie de commutation à l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP par le signal de commande SC, sous la forme d’un signal optique.
De cette manière le faisceau d’un laser utilisé pour fournir le signal de commande SC optique peut également être utilisé pour alimenter l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP.
Dans un système d’interruption tout-optique selon l’invention, le signal optique d’entrée SOE a une puissance différente de celle du signal de commande SC. De préférence, la puissance du signal optique d’entrée SOE est inférieure à la puissance du signal de commande pour que l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP distingue le signal de commande SC du signal optique d’entrée SOE. Le signal de commande d’un amplificateur à semi -conducteurs AMP est le signal ayant la puissance la plus importante parmi le signal optique d’entrée SOE et le signal de commande SC.
Le signal ayant la puissance la plus importante entre le signal optique d’entrée SOE et le signal de commande SC prend le rôle de signal de commande même si ce n’est pas sa fonction initiale.
Ainsi, préférentiellement la puissance du signal optique d’entrée SOE est inférieure d’au moins 5 dB par rapport à la puissance du signal de commande SC, de préférence inférieure d’au moins 10 dB.
Dans un mode de réalisation, la puissance du signal de commande est supérieure ou égale à - 30 dBm, de préférence supérieure ou égale à -lOdBm et inférieure ou égale à +10 dBm, de préférence inférieure ou égale à +5 dBm. Le dBm est une unité qui exprime une puissance en décibels (dB) par rapport à une valeur de référence de 1 milliwatt (mW).
Le signal de commande SC peut avoir une polarisation différente de celle du signal optique d’entrée SOE. Par exemple, le signal de commande SC est en mode transverse électrique, respectivement en mode transverse magnétique et le signal optique d’entrée SOE est en mode transverse magnétique, respectivement en mode transverse électrique.
L’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP est un composant opto-électronique bidirectionnel. Le signal optique d’entrée SOE et le signal de commande SC optique peuvent être fournis conjointement à l’aide d’une unique fibre optique au niveau d’une des bornes de l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP.
Dans un mode de réalisation, illustré en figure 2, le signal optique d’entrée SOE et le signal de commande SC sont fournis à l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP dans des directions opposées via les bornes disposées de part et d’autre de l’amplificateur. Les signaux optiques d’entrée SOE et de commande SC sont considérés contre-directionnels.
Pour faciliter la compréhension de la figure 2, le signal de commande SC et le signal optique de sortie SOS ont été représentées de manière disjointe pour définir le sens de propagation de ces signaux. Toutefois, le signal de commande SC et le signal optique de sortie SOS sont des signaux en contre-propagation au niveau d’une même fibre optique.
Dans un autre mode de réalisation, indépendamment du fait que le signal de commande SC et le signal optique d’entrée SOE aient une polarité différente ou soient transmis à deux bornes opposées de l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP, la longueur d’onde du signal de commande SC et du signal optique d’entrée SOE peut être différente. Par exemple, la longueur d’onde du signal de commande SC et du signal optique d’entrée SOE est différente d’au moins 0,05 nm, préférentiellement d’au moins 0,1 nm, préférentiellement 0,5 nm, préférentiellement d’au moins 1 nm, préférentiellement d’au moins 1,5 nm et encore plus préférentiellement d’au moins 5 nm.
Dans un mode de réalisation, le système d’interruption 10 peut comprendre N amplificateurs optiques à semi -conducteurs, configurés pour recevoir chacun : un signal optique d’entrée respectif SOE1, SOE2, . . . SOEN, et un signal de commande respectif SCI, SC2, ..., SCN, le signal de commande étant configuré pour commander l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP1, AMP2, ..., AMPN.
Au moins un des N amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2, . . ., AMPN est configuré pour être refroidi par le dispositif de refroidissement 12.
Le dispositif de refroidissement peut être le même pour chacun des N amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2, . . ., AMPN.
Le dispositif de refroidissement peut être le même pour au moins deux des N amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2, . . ., AMPN.
Chacun des N amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2, . . ., AMPN peut être refroidi par un dispositif de refroidissement respectif 12-1, 12-2 (illustrés en figure 3a).
Préférentiellement, chacun des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 du système d’interruption 10 est refroidi par le dispositif de refroidissement à une température cryogénique, supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K.
Pour la suite de la description, pour faciliter la compréhension, il sera uniquement fait référence à deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2. Toutefois, la description des modes de réalisation impliquant deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 peut également s’appliquer à N amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2, . . ., AMPN.
La figure 3a illustre un dispositif d’interruption 10 comprenant deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2. Pour chacun des deux amplificateurs optiques à semi- conducteurs AMP1, AMP2, les signaux optiques d’entrée SOE1, SOE2 et les signaux de commandes SCI, SC2 sont respectivement fournis conjointement à l’aide d’une unique fibre optique à une borne de l’amplificateur optique à semi -conducteurs.
Chacun des deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 reçoit un signal optique d’entrée respectif SOE1, SOE2 et un signal de commande SCI, SC2, de manière à fournir respectivement un signal optique de sortie S0S1, S0S2.
La figure 3b est quasiment identique à la figure 3a et illustre un système d’interruption 10 selon l’invention, où un premier amplificateur optique à semi -conducteurs AMP1 reçoit un premier signal de commande SCI dans un premier sens et un second amplificateur optique à semi- conducteurs AMP2 reçoit un second signal de commande SC2 dans un second sens opposé au premier sens.
De la même manière que pour la figure 2, le signal de commande SC2 et le signal optique de sortie S0S2 ont été représentées de manière disjointe pour définir le sens de propagation de ces signaux. Toutefois, le signal de commande SC2 et le signal optique de sortie S0S2 sont des signaux en contre-propagation au niveau d’une même fibre optique.
Dans un mode de réalisation, un premier amplificateur optique à semi -conducteur s AMP 1 reçoit un premier signal optique d’entrée SOE1 dans un premier sens et un second amplificateur optique à semi -conducteurs AMP2 reçoit un second signal optique d’entrée SOE2 dans un second sens opposé au premier sens. Chacun des deux amplificateurs optiques à semi- conducteurs AMP1, AMP2 est un composant bidirectionnel.
Les deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 sont refroidis par le même dispositif de refroidissement 12 ou un dispositif de refroidissement respectif.
Avantageusement, le dispositif de refroidissement 12 peut être mutualisé en utilisant le même dispositif de refroidissement pour deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2.
Les deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2 peuvent être maintenus à une même température pour amplifier les signaux optiques d’entrée SOE1, SOE2 sur une même plage de longueurs d’onde. Ceci permet par exemple d’amplifier simultanément deux signaux appartenant à une même plage de longueurs d’onde mais avec différents points de fonctionnement.
Alternativement, deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 peuvent être maintenus à une température différente pour amplifier les signaux optiques d’entrées SOE1, SOE2 sur une plage de longueurs d’onde différente. Par exemple, deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 sont maintenus à des températures ayant un écart par exemple supérieur ou égal à 5K, et par exemple supérieur ou égal à 10K. De cette manière, les signaux d’entrée SOE1, SOE2 peuvent être amplifiés sur des bandes passantes différentes.
Dans un mode de réalisation, illustré en figure 4, le même signal de commande SC est mutualisé pour deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2.
Avantageusement, de cette manière la commutation entre la transmission et l’interruption de la transmission de données peut être assurée simultanément au niveau des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2.
De la même manière que dans le mode de réalisation illustré en figure 4, où le signal de commande SC est mutualisé, le signal d’entrée peut être mutualisé. Un unique signal d’entrée SOE pourrait être divisé en deux et fourni à deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2.
Dans un mode de réalisation, le signal optique d’entrée SOE et le signal de commande SC sont respectivement mutualisés pour au moins deux amplificateurs.
Avantageusement, le même signal amplifié peut être fourni à des endroits distincts simultanément.
Dans un mode de réalisation, le signal optique d’entrée peut être mutualisé, tandis que chaque amplificateur optique à semi-conducteurs reçoit un signal de commande respectif.
Avantageusement, de cette manière il peut être choisi, pour le même signal optique d’entrée SOE, de choisir au moins un amplificateur optique à semi-conducteurs pour amplifier le signal optique d’entrée.
Dans un mode de réalisation, le signal optique d’entrée mutualisé est fourni à deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 maintenus à deux températures différentes pour amplifier le signal optique d’entrée SOE sur deux bandes passantes différentes.
Dans un mode de réalisation, l’au moins un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP, AMP1, AMP2 est un composant discret.
Alternativement, un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP seul ou une pluralité d’amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 peut former partie d’un circuit intégré 22, comme illustré en figure 5. Le circuit intégré 22 est par exemple un circuit intégré photonique.
Le dispositif de refroidissement 12 du système d’interruption 10 est préférentiellement un dispositif de refroidissement cryogénique.
Le dispositif de refroidissement 12 peut être indirect. Le dispositif de refroidissement est considéré indirect dans le cas où un moyen de refroidissement n’agit pas directement sur l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP mais sur un élément par exemple thermiquement conducteur sur lequel disposé l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP. L’élément thermiquement conducteur, refroidi par un moyen de refroidissement, refroidira à son tour, par conduction thermique, l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP.
Un dispositif de refroidissement 12 indirect peut par exemple être formé par un barreau thermiquement conducteur qui va être refroidi en une de ses extrémités par un moyen de refroidissement. Le barreau est configuré pour recevoir au moins un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP.
Avantageusement, un dispositif de refroidissement indirect permet de mutualiser un moyen de refroidissent pour plusieurs amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP, AMP1, AMP2. Le barreau peut recevoir au moins deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP, AMP1, AMP2 sur un barreau thermiquement conducteur, par exemple disposés à différents emplacements.
Alternativement, le dispositif de refroidissement 12 peut être direct. Le dispositif de refroidissement 12 direct est un dispositif configuré pour appliquer une variation thermique directement au niveau de l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP. Le contrôle de la température est réalisé directement au niveau de l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP.
Un dispositif de refroidissement direct peut être formé par un moyen de refroidissement dédié venant refroidir localement le ou les amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP, AMP1, AMP2.
Avantageusement, il n’est pas nécessaire d’avoir recours à une structure thermique conductrice sur laquelle serait disposé le ou les amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP, AMP1, AMP2. Avantageusement, l’usage d’un dispositif de refroidissement 12 direct permet de mieux contrôler la température fournie à l’au moins un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP, AMP1, AMP2.
Également, dans le cadre d’un dispositif de refroidissement 12 direct, il est plus facile et plus rapide de compenser une variation au niveau d’un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP. Il n’est pas nécessaire d’attendre qu’un élément conducteur atteigne la température désirée à l’emplacement où est disposé l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP.
Le dispositif de refroidissement 12 peut être un dispositif de refroidissement passif.
Par exemple, un dispositif de refroidissement passif peut être un radiateur en contact avec l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP. Le radiateur rayonne vers l'extérieur de l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP, tel un dispositif d'extraction d'énergie thermique par rayonnement. Un dispositif de refroidissement 12 passif peut également être formé par un circuit de refroidissement comprenant de l'azote liquide.
Un dispositif de refroidissement passif est dépourvu d’un apport énergétique. Avantageusement, la consommation énergétique pour maintenir le ou les amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP, AMP1, AMP2 à une température cryogénique est réduite.
Un dispositif de refroidissement 12 peut être actif. Un dispositif de refroidissement actif nécessite un apport énergétique pour assurer le refroidissement de l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP. En dépit de la nécessité d’un apport énergétique, la régulation en température d’un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP est plus rapide et fiable du fait du contrôle du dispositif de refroidissement, en régulant son alimentation.
Pour assurer un contrôle précis de la température de l’au moins un ou chacun des amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2, le dispositif de refroidissement 12, 12-1, 12-2 peut comprendre un régulateur de température 14, 14-1, 14-2 (illustré en figure 7).
Préférentiellement, le régulateur de température 14, 14-1, 14-2 est configuré pour maintenir l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP, AMP1, AMP2 à une température cible avec une marge inférieure ou égale à +500 mK, de préférence inférieure ou égale à +200 mK, et supérieure ou égale à -500 mK, de préférence supérieure ou égale à -200 mK.
Avantageusement, un contrôle précis de la température de l’amplificateur optique à semi- conducteurs AMP, AMP1, AMP2 permet de contrôler précisément la plage de longueurs d’onde sur laquelle ce dernier amplifie le signal. Également, le régulateur de température 14, 14-1, 14-2 permet de compenser la chaleur fournie par le signal de commande à l’amplificateur optique à semi -conducteurs AMP, AMP1, AMP2. Plus la puissance du signal de commande SC est importante, plus la chaleur transmise par ce signal est importante. De ce fait, pour assurer la bonne régulation thermique de la température de l’amplificateur optique à semi-conducteurs AMP, AMP1, AMP2, il est important de prendre en compte l'impact thermique du signal de commande SC.
Le régulateur de température 14 peut être utilisé pour contrôler la température de l’un ou de la pluralité d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP, AMP1, AMP2, comme illustré en figure 6.
La figure 7 représente un système d’interruption selon l’invention dans lequel chacun des deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 comprend un dispositif de refroidissement respectif 12-1, 12-2 et un régulateur de température 14-1, 14-2.
Un tel système, utilisant des dispositifs de refroidissement et des régulateurs de température respectif permet de mieux contrôler la température de chacun des deux amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2.
La figure 8 illustre un mode de réalisation du dispositif de refroidissement 14. Le dispositif de refroidissement peut comprendre : un barreau 16 en un matériau ayant une conductivité thermique élevée sur lequel sont disposés les N amplificateurs (dans le cas de la figure 8, deux amplificateurs AMP1 et AMP2 sont illustrés), un point froid 18 disposé à un premier endroit El du barreau 16, et un dispositif de régulation 14 de la température comprenant un capteur de température 20 disposé à un deuxième endroit E2 du barreau.
Préférentiellement, le barreau 16 a une conductivité thermique supérieure ou égale à 20 watts par mètre-kelvin. La température à différents emplacements du barreau 30 est différente.
Dans un mode de réalisation, le barreau 16 est en cuivre.
Le barreau peut être en matériau ayant une conductivité thermique élevée et la présence d’un point froid 18 permet de créer un gradient de température entre le premier endroit El où est disposée la source froide 18 et une extrémité E2 du barreau 16.
Avec un tel gradient de température, le positionnement des amplificateurs optiques à semi- conducteurs AMP1, AMP2 est important pour être à une température cible désirée Tl, T2. La température des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 disposés sur le barreau 16 est conditionnée par leur emplacement sur le barreau 16.
Le point froid 18 correspond à un moyen de refroidissement configuré pour refroidir le barreau 16 à un endroit particulier de ce barreau 16, correspondant au premier endroit EL
De cette manière, les amplificateurs disposés les plus proches du point froid 18 présentent une température plus froide que les amplificateurs les plus éloignés du point froid 18.
Préférentiellement, le moyen de refroidissement utilisé est un refroidisseur cryogénique.
Le point froid 18 est préférentiellement positionné à une extrémité du barreau 16 pour maximiser le gradient de température entre une première extrémité et une seconde extrémité du barreau 16.
Le positionnement d’un capteur de température 20 à un second endroit E2 du barreau 16 permet de déterminer la température du barreau 16 à ce second endroit E2. Le barreau étant dans un matériau conducteur, il peut être déterminé, à partir de la mesure du capteur de température 34, au moins de façon approximative la température en chaque point du barreau 16 et plus particulièrement aux positions où sont disposés les amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2.
Avantageusement, à partir de la mesure de la température audit second endroit E2 du barreau 16, le dispositif refroidissement 12 peut déterminer si la température des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 correspond à la température cible désirée.
Si la température d’au moins un amplificateur optique à semi -conducteurs AMP1, AMP2 est différente de la température cible désirée Tl, T2, le dispositif de refroidissement 12 commande le dispositif de régulation 14 pour réguler la température du point froid 18 du barreau 16.
Dans un autre mode de réalisation illustré en figure 9, le dispositif de refroidissement contrôle de manière indépendante la température Tl, T2 des amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2. Si un des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 n’est pas à une température cible désirée, le régulateur de température 14 régule de manière indépendante la température de cet amplificateur AMP1, AMP2.
Chacun des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 est associé à une source thermique additionnelle SI, S2 respective. Chacune des sources thermiques additionnelles SI, S2 est configurée pour réguler individuellement la température d’un des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2.
Dans un mode de réalisation, les N sources thermiques additionnelles sont des modules Peltier et/ou des résistances.
Avantageusement, les modules Peltier permettent de réguler les températures des amplificateurs optiques à semi-conducteurs AMP1, AMP2 en augmentant ou en abaissant localement leur température.
Avantageusement, les résistances permettent de réguler les températures des amplificateurs optiques à semi -conducteurs AMP1, AMP2 en augmentant localement leur température.
Le mode de réalisation, illustré en figure 9, est similaire à la configuration illustrée en figure 8, le régulateur de température 14 est toutefois différent. Le régulateur de température 14 ne régule plus la température du point froid 18 du barreau 16 mais régule directement la température des sources thermiques additionnelles SI, S2.
Le mode de réalisation illustré en figure 9 peut être dépourvu du barreau 16 et du point froid 18, les sources thermiques SI et S2 fournissant le froid aux amplificateurs à semi-conducteurs SI, S2.
L’invention a été décrite ci-dessus avec l’aide de modes de réalisation présentés sur les figures, sans limitation du concept inventif général.
Bien d’autres modifications et variations se suggèrent d’elles-mêmes à l’homme du métier, après réflexion sur les différents modes de réalisation illustrés dans cette demande.
Ces modes de réalisation sont donnés à titre d’exemple et ne sont pas destinés à limiter la portée de l’invention, qui est déterminée exclusivement par les revendications ci-dessous.
Dans les revendications, le mot « comprenant » n’exclut pas d’autres éléments ou étapes. Le simple fait que différentes caractéristiques sont énumérées en revendications mutuellement dépendantes n’indique pas qu’une combinaison de ces caractéristiques ne puisse être avantageusement utilisée. Enfin, toute référence utilisée dans les revendications ne doit pas être interprétée comme une limitation de la portée de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d’interruption (10) configuré pour contrôler la transmission d’un signal optique, le système comprenant un amplificateur optique à semi -conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) configuré pour recevoir :
• un signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SOE2), et
• un signal de commande (SC, SCI, SC2) configuré pour commander l’amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2), caractérisé en ce que le système d’interruption comprend en outre un dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) configuré pour refroidir l’amplificateur optique à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) à une température supérieure ou égale à 10 K, de préférence supérieure ou égale à 40K et pour refroidir le modulateur optique à une température inférieure ou égale à 90 K, de préférence inférieure ou égale à 80 K.
2. Le système d’interruption selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de commande (SC, SCI, SC2) est un signal électrique.
3. Le système d’interruption selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de commande (SC, SCI, SC2) est un signal optique.
4. Le système d’interruption selon la revendication 3, caractérisé en ce l’amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) est un composant bidirectionnel configuré pour recevoir le signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SOE2) et le signal optique de commande (SC, SCI, SC2) dans des directions opposées.
5. Le système d’interruption selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) est direct.
6. Le système d’interruption selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) est indirect.
7. Le système d’interruption selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) comprend un régulateur de température (14, 14-1, 14-2), le régulateur de température étant configuré pour maintenir l’amplificateur optique à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) à une température cible (Tl, T2) avec une marge une marge inférieure ou égale à 500 mK, de préférence inférieure ou égale à 200 mK, et supérieure ou égale à -500 mK, de préférence supérieure ou égale à -200 mK.
8. Le système d’interruption selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’amplificateur optique à semi -conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) forme une partie d’un circuit photonique intégré (22).
9. Le système d’interruption selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d’interruption (10) comprend plusieurs amplificateurs optiques à semi- conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) configurés pour recevoir chacun : un signal optique d’entrée respectif (SOE, SOE1, SOE2), et un signal de commande respectif (SC, SCI, SC2), le signal de commande étant configuré pour commander l’amplificateur optique à semi -conducteurs (AMP, AMP1, AMP2).
10. Le système d’interruption selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’au moins deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2) sont à une température différente.
11. Le système d’interruption selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le signal de commande (SC, SCI, SC2) est un signal de commande mutualisé pour chacun des amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2).
12. Le système d’interruption selon l’une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le même dispositif de refroidissement (12, 12-1, 12-2) est configuré pour refroidir au moins deux amplificateurs optiques à semi-conducteurs (AMP, AMP1, AMP2).
13. Le système d’interruption selon l’une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que le signal optique de commande (SC, SCI, SC2) et le signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SO2) ont des polarisations différentes.
14. Le système d’interruption selon l’une des revendications 3 à 13, caractérisé en ce que la longueur d’onde du signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SO2) diffère de la longueur d’onde du signal optique de commande (SC, SCI, SC2) d’au moins 0,05 nm, préférentiellement d’au moins 0,1 nm, préférentiellement d’au moins 0,5 nm, préférentiellement d’au moins 1 nm, préférentiellement d’au moins 1,5 nm et encore plus préférentiellement d’au moins 5 nm.
15. Le système d’interruption selon l’une des revendications 3 à 14, caractérisé en ce que la puissance du signal optique de commande (SC, SCI, SC2) est supérieure ou égale à -30 dBm, de préférence supérieure ou égale à -lOdBm et inférieure ou égale à +10 dBm, de préférence inférieure ou égale à +5 dBm.
16. Le système d’interruption selon l’une des revendications 3 à 15, caractérisé en ce que la puissance du signal optique d’entrée (SOE, SOE1, SO2) est inférieure à la puissance du signal optique de commande (SC, SCI, SC2) d’au moins 5 dB.
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