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FR2838187A1 - OPTICAL SPECTRUM ANALYSIS DEVICE - Google Patents

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FR2838187A1
FR2838187A1 FR0204140A FR0204140A FR2838187A1 FR 2838187 A1 FR2838187 A1 FR 2838187A1 FR 0204140 A FR0204140 A FR 0204140A FR 0204140 A FR0204140 A FR 0204140A FR 2838187 A1 FR2838187 A1 FR 2838187A1
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FR
France
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spectral
signal
extractor
extractors
bragg
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FR0204140A
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French (fr)
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Christophe Martinez
Sylvain Magne
Pierre Ferdinand
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Abstract

Ce dispositif s'applique notamment aux télécommunications optiques et comprend au moins un ensemble (38) comprenant au moins un moyen (40) de séparation d'un signal d'entrée, au moins un réseau de Bragg (44) utilisé en réflexion, au moins un réseau de Bragg à saut de phase (46) utilisé en transmission, le moyen de séparation étant relié aux réseaux, et au moins un actionneur (52, 54) pour accorder en longueur d'onde les réseaux, et au moins un moyen (50) de détection du signal (s) fourni par cet ensemble.This device applies in particular to optical telecommunications and comprises at least one assembly (38) comprising at least one means (40) for separating an input signal, at least one Bragg grating (44) used in reflection, at least. least one phase-jump Bragg grating (46) used in transmission, the separation means being connected to the gratings, and at least one actuator (52, 54) for wavelength tuning of the gratings, and at least one means (50) for detecting the signal (s) supplied by this assembly.

Description

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DISPOSITIF D'ANALYSE DE SPECTRE OPTIQUE
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif d'analyse de spectre optique que l'on appelle également un analyseur de spectre optique.
OPTICAL SPECTRUM ANALYSIS DEVICE
DESCRIPTION TECHNICAL FIELD
The present invention relates to an optical spectrum analysis device which is also called an optical spectrum analyzer.

Comme on le verra par la suite, le dispositif objet de l'invention utilise au moins un dispositif appelé "extracteur spectral à grande finesse", permettant l'extraction d'une fine bande spectrale d'un signal optique d'entrée.  As will be seen later, the device of the invention uses at least one device called "spectral extractor with high finesse", allowing the extraction of a thin spectral band of an input optical signal.

Le dispositif objet de l'invention permet l'analyse de ce signal avec une bonne résolution (de l'ordre de quelques picomètres) et un encombrement limité. La complexité de ce dispositif dépend de la plage spectrale désirée pour l'analyse.  The device of the invention allows the analysis of this signal with a good resolution (of the order of a few picometers) and a limited size. The complexity of this device depends on the spectral range desired for the analysis.

L'invention s'applique notamment au domaine des télécommunications optiques et, plus particulièrement, à celles qui mettent en #uvre le DWDM ou multiplexage dense en longueur d'onde ("Dense Wavelength Division Multiplexing").  The invention applies in particular to the field of optical telecommunications and, more particularly, to those which implement DWDM or dense multiplexing wavelength ("Dense Wavelength Division Multiplexing").

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
On connaît déjà des dispositifs d'analyse de spectres optiques par les documents suivants : [1] FR 2 794858A, "Dispositif analyseur de spectre optique à réseau de diffraction en optique intégrée", invention de D. Trouchet.
STATE OF THE PRIOR ART
Apparatuses for analyzing optical spectra are already known from the following documents: [1] FR 2 794858A, "Optical spectrum analyzer device with integrated optical diffraction grating", invention of D. Trouchet.

[2] "Tunable analyzer monitors multiwavelength systems", Fibre Systems, Février 1999  [2] "Tunable Analyzer Monitors Multiwavelength Systems", Fiber Systems, February 1999

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[3] WO 00/49376A, "Optical spectrum analyzer".  [3] WO 00/49376A, "Optical spectrum analyzer".

Le dispositif divulgué par le document [1] utilise un composant d'optique intégrée, spectralement dispersif, de manière à répartir, grâce à un montage optique approprié, les différentes composantes spectrales du signal analysé sur un ensemble de photodétecteurs de type barrette CCD.  The device disclosed by document [1] uses an integrated optical component, spectrally dispersive, so as to distribute, by means of an appropriate optical assembly, the different spectral components of the signal analyzed on a set of photodetectors of CCD array type.

Le composant d'optique intégrée, qui est utilisé dans ce dispositif, est un "phasar" ou réseau de phase optique ("optical phase array").  The integrated optical component, which is used in this device, is a "phasar" or optical phase array.

Ce dispositif connu présente un inconvénient : il ne permet pas d'obtenir une grande résolution.  This known device has a disadvantage: it does not allow to obtain a high resolution.

Le dispositif divulgué par le document [2] utilise un filtre accordable de Fabry-Perot à fibre optique, sans lentille ("lensless optical fibre FabryPerot tunable filter").  The device disclosed by document [2] uses a Fabry-Perot tunable filter with optical fiber, without lens ("lensless optical fiber FabryPerot tunable filter").

Ce dispositif connu présente un inconvénient : le filtre de Fabry-Perot utilisé dans ce dispositif ne peut être intégré dans la fibre optique de sorte que la fabrication du dispositif est relativement complexe et coûteuse.  This known device has a disadvantage: the Fabry-Perot filter used in this device can not be integrated into the optical fiber so that the manufacture of the device is relatively complex and expensive.

Le dispositif divulgué par le document [3] utilise au moins un réseau de Bragg ("Bragg grating") fonctionnant par réflexion. Ce réseau est disposé à la sortie d'un coupleur optique dont les deux voies ("ports") d'entrée sont respectivement reliées au signal à analyser et à un photodétecteur qui récupère la lumière réfléchie par le réseau.  The device disclosed by document [3] uses at least one Bragg grating ("grating grating") operating by reflection. This network is arranged at the output of an optical coupler, the two input ports of which are respectively connected to the signal to be analyzed and to a photodetector which picks up the light reflected by the network.

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Ce dispositif connu présente un inconvénient . du fait de sa structure, la résolution qu'il permet d'obtenir n'est pas très grande.  This known device has a disadvantage. because of its structure, the resolution it achieves is not very large.

EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en proposant un dispositif d'analyse de spectre optique qui utilise au moins un extracteur spectral.
STATEMENT OF THE INVENTION
The present invention aims to overcome the above disadvantages by providing an optical spectrum analysis device that uses at least one spectral extractor.

De ce fait, le dispositif objet de l'invention permet d'obtenir une meilleure résolution que le dispositif connu par le document [1].  As a result, the device that is the subject of the invention makes it possible to obtain a better resolution than the device known from document [1].

Le dispositif objet de l'invention est donc particulièrement indiqué dans le cas où une grande précision est demandée sur la mesure des composantes spectrales d'un signal optique.  The device which is the subject of the invention is therefore particularly suitable in the case where a high precision is required on the measurement of the spectral components of an optical signal.

De plus, l'extracteur spectral est inscriptible dans les fibres optiques de sorte que le dispositif objet de l'invention est moins complexe et moins coûteux à fabriquer que le dispositif connu par le document [2].  In addition, the spectral extractor is writable in the optical fibers so that the device of the invention is less complex and less expensive to manufacture than the device known from document [2].

En outre, le dispositif objet de l'invention, qui utilise un extracteur spectral, a une meilleure résolution que le dispositif connu par le document [3].  In addition, the device according to the invention, which uses a spectral extractor, has a better resolution than the device known from document [3].

Dans le mode de réalisation préféré de l'invention où l'extracteur spectral comprend un réseau de Bragg apodisé et un réseau de Bragg à saut de phase, la résolution sur la mesure d'un spectre optique est encore meilleure et le dispositif objet de l'invention  In the preferred embodiment of the invention in which the spectral extractor comprises an apodized Bragg grating and a phase-jump Bragg grating, the resolution on the measurement of an optical spectrum is even better and the device which is the subject of the invention. 'invention

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est alors nettement plus performant que le dispositif connu par le document [3].  is then significantly more efficient than the device known from document [3].

De façon précise, la présente invention a pour objet un dispositif d'analyse de spectre optique à fibre optique, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un ensemble formant un extracteur spectral à grande finesse qui est accordable en longueur d'onde, cet ensemble étant destiné à recevoir un signal optique d'entrée, guidé par une fibre optique, et à fournir un signal optique de sortie, le signal optique d'entrée ayant une bande spectrale que l'on veut analyser, cet ensemble comprenant : . au moins un moyen de séparation du signal optique d'entrée, au moins un premier réseau de Bragg utilisé en réflexion, au moins un deuxième réseau de Bragg, formant un réseau de Bragg à saut de phase et utilisé en transmission, le moyen de séparation du signal optique d'entrée étant relié aux premier et deuxième réseaux de Bragg, et au moins un actionneur permettant d'accorder en longueur d'onde les premier et deuxième réseaux de Bragg, et au moins un moyen de détection de lumière, prévu pour détecter le signal optique de sortie qui est fourni par cet l'ensemble.  Specifically, the subject of the present invention is an optical fiber optical spectrum analysis device, this device being characterized in that it comprises: at least one assembly forming a spectral extractor with a high fineness which is tunable in length this set being intended to receive an optical input signal, guided by an optical fiber, and to supply an optical output signal, the input optical signal having a spectral band which it is desired to analyze, this set comprising: at least one means for separating the input optical signal, at least one first Bragg grating used in reflection, at least one second Bragg grating, forming a phase jump Bragg grating and used in transmission, the separating means an input optical signal being connected to the first and second Bragg gratings, and at least one actuator for wavelength tuning the first and second Bragg gratings, and at least one light detecting means provided for detect the optical output signal that is provided by this set.

De préférence, le moyen de séparation du signal optique d'entrée comprend un circulateur.  Preferably, the means for separating the input optical signal comprises a circulator.

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Selon un mode de réalisation préféré du dispositif objet de l'invention, le premier réseau de Bragg, qui est utilisé en réflexion, est un réseau de Bragg apodisé.  According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the first Bragg grating, which is used in reflection, is an apodized Bragg grating.

Selon un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, ce dispositif comprend une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant respectivement montés sur des voies parallèles, le dispositif comprenant en outre un commutateur optique apte à sélectionner chacune de ces voies.  According to a first particular embodiment of the device which is the subject of the invention, this device comprises a plurality of sets each forming a spectral extractor with a high fineness, tunable in wavelength, these sets being respectively mounted on parallel tracks, the device further comprising an optical switch adapted to select each of these channels.

Selon un deuxième mode de réalisation particulier, le dispositif comprend une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant utilisés en parallèle avec : - une pluralité de paires de réseaux de Bragg, utilisés en transmission et en réflexion, ces réseaux de Bragg ayant des longueurs d'onde de Bragg différentes de manière à couvrir la totalité de la bande spectrale du signal optique d'entrée, un circulateur prévu pour recevoir le signal optique d'entrée et pour séparer celui-ci, ce circulateur ayant deux voies de sortie qui sont respectivement reliées à deux commutateurs optiques, chacun de ces deux commutateurs optiques étant apte à établir une connexion avec l'un quelconque des extracteurs spectraux à grande finesse, et - une pluralité de moyens de détection de lumière qui sont respectivement reliés aux sorties des  According to a second particular embodiment, the device comprises a plurality of sets each forming a wavelength-tunable, high-finesse spectral extractor, these sets being used in parallel with: a plurality of pairs of Bragg gratings, used in transmission and reflection, these Bragg gratings having different Bragg wavelengths so as to cover the entire spectral band of the input optical signal, a circulator adapted to receive the optical input signal and for to separate it, this circulator having two output channels which are respectively connected to two optical switches, each of these two optical switches being able to establish a connection with any one of the spectral extractors with a high fineness, and - a plurality of light detection means which are respectively connected to the outputs of the

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extracteurs et prévus pour détecter les signaux de sortie de ces extracteurs.  extractors and provided to detect the output signals of these extractors.

Selon un troisième mode de réalisation particulier, ce dispositif comprend une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant utilisés en parallèle avec : - une pluralité de paires de réseaux de Bragg, utilisés en transmission et en réflexion, ces réseaux de Bragg ayant des longueurs d'onde de Bragg différentes de manière à couvrir la totalité de la bande spectrale du signal optique d'entrée, un circulateur prévu pour recevoir le signal optique d'entrée et pour séparer celui-ci, ce circulateur ayant deux voies de sortie qui sont respectivement reliées à deux commutateurs optiques, chacun de ces deux commutateurs optiques étant apte à établir une connexion avec l'un quelconque des extracteurs spectraux, - un unique moyen de détection de lumière, et un autre commutateur optique prévu pour établir une connexion entre la sortie de chaque extracteur et cet unique moyen de détection de lumière.  According to a third particular embodiment, this device comprises a plurality of sets each forming a wavelength-tunable, high-finesse spectral extractor, these sets being used in parallel with: a plurality of pairs of Bragg gratings, used in transmission and reflection, these Bragg gratings having different Bragg wavelengths so as to cover the entire spectral band of the input optical signal, a circulator adapted to receive the optical input signal and for to separate it, this circulator having two output channels which are respectively connected to two optical switches, each of these two optical switches being able to establish a connection with any one of the spectral extractors, - a single light detection means , and another optical switch provided to establish a connection between the output of each extractor and this single detecting means. n light.

Selon un quatrième mode de réalisation particulier, le dispositif comprend une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant utilisés en série avec : une pluralité de paires de réseaux de Bragg, utilisés en transmission et en réflexion, ces  According to a fourth particular embodiment, the device comprises a plurality of sets each forming a spectral extractor with a high fineness, wavelength tunable, these sets being used in series with: a plurality of pairs of Bragg gratings, used in transmission and reflection, these

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réseaux de Bragg ayant des longueurs d'onde de Bragg différentes de manière à couvrir la totalité de la bande spectrale du signal optique d'entrée, un unique circulateur associé à l'ensemble des extracteurs, cet unique circulateur ayant deux voies de sortie, les extracteurs étant répartis sur ces deux voies de sorties, - un unique moyen de détection de lumière relié aux sorties de tous les extracteurs, - un actionneur qui est commun à tous les réseaux de Bragg utilisés en réflexion, ou en transmission, cet actionneur commun étant apte à accorder en longueur d'onde d'une part chaque réseau de Bragg sur une plage spectrale d'analyse qui est propre à ce réseau de Bragg et d'autre part l'ensemble des réseaux de Bragg sur l'ensemble de la bande spectrale que l'on veut analyser, un actionneur distinct pour tous les réseaux de Bragg utilisés en transmission, ou en réflexion, cet actionneur distinct étant simultanément prévu pour l'accord en longueur d'onde de chaque réseau de Bragg, sur une plage spectrale d'analyse qui est propre à ce réseau de Bragg, et de l'ensemble des réseaux de Bragg sur l'ensemble de la bande spectrale que l'on veut analyser, et une surmodulation spectrale sur une faible largeur spectrale et sur une fréquence de modulation propre à chacun des réseaux, et - un moyen de détection sélective, prévu pour la détection sélective entre les signaux optiques  Bragg gratings having different Bragg wavelengths so as to cover the entire spectral band of the input optical signal, a single circulator associated with the set of extractors, this single circulator having two output channels, the extractors being distributed on these two output channels, - a single light detection means connected to the outputs of all the extractors, - an actuator which is common to all the Bragg gratings used in reflection, or in transmission, this common actuator being capable of wavelength tuning each Bragg grating on a spectral analysis range that is specific to this Bragg grating and on the other hand the whole of the Bragg gratings over the entire band spectrum that we want to analyze, a separate actuator for all Bragg gratings used in transmission, or in reflection, this distinct actuator being simultaneously provided for the wavelength tuning of each a Bragg grating, on a spectral range of analysis which is specific to this Bragg grating, and of the set of Bragg gratings over the whole of the spectral band which one wants to analyze, and a spectral overmodulation on a small spectral width and a modulation frequency specific to each of the networks, and - a selective detection means, provided for the selective detection between the optical signals

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provenant des différents extracteurs, cette détection sélective étant obtenue par un traitement du signal de sortie utilisant une détection synchrone sur les différentes fréquences de modulation des extracteurs.  from the various extractors, this selective detection being obtained by processing the output signal using synchronous detection on the different modulation frequencies of the extractors.

De préférence, chaque actionneur comprend un élément piézo-électrique.  Preferably, each actuator comprises a piezoelectric element.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un circulateur à trois voies, la figure 2 illustre schématiquement un actionneur permettant de faire varier la contrainte et/ou la température appliquées à un réseau de Bragg, les figures 3 et 4 sont des vues schématiques d'extracteurs, - la figure 5 montre le spectre de sortie d'un extracteur, en dB, en fonction de l'écart à la longueur d'onde, - la figure 6 illustre la modification de la forme de la réponse spectrale de l'extracteur en fonction de différents réseaux à saut de phase, la figure 7 illustre schématiquement un assemblage d'un coupleur optique et d'un isolateur optique, apte à remplacer un circulateur, - la figure 8 est une vue schématique d'un extracteur qui est modulable en puissance,
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The present invention will be better understood on reading the description of embodiments given below, for purely indicative and in no way limiting, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view of a three-way circulator, Figure 2 schematically illustrates an actuator for varying the stress and / or temperature applied to a Bragg grating, Figures 3 and 4 are schematic views of extractors, - Figure 5 shows the spectrum. output of an extractor, in dB, as a function of the difference at the wavelength, - FIG. 6 illustrates the modification of the shape of the spectral response of the extractor as a function of different phase jump networks. 7 schematically illustrates an assembly of an optical coupler and an optical isolator, suitable for replacing a circulator; FIG. 8 is a diagrammatic view of an extractor which can be modulated in power;

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- la figure 9 illustre le principe de la modulation de puissance sur la réponse spectrale d'un extracteur, - la figure 10 est une vue schématique d'un exemple de l'invention qui utilise un extracteur en longueur d'onde de très grande finesse et dans lequel les réseaux de Bragg sont fixés à des actionneurs soumis à un ou plusieurs contrôles de tension, - la figure 11 illustre schématiquement un exemple de l'invention qui utilise une association de quatre extracteurs en configuration simple, la figure 12 illustre de façon schématique et partielle un exemple de l'invention qui utilise une association de trois coupleurs permettant de remplacer le commutateur 1x4 de la figure 11, - la figure 13 illustre schématiquement un exemple de l'invention qui utilise une association de quatre extracteurs en parallèle ainsi que trois commutateurs et un photodétecteur, la figure 14 illustre schématiquement un exemple de l'invention qui utilise une association de quatre extracteurs en parallèle ainsi que deux commutateurs et quatre photodétecteurs, - la figure 15 illustre schématiquement un exemple de l'invention qui utilise une association de quatre extracteurs en configuration multifréquentielle appariée, - la figure 16 illustre schématiquement un exemple de l'invention qui utilise une association de quatre extracteurs en configuration multifréquentielle non appariée,  FIG. 9 illustrates the principle of power modulation on the spectral response of an extractor; FIG. 10 is a schematic view of an example of the invention that uses a very fine wavelength extractor. and in which the Bragg gratings are attached to actuators subjected to one or more voltage checks, - Figure 11 schematically illustrates an example of the invention which uses a combination of four extractors in a single configuration, FIG. schematic and partial an example of the invention that uses a combination of three couplers to replace the switch 1x4 of Figure 11, - Figure 13 schematically illustrates an example of the invention that uses a combination of four extractors in parallel and three switches and a photodetector, Figure 14 schematically illustrates an example of the invention that uses a combination of four extractors para Thus, there are two switches and four photodetectors, FIG. 15 schematically illustrates an example of the invention using a combination of four extractors in a paired multifrequency configuration, FIG. 16 schematically illustrates an example of the invention that uses a combination of four extractors in unpaired multifrequency configuration,

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- la figure 17 illustre schématiquement un exemple de l'invention qui utilise une architecture complexe pour l'analyse spectrale de quatre voies optiques, et les figures 18 et 19 illustrent schématiquement le fonctionnement d'un analyseur de spectre conforme à l'invention, ayant une configuration multi-fréquentielle.  FIG. 17 schematically illustrates an example of the invention that uses a complex architecture for the spectral analysis of four optical channels, and FIGS. 18 and 19 schematically illustrate the operation of a spectrum analyzer according to the invention, having a multi-frequency configuration.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
L'invention utilise au moins un extracteur spectral à grande finesse. Ce dispositif, également appelé extracteur en longueur d'onde de grande finesse, est capable d'extraire, d'un signal optique d'entrée guidé, une bande de faible largeur spectrale ##, centrée autour d'une longueur d'onde dite longueur d'onde d'extraction et notée #e.
DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
The invention uses at least one spectral extractor with high fineness. This device, also called wavelength extractor of great fineness, is capable of extracting, from a guided optical input signal, a band of low spectral width ##, centered around a so-called wavelength. extraction wavelength and noted #e.

Un tel dispositif d'extraction est relié, d'un côté, à un guide optique d'entrée et, de l'autre, à un photodétecteur.  Such an extraction device is connected, on one side, to an input optical guide and, on the other, to a photodetector.

Le signal optique, ayant un spectre donné, est envoyé au dispositif par l'intermédiaire du guide d'entrée et ce dispositif fournit un signal optique de sortie, limité à la bande de faible largeur spectrale ## autour de #e. Ce signal de sortie est transmis par le guide de sortie.  The optical signal, having a given spectrum, is sent to the device via the input guide and this device provides an output optical signal, limited to the low spectral width band ## around #e. This output signal is transmitted by the output guide.

De préférence, les guides d'entrée et de sortie sont des fibres optiques.  Preferably, the input and output guides are optical fibers.

Soit S ( ,) (respectivement S'(#)) la densité spectrale de puissance du signal optique d'entrée  Let S (,) (respectively S '(#)) be the power spectral density of the input optical signal

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(respectivement de sortie) en fonction de la longueur d'onde #.  (respectively output) as a function of wavelength #.

Après passage par l'extracteur, on observe en sortie une simple raie dont l'amplitude est définie par l'amplitude du signal incident à la longueur d'onde d'extraction. Si l'on note #T (#) la réponse spectrale de l'extracteur en transmission, on a :

Figure img00110001

S' (À) = S (À) XET ( À) ""S ( À e ) (1)
Un extracteur accordable en longueur d'onde repose sur un principe identique au précédent mis à part que la longueur d'onde d'extraction peut être ajustée par l'utilisateur. After passing through the extractor, a simple line is observed at the output whose amplitude is defined by the amplitude of the incident signal at the extraction wavelength. If we write #T (#) the spectral response of the extractor in transmission, we have:
Figure img00110001

S '(A) = S (TO) XET (A) "" S (To e) (1)
A wavelength tunable extractor is based on a principle identical to the previous except that the extraction wavelength can be adjusted by the user.

Dans la bande spectrale du signal d'entrée, que l'on peut noter [#1; #f], on peut donc faire varier, en fonction du temps t, cette longueur d'onde d'extraction, par exemple d'une valeur #e(t) à une valeur #e(t+#t).  In the spectral band of the input signal, which can be noted [# 1; #f], we can vary, as a function of time t, this extraction wavelength, for example from a value #e (t) to a value #e (t + # t).

Si le contrôle de l'accordabilité de l'extracteur se fait suivant la fonction #e(t), l'équation (1) devient :

Figure img00110002

S' (k, t) = S (1) XF'!'(;, t) S ( À e ( t) ) (2)
Une autre fonctionnalité peut être ajoutée au dispositif d'extraction simple. Il s'agit de la possibilité de moduler la puissance de la réponse donnée par le dispositif. If the control of the tunability of the extractor is done according to the function #e (t), equation (1) becomes:
Figure img00110002

S '(k, t) = S (1) XF'! '(;, T) S (To e (t)) (2)
Another feature can be added to the simple extraction device. This is the ability to modulate the power of the response given by the device.

On obtient ainsi un extracteur modulable en puissance : on peut faire varier, en fonction du temps, la hauteur du pic de largeur à mi-hauteur ##, centré sur #e.  A power adjustable extractor is thus obtained: it is possible to vary, as a function of time, the height of the peak of width at half-height ##, centered on #e.

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Si le contrôle du niveau du signal de sortie se fait suivant la fonction T(t), l'équation (1) devient :

Figure img00120001

S' À, t ) = S (À) x.r ( À, t) zS (Àe) x1 ( t ) (3)
Un extracteur complet est un dispositif qui intègre les différentes fonctionnalités présentées. If the control of the level of the output signal is done according to the function T (t), the equation (1) becomes:
Figure img00120001

S ', t) = S (λ) xr (λ, t) zS (λe) x1 (t) (3)
A complete extractor is a device that integrates the different features presented.

L'utilisateur peut ainsi extraire d'un signal optique guidé "une longueur d'onde" quelconque sur la plage d'accordabilité et la moduler en puissance suivant ses besoins. The user can thus extract from any guided optical signal "any wavelength" over the tunability range and modulate it according to his needs.

Un extracteur utilise un circulateur, un réseau de Bragg inscrit dans une fibre optique (de préférence un réseau apodisé) et un réseau de Bragg à saut de phase.  An extractor uses a circulator, a Bragg grating inscribed in an optical fiber (preferably an apodized grating) and a phase jump Bragg grating.

Au sujet de tels réseaux, on se reportera par exemple au document suivant : [4] WO 99/59009, "Procédé d'inscription des réseaux de Bragg, appareil pour la mise en #uvre de ce procédé et dispositifs à réseaux de Bragg obtenus par ce procédé", invention de Pierre Ferdinand, Sylvain Magne et Christophe Martinez.  With regard to such networks, reference will be made, for example, to the following document: [4] WO 99/59009, "Bragg grating registration method, device for implementing this method and Bragg grating devices obtained by this process ", invention of Pierre Ferdinand, Sylvain Magne and Christophe Martinez.

On revient ci-après sur le composant appelé circulateur.  We return below to the component called circulator.

On considère l'exemple d'un circulateur à fibres optiques. Il s'agit d'un composant fibré qui permet de diriger un signal guidé dans trois voies, suivant des chemins déterminés. La figure 1 montre un schéma de ce circulateur. Le signal qui pénètre dans le circulateur 2 par la voie ("port") vl de celui-ci sort par la voie v2. Le signal qui pénètre par la voie v2 ressort par la voie v3.  Consider the example of a fiber optic circulator. It is a fiber component that allows to direct a guided signal in three ways, following specific paths. Figure 1 shows a diagram of this circulator. The signal which enters the circulator 2 by the channel ("port") v1 thereof exits via the channel v2. The signal which enters via the channel v2 exits via the channel v3.

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Les autres passages d'une voie à l'autre sont isolés : il n'y a pas de signal de la voie v2 vers la voie vl ni de la voie vl vers la voie v3 ni de la voie v3 vers la voie vl, cette isolation étant généralement obtenue à 20dB ou 30dB près.  The other passages from one channel to another are isolated: there is no signal from channel v2 to channel v1 nor from channel v1 to channel v3 nor from channel v3 to channel v1, this channel insulation is generally obtained at 20dB or 30dB.

Avec un extracteur, on peut utiliser au moins un actionneur, composant sur lequel on revient dans ce qui suit.  With an extractor, one can use at least one actuator, component on which we return in the following.

L'accordabilité d'un réseau de Bragg peut s'obtenir de différentes manières. Les plus usuelles tirent partie de la variation de la longueur d'onde de Bragg #B en fonction de l'application d'une contrainte (élongation ou compression) ou d'un changement de température.  The tunability of a Bragg grating can be obtained in different ways. The most common ones take advantage of the variation of the Bragg #B wavelength according to the application of a constraint (elongation or compression) or a change of temperature.

Pour caractériser l'effet de la contrainte, on introduit la notion d'allongement relatif e exprimé en micro-déformations ( #)

Figure img00130001
To characterize the effect of the constraint, we introduce the notion of relative elongation expressed in micro-deformations (#)
Figure img00130001

Soumise à une contrainte, une fibre de 1m de longueur qui s'allonge de 1..un subit un allongement relatif de 1 #. Under stress, a fiber of 1m in length that elongates by 1..un undergoes a relative elongation of 1 #.

La variation de la longueur d'onde de Bragg #B (en pm) en fonction de l'allongement relatif # (en #) et d'une variation de température AT (en K) est donnée par la relation suivante, calculée pour #B voisine de 1550nm : ##B=1,2# + 12AT  The variation of the Bragg wavelength #B (in pm) as a function of the relative elongation # (in #) and of a variation of temperature AT (in K) is given by the following relation, calculated for # B neighbor of 1550nm: ## B = 1,2 # + 12AT

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Un actionneur est donc un dispositif capable de faire varier les contraintes # et/ou la température T appliquées à un réseau de Bragg. An actuator is therefore a device capable of varying the stresses # and / or the temperature T applied to a Bragg grating.

La figure 2 est une vue schématique d'un exemple d'actionneur 8. Le réseau de Bragg 10, formé dans une fibre optique 12, est représenté par une zone d'alternance de franges sombres et claires.  FIG. 2 is a schematic view of an exemplary actuator 8. The Bragg grating 10, formed in an optical fiber 12, is represented by an alternating zone of dark and light fringes.

L'actionneur 8 est muni de moyens de commande 14 et comporte un matériau 16 permettant la transduction des contraintes et/ou des changements de température AT, de cet actionneur 8 vers le réseau de Bragg 10. The actuator 8 is provided with control means 14 and comprises a material 16 allowing the transduction of stresses and / or temperature changes AT, from this actuator 8 to the Bragg grating 10.

On donne maintenant divers exemples d'extracteurs.  Various examples of extractors are now given.

Un extracteur comprend un réseau de Bragg (de préférence un réseau apodisé) utilisé en réflexion (caractérisé par un coefficient Rra (#)) et un réseau à saut de phase utilisé en transmission (caractérisé par

Figure img00140001

un coefficient Trsp (iv,) ) . La réponse spectrale ET (À) du dispositif, donnée en transmission, est ainsi : ET (À) =Trsp ( /l. ) xRr a ( / )
L'association entre ces deux réseaux de Bragg se fait de préférence par l'intermédiaire d'un circulateur. An extractor comprises a Bragg grating (preferably an apodized grating) used in reflection (characterized by a coefficient Rra (#)) and a phase jump grating used in transmission (characterized by
Figure img00140001

a coefficient Trsp (iv,)). The spectral response ET (A) of the device, given in transmission, is thus: AND (A) = Trsp (/ l.) XRr a (/)
The association between these two Bragg gratings is preferably via a circulator.

Deux configurations, RT et TR, peuvent alors être considérées suivant que l'onde guidée est tout d'abord réfléchie ou, au contraire, transmise par le premier réseau qu'elle rencontre.  Two configurations, RT and TR, can then be considered depending on whether the guided wave is first reflected or, conversely, transmitted by the first network it encounters.

Un extracteur, dans une configuration RT, est schématiquement représenté sur la figure 3 et comprend un réseau apodisé 18 et un réseau à saut de phase 20, qui sont montés sur un support 22, ainsi  An extractor, in a configuration RT, is schematically represented in FIG. 3 and comprises an apodized network 18 and a phase-jump network 20, which are mounted on a support 22, as well as

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qu'un circulateur 24 à trois voies ("ports") vl, v2 et v3 .  a three-way circulator 24 ("ports") v1, v2 and v3.

L'entrée du signal S à filtrer spectralement se fait par une fibre optique 26 sur la voie vl du circulateur. L'onde guidée est donc dirigée vers la voie v2. Elle y rencontre le réseau apodisé.  The input of the signal S to be spectrally filtered is via an optical fiber 26 on the channel v1 of the circulator. The guided wave is thus directed to the v2 path. There she meets the apodized network.

Une partie du signal correspondant à la bande de filtrage de ce réseau est réfléchie vers la voie v2 puis dirigée vers la voie v3.  Part of the signal corresponding to the filter band of this network is reflected towards the channel v2 and then directed to the channel v3.

Le signal restant se disperse dans un milieu 28 constitué par un liquide d'adaptation d'indice sans lequel les réflexions de Fresnel en bout de fibre risquent de rediriger une partie non négligeable du signal d'entrée dans le dispositif.  The remaining signal is dispersed in a medium 28 consisting of an index matching liquid without which the Fresnel reflections at the end of the fiber may redirect a significant part of the input signal in the device.

En variante l'extrémité de la fibre, sur laquelle est formé le réseau 18, peut être clivée en biais. On peut aussi utiliser le liquide d'adaptation d'indice et un tel clivage.  In a variant, the end of the fiber on which the network 18 is formed can be cleaved at an angle. The index matching liquid and such cleavage can also be used.

La bande spectrale réfléchie dans voie v3 est donnée par le spectre du réseau apodisé qui est caractérisé par une longueur L et une amplitude de

Figure img00150001

modulation d'indice 6.nmod' avec L=10mm et Ànn,od=4xlCT4 dans l'exemple, et rencontre le réseau à saut de phase caractérisé, dans l'exemple, par un saut de phase ## égal à #, une longueur L égale à 3mm et une amplitude de modulation #nmod égale à 15x10-4. The spectral band reflected in path v3 is given by the spectrum of the apodized network which is characterized by a length L and an amplitude of
Figure img00150001

modulation of index 6.nmod 'with L = 10mm and Ànn, od = 4xlCT4 in the example, and encounters the phase-jump network characterized, in the example, by a phase jump ## equal to #, a length L equal to 3mm and a modulation amplitude #nmod equal to 15x10-4.

Si les spectres de ces réseaux sont bien accordés, on extrait du signal uniquement le pic central du réseau à saut de phase.  If the spectra of these networks are well tuned, only the central peak of the phase-jump network is extracted from the signal.

Le signal réfléchi par ce dernier se perd dans l'isolation du circulateur. Aucun effet de  The signal reflected by the latter is lost in the insulation of the circulator. No effect of

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résonance (du type Fabry-Perot) n'est donc observé entre les deux réseaux.  resonance (of the Fabry-Perot type) is therefore observed between the two networks.

Le signal s ainsi extrait de S est fourni par la fibre optique sur laquelle est formé le réseau à saut de phase.  The signal thus extracted from S is provided by the optical fiber on which the phase-jump network is formed.

La configuration TR est similaire à la précédente. Un extracteur, utilisant cette configuration TR, est schématiquement représenté sur la figure 4 et utilise les mêmes composants que l'extracteur de la figure 3, agencés comme on le voit sur la figure 4.  The TR configuration is similar to the previous one. An extractor, using this configuration TR, is diagrammatically represented in FIG. 4 and uses the same components as the extractor of FIG. 3, arranged as can be seen in FIG.

Le signal d'entrée S est guidé dans une fibre 30 jusqu'au réseau à saut de phase 20. Le signal transmis pénètre par la voie vl dans le circulateur qui le dirige vers la voie v2 où il rencontre le réseau apodisé 18. Le signal réfléchi ressort par la voie v3 du circulateur.  The input signal S is guided in a fiber 30 to the phase-jump network 20. The transmitted signal enters via the channel v1 into the circulator which directs it to the channel v2 where it meets the apodized network 18. The signal reflected spring by the v3 path of the circulator.

On retrouve en sortie le pic fin de transmission du réseau à saut de phase.  The output of the end peak of transmission of the phase jump network is found at the output.

Un liquide adaptateur d'indice et/ou un clivage en biais de la fibre optique transportant le signal de sortie s évite au signal transmis par les deux réseaux d'être réfléchi à la sortie du dispositif.  An index adapter fluid and / or an angled cleavage of the optical fiber carrying the output signal s prevents the signal transmitted by the two networks from being reflected at the output of the device.

Le circulateur bloque aussi la résonance entre les deux réseaux dans l'extracteur de la figure 4.  The circulator also blocks the resonance between the two networks in the extractor of FIG.

La configuration RT est caractérisée par l'isolation de son entrée. Aucun signal qui y pénètre ne ressort par la voie d'entrée. La configuration TR est quant à elle isolée en sortie : un signal qui  The RT configuration is characterized by the isolation of its input. No signal entering it can be seen through the entrance. The TR configuration is itself isolated at the output: a signal that

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pénètre dans le dispositif par la sortie n'a aucun effet.  enters the device through the output has no effect.

Les extracteurs des figures 3 et 4 fonctionnent effectivement comme on l'a expliqué plus haut. Il faut pour cela que la bande de filtrage du réseau apodisé soit incluse dans la bande de filtrage du réseau à saut de phase.  The extractors of Figures 3 and 4 actually work as explained above. This requires that the filter band of the apodized network is included in the filter band of the phase-jump network.

Dans l'exemple considéré (réseau à saut de

Figure img00170001

phase : déphasage de n, longueur 3mm et Anmod=15xlO~4 ; réseau apodisé : apodisation sinus, longueur 10mm, #nmod=4x10-4), on a une largeur de bande de filtrage ## peu différente de lOpm (à -3dB), pas de perte d'insertion et un taux de réjection important puisque l'atténuation est de 35dB sur une bande de 0,4nm. In the example under consideration (jump network
Figure img00170001

phase: phase shift of n, length 3 mm and Anmod = 15 × 10 -4; apodized network: sinus apodization, length 10mm, # nmod = 4x10-4), we have a filter bandwidth ## little different from lOpm (at -3dB), no insertion loss and a high rejection rate since the attenuation is 35 dB on a 0.4 nm band.

On voit cela sur la figure 5 qui montre le spectre de sortie Tt d'un extracteur, en configuration RT ou TR, exprimé en décibels, en fonction de l'écart à la longueur d'onde, noté ## (en nm).  This is shown in FIG. 5 which shows the output spectrum Tt of an extractor, in RT or TR configuration, expressed in decibels, as a function of the wavelength difference, denoted ## (in nm).

Le choix des spectres caractéristiques du réseau apodisé et du réseau à saut de phase permet de modifier l'allure du filtre de l'extracteur.  The choice of the characteristic spectra of the apodized network and the phase jump network makes it possible to modify the shape of the filter of the extractor.

La figure 6 montre des exemples de différentes réponses d'extracteurs en fonction de différents réseaux à saut de phase ayant tous une longueur de 2mm mais des amplitudes de modulation #nmod de 2x10-4 (réponse I) , 4x10-4 (réponse II) et 8x10-4(réponse III). On remarque ainsi que la largeur ## peut être accordée. On précise que le réseau apodisé associé à une longueur de 4mm et un paramètre #nmod égal à 4x10-4.  FIG. 6 shows examples of different extractor responses as a function of different phase jump networks all having a length of 2mm but modulation amplitudes #nmod of 2x10-4 (response I), 4x10-4 (response II) and 8x10-4 (answer III). We notice that the width ## can be granted. It specifies that the apodized network associated with a length of 4mm and a parameter #nmod equal to 4x10-4.

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Dans les extracteurs des figures 3 et 4, le circulateur 24 peut être remplacé par un coupleur optique pourvu d'un isolateur. Le coupleur permet la séparation du signal d'une voie sur l'autre et l'isolateur permet d'éviter la création d'effets de cavité entre les deux réseaux.  In the extractors of Figures 3 and 4, the circulator 24 may be replaced by an optical coupler provided with an insulator. The coupler allows the separation of the signal from one channel to the other and the isolator avoids the creation of cavity effects between the two networks.

Ceci est schématiquement illustré par la figure 7 où l'on voit le coupleur optique 32 ayant quatre voies d'entrée-sortie. L'une de ces voies est reliée à une extrémité de l'isolateur optique 34.  This is schematically illustrated in Figure 7 where we see the optical coupler 32 having four input-output channels. One of these channels is connected to one end of the optical isolator 34.

L'autre extrémité de cet isolateur forme une voie vl de l'association coupleur-isolateur. The other end of this insulator forms a channel v1 of the coupler-insulator combination.

Une autre voie de coupleur n'est pas utilisée et placée dans un liquide adapteur d'indice 36 et/ou clivée en biais.  Another coupler path is not used and placed in an index adapter fluid 36 and / or cleaved at an angle.

Les deux autres voies du coupleur ont les références v2 et v3.  The other two channels of the coupler have references v2 and v3.

Les voies vl, v2 et v3 de la figure 7 correspondent respectivement aux voies v2, vl et v3 de la figure 3.  The channels v1, v2 and v3 of FIG. 7 correspond respectively to the channels v2, v1 and v3 of FIG.

Du point de vue de la perte à l'insertion, l'utilisation du circulateur est avantageuse par rapport à celle de l'association coupleur-isolateur car l'une des voies du coupleur n'est pas utilisée et une partie du signal est perdue à cause de cette voie.  From the point of view of insertion loss, the use of the circulator is advantageous compared to that of the coupler-isolator combination because one of the coupler channels is not used and part of the signal is lost. because of this way.

Le principe d'un extracteur accordable est très simple, compte tenu de ce qui précède : si les deux réseaux de la figure 3 ou de la figure 4 sont fixés sur un même actionneur 8a, qui est lui-même fixé sur le support 22 et du genre de l'actionneur 8 de la figure 2 et qui est muni de moyens de commande 14a, il  The principle of a tunable extractor is very simple, in view of the above: if the two networks of FIG. 3 or of FIG. 4 are fixed on the same actuator 8a, which is itself fixed on the support 22 and of the kind of the actuator 8 of FIG. 2 and which is provided with control means 14a, it

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est possible de modifier la longueur d'onde de Bragg simultanément sur les deux réseaux.  It is possible to modify the Bragg wavelength simultaneously on both networks.

La réponse spectrale de l'extracteur est donc translatée spectralement sur la plage d'accordabilité.  The spectral response of the extractor is therefore translated spectrally over the tunability range.

On retrouve ainsi le principe de l'extracteur accordable tel que défini plus haut. La sensibilité et l'intervalle de balayage dépendent à la fois du type d'actionneur et des réseaux de Bragg choisis.  We thus find the principle of the tunable extractor as defined above. The sensitivity and scan interval depend on both the type of actuator and the selected Bragg gratings.

Un extracteur modulable en puissance requiert une configuration différente de la précédente.  A power adjustable extractor requires a configuration different from the previous one.

Un exemple de cet extracteur est schématiquement représenté sur la figure 8. An example of this extractor is schematically shown in FIG. 8.

Cet extracteur de la figure 8 se déduit de l'extracteur de la figure 3 de la façon suivante : le réseau apodisé 18 est remplacé par un réseau apodisé 18a dont la réponse spectrale est adaptée à la modulation en puissance d'une manière expliquée plus loin.  This extractor of FIG. 8 is deduced from the extractor of FIG. 3 as follows: the apodized network 18 is replaced by an apodized network 18a whose spectral response is adapted to the power modulation in a manner explained further .

De plus, le réseau 18a est fixé à un actionneur 8b, du genre de l'actionneur 8 de la figure 2 et commandé par des moyens 14b.  In addition, the network 18a is attached to an actuator 8b, the type of the actuator 8 of Figure 2 and controlled by means 14b.

Dans l'exemple de la figure 8, le réseau 18a est ainsi fixé sur l'actionneur 8b, lui-même fixé sur le support 22.  In the example of FIG. 8, the network 18a is thus fixed on the actuator 8b, itself fixed on the support 22.

L'accordabilité différentielle des deux réseaux 18a et 20 fait que la fine bande de transmission du réseau à saut de phase est modulée par la réponse du réseau apodisé.  The differential tunability of the two networks 18a and 20 causes the thin transmission band of the phase-jump network to be modulated by the response of the apodized network.

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Ceci est schématiquement illustré par la figure 9. On a représenté en transmission (T) la réponse du réseau à saut de phase 20 et en réflexion (R) la réponse du réseau apodisé 18a (L=10mm et #nmod=2x10-4) pour différents décalages spectraux, à savoir Onm (I), 0,07nm (II) et 0,14nm (III).  This is schematically illustrated in FIG. 9. The transmission of the response of the phase-jump grating 20 is shown in transmission (T) and in the reflection (R) the response of the apodized grating 18a (L = 10mm and # nmod = 2x10-4). for different spectral offsets, namely Onm (I), 0.07nm (II) and 0.14nm (III).

La réponse de l'extracteur spectral est le produit de T par R.  The response of the spectral extractor is the product of T by R.

La réponse spectrale totale du dispositif diminue bien entendu du cas 1 au cas III.  The total spectral response of the device decreases of course from case 1 to case III.

On remarque donc qu'une modulation est effectivement obtenue sans modification de la position du pic d'extraction. Le réseau apodisé 18a doit présenter une largeur spectrale plus faible que le réseau 18 puisqu'il doit se déplacer dans la bande de transmission du réseau à saut de phase. De ce fait, on utilise un réseau apodisé d'amplitude de modulation plus faible que le réseau 18, à savoir 2x10-4 au lieu de 4x10-4 .  Note therefore that a modulation is actually obtained without changing the position of the extraction peak. The apodized network 18a must have a lower spectral width than the network 18 since it must move in the transmission band of the phase-jump network. As a result, an apodized network of modulation amplitude lower than the network 18, namely 2x10-4 instead of 4x10-4, is used.

On peut réaliser un extracteur qui est à la fois accordable en longueur d'onde et modulable en puissance. Pour ce faire, on utilise deux actionneurs de manière à permettre à la fois l'accordabilité de la longueur d'onde de Bragg pour les deux réseaux et la faible modulation de la longueur d'onde de Bragg du réseau apodisé, permettant la modulation de la puissance de sortie.  It is possible to produce an extractor which is both wavelength-tunable and power-adjustable. To do this, two actuators are used so as to allow both the Bragg wavelength tunability for the two networks and the low modulation of the Bragg wavelength of the apodized network, allowing the modulation of the output power.

Un exemple d'un tel extracteur peut être obtenu à partir de celui de la figure 8, en fixant le réseau 20 sur un actionneur 8c du genre de l'actionneur  An example of such an extractor can be obtained from that of FIG. 8, by fixing the grating 20 to an actuator 8c of the actuator type

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8 de la figure 2 et commandé par des moyens 14c, cet actionneur 8c étant lui-même fixé sur le support 22.  8 of FIG. 2 and controlled by means 14c, this actuator 8c being itself fixed on the support 22.

L'analyseur de spectre optique conforme à l'invention, qui est schématiquement représenté sur la figure 10, comprend un extracteur en longueur d'onde de très grande finesse 38.  The optical spectrum analyzer according to the invention, which is schematically represented in FIG. 10, comprises a wavelength extractor of very high fineness 38.

Dans ce dernier, grâce à un circulateur 40, un signal optique S guidé dans une fibre optique d'entrée 42 subit tout d'abord une réflexion par un réseau de Bragg apodisé 44 puis une transmission par un réseau de Bragg à saut de phase 46. Les réponses spectrales de ces deux réseaux sont telles que le signal de sortie s correspond à une fine bande spectrale de quelques picomètres de largeur à mihauteur.  In the latter, thanks to a circulator 40, an optical signal S guided in an input optical fiber 42 first undergoes reflection by an apodized Bragg grating 44 and then a transmission by a Bragg grating with phase jump. The spectral responses of these two networks are such that the output signal corresponds to a thin spectral band of a few picometers in width at mid-height.

Il convient de noter que, dans l'exemple de la figure 10 comme dans les exemples des figures suivantes, on utilise un extracteur en configuration RT (Réflexion puis Transmission), mais, dans tous les cas, une configuration TR peut aussi être utilisée.  It should be noted that, in the example of Figure 10 as in the examples of the following figures, an extractor in RT (Reflection and Transmission) configuration is used, but in all cases a TR configuration can also be used.

L'extracteur 38 de la figure 10 comprend également un liquide adaptateur d'indice 48 et/ou un clivage en biais à l'extrémité de la fibre optique dans laquelle est formé le réseau apodisé 44.  The extractor 38 of FIG. 10 also comprises an index adapter liquid 48 and / or an oblique cleavage at the end of the optical fiber in which the apodized grating 44 is formed.

De plus, l'analyseur de spectre de la figure 1 comprend en outre un photodétecteur 50 destiné à détecter le signal optique s fourni par l'extracteur 38.  In addition, the spectrum analyzer of FIG. 1 further comprises a photodetector 50 for detecting the optical signal provided by the extractor 38.

Les réseaux de Bragg 44 et 46 sont respectivement fixés à des actionneurs 52 et 54 permettant de faire varier les longueurs d'onde de  The Bragg gratings 44 and 46 are respectively fixed to actuators 52 and 54 making it possible to vary the wavelengths of

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Bragg correspondantes.  Corresponding bragg.

L'analyseur comprend aussi des moyens 56 de commande de ces actionneurs 52 et 54, ces moyens étant notamment aptes à fournir une rampe de tension.  The analyzer also comprises means 56 for controlling these actuators 52 and 54, these means being in particular able to provide a voltage ramp.

L'analyseur de la figure 10 comprend en outre des moyens électroniques 57 de traitement du signal fourni par le photodétecteur 50.  The analyzer of FIG. 10 further comprises electronic means 57 for processing the signal supplied by the photodetector 50.

Ce traitement consiste en une détection temporelle synchronisée sur les moyens de commande 56.  This treatment consists of a synchronized time detection on the control means 56.

La figure 5 donne une représentation théorique de la réponse en transmission (en dB) d'un extracteur. Pour cette réponse, on remarque une largeur à mi-hauteur inférieure à 10 pm et un taux d'extinction de-35 dB à 0,2 nm de la longueur d'onde centrale.  Figure 5 gives a theoretical representation of the transmission response (in dB) of an extractor. For this answer, we notice a half-height width of less than 10 μm and an extinction rate of -35 dB at 0.2 nm of the central wavelength.

La longueur d'onde d'extraction peut être accordée sur une plage ## autour d'une longueur d'onde centrale #c, suivant une fonction #c+##(t). La mesure du signal de sortie de l'extracteur lors d'un balayage de la longueur d'onde d'extraction permet ainsi la mesure du spectre du signal optique d'entrée sur la plage d'accordablilité ##.  The extraction wavelength can be tuned to a range ## around a central wavelength #c, following a function #c + ## (t). The measurement of the output signal of the extractor during a scanning of the extraction wavelength thus makes it possible to measure the spectrum of the input optical signal over the tunability range ##.

C'est le principe de l'analyseur de spectre objet de l'invention.  This is the principle of the spectrum analyzer object of the invention.

Si la plage totale de mesure ##t est supérieure à ##, on utilise une série d'extracteurs dont les plages de balayage se superposent afin d'assurer la continuité de la mesure sur l'ensemble du spectre à acquérir.  If the total measurement range ## t is greater than ##, we use a series of extractors whose scanning ranges are superimposed to ensure the continuity of the measurement over the entire spectrum to be acquired.

Pour le balayage d'une plage de longueurs

Figure img00220001

d'onde [À1; ÀfJ dont la largeur vaut 07T=.f-71, des extracteurs successifs #k sont choisis avec des plages For scanning a range of lengths
Figure img00220001

wave [A1; Ff whose width is 07T = .f-71, successive extractors #k are chosen with ranges

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Figure img00230001

d' accordabilité Ikk,k-1; .x, x+1] . Préférentiellement, un léger recouvrement est prévu entre les plages de deux extracteurs successifs, ce recouvrement s'exprimant par la condition supplémentaire #k+1,k<#k,k+1.
Figure img00230001

tunability Ikk, k - 1; .x, x + 1]. Preferably, a slight overlap is provided between the ranges of two successive extractors, this recovery being expressed by the additional condition # k + 1, k <# k, k + 1.

Par exemple, si pour couvrir une plage de longueurs d'onde [#1; #f] on utilise quatre extracteurs E1, E2, E3 et E4, le premier extracteur El aura une plage

Figure img00230002

d' accordabilité [?1, o; 1/2] avec 1/0=A,i; le second extracteur E2 aura une plage d'accordabilité [#2,1; 2,3]; le troisième extracteur E3 aura une plage d' accordabilité [#3,2; 3,4]; enfin le quatrième extracteur E4 aura une plage d'accordabilité {#4,3; #4,5] avec #4,5=#f. For example, if to cover a range of wavelengths [# 1; #f] we use four extractors E1, E2, E3 and E4, the first extractor El will have a range
Figure img00230002

of tunability [? 1, o; 1/2] with 1/0 = A, i; the second extractor E2 will have a tuning range [# 2.1; 2,3]; the third extractor E3 will have a tunability range [# 3.2; 3,4]; finally the fourth extractor E4 will have a tuning range {# 4.3; # 4,5] with # 4,5 = # f.

On donne dans ce qui suit des exemples de l'invention permettant de réaliser l'association des différents extracteurs et, en particulier, deux architectures pour cette association.  In the following examples are given of the invention to achieve the combination of different extractors and, in particular, two architectures for this association.

La première est une configuration simple dans laquelle les extracteurs sont mis en parallèle. La seconde nécessite un traitement du signal plus élaboré que la première car elle est fondée sur une modulation des extracteurs sur plusieurs fréquences ; pourquoi on l'appelle configuration multifréquentielle.  The first is a simple configuration in which the extractors are paralleled. The second requires a signal processing more elaborate than the first because it is based on a modulation of the extractors on several frequencies; why it is called multifrequency configuration.

L'exemple de la figure 11 est une configuration simple qui comprend une association de quatre extracteurs montés en parallèle. Dans ce cas, on répartit le signal d'entrée S sur les voies des différents extracteurs E1, E2, E3 et E4.  The example of Figure 11 is a simple configuration that includes a combination of four extractors connected in parallel. In this case, the input signal S is distributed over the channels of the different extractors E1, E2, E3 and E4.

On voit aussi un actionneur piézo- électrique 58, sur lequel sont fixés les réseaux de  We also see a piezoelectric actuator 58, on which are fixed the networks of

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Bragg des extracteurs, et des moyens 60 de commande de cet actionneur, ces moyens étant aptes à fournir une rampe de tension.  Bragg extractors, and means 60 for controlling this actuator, these means being able to provide a voltage ramp.

On voit en outre des photodétecteurs Pl,P2,P3 et P4 qui sont respectivement prévus pour détecter les signaux de sortie des extracteurs E1, E2, E3 et E4. Chaque photodétecteur Pi, 1<i<4, permet d'étudier une partie du spectre à analyser, autour d'une longueur d'onde #1.  In addition, photodetectors P1, P2, P3 and P4 are provided which are respectively provided for detecting the output signals of the extractors E1, E2, E3 and E4. Each photodetector Pi, 1 <i <4, makes it possible to study a part of the spectrum to be analyzed, around a wavelength # 1.

L'analyseur de la figure 11 comprend en outre des moyens électroniques 63 de traitement des signaux fournis par les photodétecteurs p1, p2, p3 et p4.  The analyzer of FIG. 11 further comprises electronic means 63 for processing the signals supplied by the photodetectors p1, p2, p3 and p4.

Ce traitement consiste en une détection temporelle synchronisée sur les moyens de commande 60.  This processing consists of a synchronized time detection on the control means 60.

Dans l'exemple de la figure 11 on a choisi de placer un commutateur optique 62 du genre 1x4 qui commute le signal d'entrée S sur chacune des voies d'analyse comportant un extracteur. L'avantage d'un tel commutateur est qu'il permet d'analyser la totalité du signal sur chacune des voies. Il n'y a donc pas de perte de puissance.  In the example of FIG. 11, it has been chosen to place an optical switch 62 of the sort 1x4 which switches the input signal S on each of the analysis channels comprising an extractor. The advantage of such a switch is that it makes it possible to analyze the totality of the signal on each of the channels. There is no loss of power.

Il convient cependant de noter que la mesure ne se fait pas instantanément : les plages de balayage des extracteurs sont interrogées successivement.  It should be noted, however, that the measurement is not done instantly: the scanning ranges of the extractors are interrogated successively.

A la place du commutateur on peut utiliser une suite de coupleurs ou tout autre système de division d'une onde optique guidée.  Instead of the switch can be used a sequence of couplers or any other system of division of a guided optical wave.

Dans le cas des coupleurs, pour une association de 2n extracteurs, il faut utiliser 2n - 1  In the case of couplers, for a combination of 2n extractors, use 2n - 1

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coupleurs.  couplers.

Dans l'exemple de la figure 12, n vaut 2.  In the example of Figure 12, n is 2.

On utilise donc trois coupleurs Cl, C2 et C3. Il s'agit de coupleurs de type 2 vers 2. Ces coupleurs sont montés en cascade et l'on n'utilise que trois voies de chaque coupleur. Three couplers C1, C2 and C3 are therefore used. These are type 2 to 2 couplers. These couplers are cascaded and only three channels of each coupler are used.

Sur la figure 12 (comme sur la figure 11 ) , les références el, e2, e3, et e4 désignent les voies d'entrée des extracteurs E1, E2, E3 et E4.  In FIG. 12 (as in FIG. 11), the references e1, e2, e3, and e4 denote the input channels of the extractors E1, E2, E3 and E4.

Ces derniers reçoivent simultanément une fraction du signal d'entrée S.  The latter simultaneously receive a fraction of the input signal S.

Si l'on utilise des coupleurs 50/50, cette association a l'avantage de diviser le signal en parts égales sur chacune des voies de sortie. Contrairement au cas du commutateur, chaque voie reçoit alors (0, 5)p fois la puissance initiale du signal (où p est le nombre de coupleurs que le signal doit traverser avant d'atteindre l'extracteur), d'où une contrainte plus grande sur la sensibilité des photodétecteurs utilisés.  If 50/50 couplers are used, this association has the advantage of dividing the signal into equal parts on each of the output channels. Contrary to the case of the switch, each channel then receives (0, 5) p times the initial power of the signal (where p is the number of couplers that the signal must cross before reaching the extractor), hence a constraint more great on the sensitivity of the photodetectors used.

L'acquisition des 2 spectres se fait par contre simultanément, ce qui est un avantage par rapport au commutateur . The acquisition of the two spectra is cons cons simultaneously, which is an advantage over the switch.

Avec la configuration simple, l'ensemble des extracteurs peut être accordé par un actionneur unique ou par plusieurs actionneurs commandés par la même tension de commande.  With the simple configuration, all the extractors can be tuned by a single actuator or by several actuators controlled by the same control voltage.

Les extracteurs peuvent aussi être commandés de manière indépendante. L'intérêt réside alors dans la simplicité de l'architecture. Celle-ci s'accompagne cependant de l'intégration d'un nombre élevé de composants.  The extractors can also be controlled independently. The interest then lies in the simplicity of the architecture. This, however, is accompanied by the integration of a large number of components.

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Dans la suite, nous présentons d'autres configurations plus complexes, permettant l'utilisation de moins de composants.  In the following, we present other more complex configurations, allowing the use of fewer components.

Il convient de noter que la configuration simple peut avoir d'autres formes que celle de la figure 11.  It should be noted that the simple configuration may have other forms than that of Figure 11.

Sur la figure 13, on donne ainsi l'exemple d'une configuration simple n'utilisant qu'un seul photodétecteur 64 et un seul circulateur 66 mais nécessitant l'utilisation de trois commutateurs optiques 68,70 et 72 du genre 1 x 4 avant le photodétecteur 64. Cette configuration revient à associer les extracteurs en parallèle.  FIG. 13 thus gives the example of a simple configuration using only a single photodetector 64 and a single circulator 66 but requiring the use of three optical switches 68, 70 and 72 of the type 1 x 4 before the photodetector 64. This configuration amounts to associating the extractors in parallel.

Les commutateurs doivent alors être commandés de la même manière pour toujours interroger la bonne paire de réseaux.  The switches must then be controlled in the same way to always interrogate the right pair of networks.

Dans le cas de la figure 13, on précise que les quatre réseaux apodisés al, a2, a3 et a4 (respectivement les quatre réseaux à saut de phase si, s2, s3 et s4) appartenant respectivement aux quatre extracteurs sont fixés sur un même actionneur piézoélectrique 74 (respectivement 76).  In the case of FIG. 13, it is specified that the four apodized networks al, a2, a3 and a4 (respectively the four phase-jump networks si, s2, s3 and s4) respectively belonging to the four extractors are fixed on the same actuator. piezoelectric 74 (respectively 76).

Les actionneurs 74 et 76 sont commandés par les mêmes moyens de commande 78 qui sont aptes à fournir une rampe de tension.  The actuators 74 and 76 are controlled by the same control means 78 which are able to provide a voltage ramp.

Les réseaux apodisés (respectivement les réseaux à saut de phase) sont reliés, d'un côté, aux sorties du commutateur 70 (respectivement 68) et, de l'autre côté, à des milieux adaptateurs d'indice (respectivement aux entrées du commutateur 72 dont la sortie est reliée au photodétecteur 64.  The apodized networks (respectively the phase jump networks) are connected, on one side, to the outputs of the switch 70 (respectively 68) and, on the other side, to index adapter media (respectively to the inputs of the switch 72 whose output is connected to the photodetector 64.

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De plus, comme on le voit sur la figure 13, la voie vl du circulateur reçoit le signal à analyser S et ses deux autres voies v2 et v3 respectivement reliées aux entrées des commutateurs 70 et 68.  In addition, as seen in FIG. 13, the channel v1 of the circulator receives the signal to be analyzed S and its two other channels v2 and v3 respectively connected to the inputs of the switches 70 and 68.

Pour utiliser l'analyseur de spectre de la figure 13, on commande les commutateurs 68 et 70 de manière à connecter les deux réseaux du même extracteur par l'intermédiaire du circulateur et l'on commande en outre le commutateur 72 de manière à récupérer la longueur d'onde ainsi filtrée.  In order to use the spectrum analyzer of FIG. 13, the switches 68 and 70 are controlled so as to connect the two networks of the same extractor via the circulator and the switch 72 is further controlled so as to recover the wavelength thus filtered.

L'analyseur de la figure 13 comprend aussi des moyens électroniques 79 de traitement du signal fourni par le photodétecteur 64.  The analyzer of FIG. 13 also comprises electronic means 79 for processing the signal supplied by the photodetector 64.

Ce traitement consiste en une détection temporelle synchronisée sur les moyens de commande des actionneurs et des commutateurs.  This processing consists of a synchronized time detection on the control means of the actuators and switches.

Compte tenu du coût des commutateurs, une configuration légèrement différente peut aussi être intéressante comme le montre la figure 14.  Given the cost of the switches, a slightly different configuration may also be interesting as shown in Figure 14.

Si le coût d'un photodétecteur, multiplié par le nombre de sorties, reste inférieur au coût d'un commutateur, on peut supprimer le commutateur de sortie et prévoir un photodétecteur au bout de chaque extracteur.  If the cost of a photodetector, multiplied by the number of outputs, remains lower than the cost of a switch, we can remove the output switch and provide a photodetector at the end of each extractor.

Pour les figures 13 et 14, les mêmes éléments ont les mêmes références et l'on voit que, dans l'analyseur de spectre de la figure 14, l'ensemble commutateur 72-photodétecteur 64 de la figure 13 a été remplacé par quatre photodétecteurs 80,82, 84 et 86 qui sont respectivement reliés aux réseaux à saut de phase.  For FIGS. 13 and 14, the same elements have the same references and it can be seen that, in the spectrum analyzer of FIG. 14, the switch assembly 72-photodetector 64 of FIG. 13 has been replaced by four photodetectors. 80, 82, 84 and 86 which are respectively connected to the phase jump networks.

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Les signaux fournis par ces photodétecteurs sont traités par des moyens électroniques de traitement 87.  The signals provided by these photodetectors are processed by electronic processing means 87.

Ce traitement consiste en une détection temporelle synchronisée sur les moyens de commande des actionneurs et des commutateurs.  This processing consists of a synchronized time detection on the control means of the actuators and switches.

On précise que les moyens de commande des commutateurs 68,70 et 72 de la figure 13 ont la référence 78a sur cette figure 13 et que les moyens de commande 68 et 70 de la figure 14 ont la référence 78b sur cette figure 14.  It is specified that the control means of the switches 68, 70 and 72 of FIG. 13 have the reference 78a in this FIG. 13 and that the control means 68 and 70 of FIG. 14 have the reference 78b in this FIG.

Le tableau I résume les différents éléments qui permettent de réaliser des configurations simples du genre des exemples des figures 11,13 et 14.  Table I summarizes the various elements that make it possible to make simple configurations of the type of the examples of FIGS. 11, 13 and 14.

TABLEAU I

Figure img00280001
TABLE I
Figure img00280001

<tb>
<tb> Configuration <SEP> 11 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> correspondant
<tb> à <SEP> la <SEP> figure
<tb> Nombre <SEP> 2n <SEP> 2n <SEP> 2n
<tb> d'extracteurs
<tb> Nombre <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP>
<tb> minimum
<tb> d'actionneurs
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> 2n <SEP> 2n
<tb> photodétecteurs
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> 2n <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> circulateurs
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> 1 <SEP> du <SEP> genre <SEP> 3 <SEP> du <SEP> genre <SEP> 2 <SEP> du <SEP> genre
<tb> commutateurs <SEP> 1x2n <SEP> 1x2n <SEP> 1x2n
<tb>
<Tb>
<tb> Configuration <SEP> 11 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> corresponding
<tb> to <SEP> the <SEP> figure
<tb> Number <SEP> 2n <SEP> 2n <SEP> 2n
<tb> extractors
<tb> Number <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP>
<tb> minimum
<tb> of actuators
<tb> Number <SEP> of <SEP> 2n <SEP> 2n
<tb> photodetectors
<tb> Number <SEP> of <SEP> 2n <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> circulators
<tb> Number <SEP> of <SEP> 1 <SEP> of <SEP> genus <SEP> 3 <SEP> of <SEP> genus <SEP> 2 <SEP> of <SEP> genus
<tb> switches <SEP> 1x2n <SEP> 1x2n <SEP> 1x2n
<Tb>

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Les configurations du genre de celles des figures 13 et 14 peuvent donc être particulièrement intéressantes dans le cas de l'utilisation d'un nombre d'extracteurs supérieur à 4. The configurations of the type of those of FIGS. 13 and 14 may therefore be particularly advantageous in the case of the use of a number of extractors greater than 4.

Il est possible de moduler le signal filtré grâce à un extracteur en induisant un décalage spectral différentiel entre les deux réseaux de cet extracteur.  It is possible to modulate the filtered signal by means of an extractor by inducing a differential spectral shift between the two networks of this extractor.

Dans la présente invention cette propriété peut être mise à profit pour utiliser une configuration du genre série pour l'association des extracteurs.  In the present invention this property can be used to use a serial type configuration for the combination of extractors.

Dans ce cas, au niveau des photodétecteurs d'analyse, la reconnaissance du signal filtré par un extracteur i ne se fait pas dans le spectre optique à la longueur d'onde #1 associée à cet extracteur : elle se fait par la reconnaissance du signal de modulation à la fréquence f1 imposée à cet extracteur.  In this case, at the level of the photodetectors of analysis, the recognition of the signal filtered by an extractor i is not done in the optical spectrum at the wavelength # 1 associated with this extractor: it is done by the recognition of the signal modulation at the frequency f1 imposed on this extractor.

Des détections synchrones ou tout autre type de filtrage fréquentiel (par transformée de Fourier par exemple) sont utilisables pour extraire les informations provenant de chaque extracteur.  Synchronous detections or any other type of frequency filtering (by Fourier transform for example) can be used to extract information from each extractor.

Deux configurations peuvent être considérées, l'une appariée et l'autre non appariée.  Two configurations can be considered, one paired and the other unmatched.

Dans les exemples qui suivent nous prenons le cas d'un découpage de la plage d'analyse spectrale en quatre parties. In the following examples we take the case of a division of the spectral analysis range into four parts.

La configuration appariée est une version intermédiaire entre une architecture-série et une architecture-parallèle.  The paired configuration is an intermediate version between a serial architecture and a parallel architecture.

Comme on le voit sur la figure 15 le signal S que l'on veut analyser est tout d'abord divisé en  As can be seen in FIG. 15, the signal S that one wants to analyze is firstly divided into

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deux parties, grâce à coupleur 88 de type 50/50 dans l'exemple de la figure 15. Chaque partie du signal S parvient alors à un extracteur comportant deux étages.  two parts, through coupler 88 50/50 type in the example of Figure 15. Each part of the signal S then reaches an extractor with two stages.

Plus précisément, dans l'exemple de la figure 15, un premier (respectivement un deuxième) extracteur comprend, comme on le voit, un circulateur 90 (respectivement 92) dont une première voie reçoit une partie du signal S, une deuxième voie est associée à deux réseaux de Bragg apodisés 94 et 96 (respectivement 98 et 100) en série et - une troisième voie est associée à deux réseaux de Bragg à saut de phase 102 et 104 (respectivement 106 et 108).  More precisely, in the example of FIG. 15, a first (respectively a second) extractor comprises, as can be seen, a circulator 90 (respectively 92) whose first channel receives a portion of the signal S, a second channel is associated to two apodized Bragg gratings 94 and 96 (respectively 98 and 100) in series and - a third channel is associated with two phase jump Bragg gratings 102 and 104 (respectively 106 and 108).

L'extrémité de la fibre optique portant le réseau 96 (respectivement 100) se termine par un liquide adaptateur d'indice et/ou un clivage en biais et l'extrémité de la fibre optique portant le réseau 104 (respectivement 108) se termine par un photodétecteur 110 (respectivement 112).  The end of the optical fiber carrying the network 96 (respectively 100) terminates with an index adapter fluid and / or a skew cleavage and the end of the optical fiber carrying the network 104 (respectively 108) ends with a photodetector 110 (respectively 112).

En outre, les réseaux 94 et 100 (respectivement 96 et 98) sont fixés parallèlement l'un à l'autre sur un actionneur 114 (respectivement 116) et les réseaux 102,104, 106 et 108 sont fixés parallèlement les uns aux autres sur un actionneur 118.  In addition, the networks 94 and 100 (respectively 96 and 98) are fixed parallel to each other on an actuator 114 (respectively 116) and the networks 102, 104, 106 and 108 are fixed parallel to each other on an actuator 118.

Les actionneurs 114 et 116 sont identiques.  The actuators 114 and 116 are identical.

L'analyseur de spectre de la figure 15 comprend aussi des moyens 120 de commande de 1 ' actionneur 118, ces moyens étant aptes à fournir une rampe de tension.  The spectrum analyzer of FIG. 15 also comprises means 120 for controlling the actuator 118, these means being able to provide a voltage ramp.

<Desc/Clms Page number 31> <Desc / Clms Page number 31>

Ces moyens 120 commandent aussi l'actionneur 116 (respectivement 114) par l'intermédiaire d'un sommateur de signaux 122 (respectivement 124) dont une entrée reçoit donc le signal de sortie de ces moyens 120 et dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie d'un générateur de fréquence 126, à la fréquence f1 (respectivement 128, à la fréquence f2), les fréquences f1 et f2 étant différentes.  These means 120 also control the actuator 116 (respectively 114) via a signal summator 122 (respectively 124), an input of which therefore receives the output signal of these means 120 and whose other input receives the signal output of a frequency generator 126, at the frequency f1 (respectively 128, at the frequency f2), the frequencies f1 and f2 being different.

Chaque extracteur retire donc du signal à analyser S deux fines bandes respectivement centrées sur deux longueurs d'onde distinctes, notées #1 et #3 pour l'un des extracteurs et #2 et #4 pour l'autre extracteur.  Each extractor thus withdraws from the signal to be analyzed S two thin strips respectively centered on two distinct wavelengths, denoted # 1 and # 3 for one of the extractors and # 2 and # 4 for the other extractor.

De plus, ces extracteurs sont, comme on l'a vu, utilisés en modulation de puissance suivant les fréquences distinctes f1 et f2, f1 étant associée à #1 et #2 tandis que f2 est associée à #3 et #4.  In addition, these extractors are, as we have seen, used in power modulation according to the distinct frequencies f1 and f2, f1 being associated with # 1 and # 2 while f2 is associated with # 3 and # 4.

Le principe de fonctionnement de l'analyseur de spectre de la figure 15 repose sur l'idée de séparation fréquentielle de chaque étage d'un extracteur.  The operating principle of the spectrum analyzer of FIG. 15 is based on the idea of frequency separation of each stage of an extractor.

Dans l'exemple donné, un premier extracteur à deux étages balaie les bandes spectrale n 1 et 3 (réseaux correspondant à #1 et #3). Chaque étage est modulé par les deux fréquences f1 et f2. (Mais remarquons que les étages de cet extracteur pourraient aussi balayer des plages spectrales qui se recouvrent, contrairement au cas de l'exemple).  In the example given, a first two-stage extractor sweeps the spectral bands n 1 and 3 (networks corresponding to # 1 and # 3). Each stage is modulated by the two frequencies f1 and f2. (But note that the floors of this extractor could also scan spectral ranges that overlap, unlike the case of the example).

Le second extracteur fonctionne sur le même principe que le premier.  The second extractor works on the same principle as the first.

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L'utilisation de deux actionneurs identiques pour les deux extracteurs impose la modulation sur les mêmes fréquences.  The use of two identical actuators for the two extractors imposes the modulation on the same frequencies.

Les photodétecteurs 110 et 112 reçoivent donc la somme des signaux modulés provenant des différents étages. Des moyens 130 de traitement des signaux sont donc prévus pour séparer les domaines fréquentiels suivant la fréquence, ce qui permet, indirectement, la séparation spectrale suivant la longueur d'onde.  The photodetectors 110 and 112 thus receive the sum of the modulated signals coming from the different stages. Signal processing means 130 are therefore provided to separate the frequency domains according to the frequency, which allows, indirectly, the spectral separation according to the wavelength.

Le tableau II résume les différents éléments nécessaires à la réalisation d'une configuration multifréquentielle appariée.  Table II summarizes the different elements necessary to achieve a paired multifrequency configuration.

TABLEAU II

Figure img00320001
TABLE II
Figure img00320001

<tb>
<tb> Nombre <SEP> d'extracteurs <SEP> 2n
<tb> Nombre <SEP> minimum
<tb> d'actionneurs <SEP> 2n-1+1
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> photodétecteurs <SEP> 2
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> circulateurs <SEP> 2
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> générateurs <SEP> de
<tb> fréquence <SEP> 2n-1
<tb> Répartition <SEP> du <SEP> signal
<tb> d'entrée <SEP> 1 <SEP> coupleur
<tb>
<Tb>
<tb> Number <SEP> of extractors <SEP> 2n
<tb> Number <SEP> minimum
<tb> of actuators <SEP> 2n-1 + 1
<tb> Number <SEP> of <SEP> photodetectors <SEP> 2
<tb> Number <SEP> of <SEP> Circulators <SEP> 2
<tb> Number <SEP> of <SEP><SEP> Generators
<tb> frequency <SEP> 2n-1
<tb> Distribution <SEP> of the <SEP> signal
<tb> input <SEP> 1 <SEP> coupler
<Tb>

La configuration non appariée est une architecture complètement du genre série où les différents extracteurs sont associés de manière à n'en former qu'un seul, présentant plusieurs étages. The unpaired configuration is a completely serial-type architecture where the different extractors are associated so as to form only one, having several stages.

Chaque étage i est modulé suivant une fréquence f1 qui lui est propre. Un seul photodétecteur  Each stage i is modulated at a frequency f1 that is specific to it. One photodetector

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est alors nécessaire pour recevoir et traiter l'ensemble des signaux. A la sortie de ce photodétecteur une détection synchrone ou une analyse de Fourier du signal permet la séparation des différentes plages de longueurs d'onde.  is then necessary to receive and process all the signals. At the output of this photodetector a synchronous detection or a Fourier analysis of the signal allows the separation of the different wavelength ranges.

La figure 16 donne un exemple d'analyseur de spectre conforme à l'invention, utilisant une telle configuration et fondé sur l'association de quatre extracteurs.  FIG. 16 gives an example of a spectrum analyzer according to the invention, using such a configuration and based on the association of four extractors.

Plus précisément, cet analyseur de spectre comprend un circulateur 132 dont une première voie reçoit le signal à analyser S, une deuxième voie est associée à un montage en série de quatre réseaux de Bragg apodisés 134,136, 138 et 140, ce montage étant terminé par un liquide adaptateur d'indice et/ou un clivage en biais de la fibre optique portant ces quatre réseaux, et une troisième voie est associée à un montage en série de quatre réseaux de Bragg à saut de phase 142,144, 146 et 148, ce montage étant terminé par un photodétecteur 150 relié à des moyens électroniques 152 de traitement des signaux fournis par ce photodétecteur.  More precisely, this spectrum analyzer comprises a circulator 132 of which a first channel receives the signal to be analyzed S, a second channel is associated with a series connection of four apodized Bragg gratings 134, 136, 138 and 140, this assembly being terminated by a index adapter liquid and / or angled cleavage of the optical fiber carrying these four networks, and a third path is associated with a series connection of four phase jump Bragg gratings 142,144, 146 and 148, this arrangement being terminated by a photodetector 150 connected to electronic means 152 for processing the signals supplied by this photodetector.

Les réseaux 134,136, 138 et 140 sont respectivement fixés à quatre actionneurs piézoélectriques 154,156, 158 et 160 tandis que les quatre réseaux 142,144, 146 et 148 sont fixés parallèlement les uns aux autres sur un même actionneur piézoélectrique 162.  The networks 134, 136, 138 and 140 are respectively fixed to four piezoelectric actuators 154, 156, 158 and 160 while the four networks 142, 144, 146 and 148 are fixed parallel to each other on the same piezoelectric actuator 162.

L'analyseur de spectre de la figure 16  The spectrum analyzer of Figure 16

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comprend aussi des moyens 164 de commande de l'actionneur 162, ces moyens étant aptes à fournir une rampe de tension.  also includes means 164 for controlling the actuator 162, these means being able to provide a voltage ramp.

Ces moyens 164 commandent aussi les actionneurs 154,156, 158 et 160 respectivement par l'intermédiaire de quatre sommateurs de signaux 166, 168,170 et 172 dont une entrée reçoit le signal de sortie de ces moyens 164 et dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie d'un générateur de fréquence.  These means 164 also control the actuators 154, 156, 158 and 160 respectively via four signal summers 166, 168, 170 and 172 whose input receives the output signal from these means 164 and whose other input receives the output signal. a frequency generator.

Ce dernier a la référence 173,174, 176 ou 178 et fonctionne à une fréquence f-, f2, f3 ou f4 selon qu'il est associé à l'actionneur 154, 156, 158 ou 160.  The latter has the reference 173,174, 176 or 178 and operates at a frequency f-, f2, f3 or f4 depending on whether it is associated with the actuator 154, 156, 158 or 160.

De plus, les fréquences f1, f2, f3 et f4 sont différentes et sont respectivement associées à quatre longueurs d'onde différentes #1, #2, #3 et #4 qui correspondent respectivement aux couples de réseaux 134-148, 136-146,138-144 et 140-142.  In addition, the frequencies f1, f2, f3 and f4 are different and are respectively associated with four different wavelengths # 1, # 2, # 3 and # 4 which respectively correspond to the pairs of networks 134-148, 136-146, 138 -144 and 140-142.

La fonction de l'actionneur 162 est la suivante : permettre l'accordabilité de l'ensemble des réseaux sur leur plage spectrale de variation.  The function of the actuator 162 is as follows: allow the tunability of all the networks on their spectral range of variation.

La fonction de chacun des actionneurs 154, 156,158 et 160 est la suivante : permettre une modulation à une fréquence f autour de la longueur d'onde accordable pour chaque réseau apodisé..  The function of each of the actuators 154, 156, 158 and 160 is as follows: allow modulation at a frequency f around the tunable wavelength for each apodized network.

Dans les moyens 152, le traitement du signal fourni par le photodétecteur 150 consiste en une détection temporelle, par exemple une détection synchrone, qui permet de séparer les signaux reçus aux fréquences fl, f2, f3, f4.  In the means 152, the processing of the signal supplied by the photodetector 150 consists of a time detection, for example a synchronous detection, which makes it possible to separate the signals received at the frequencies f1, f2, f3, f4.

L'analyseur de spectre de la figure 16 fonctionne de façon analogue à celui de la figure 15, à  The spectrum analyzer of FIG. 16 operates in a similar manner to that of FIG.

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ceci près que l'ensemble des extracteurs est réuni dans un seul étage. Le photodétecteur 150 reçoit donc la somme des 4 signaux correspondant aux fréquences fl, f2, f3 et f4.  this is because all the extractors are assembled in one floor. The photodetector 150 thus receives the sum of the 4 signals corresponding to the frequencies f1, f2, f3 and f4.

Le tableau III résume les différents éléments nécessaires à la réalisation d'une configuration multifréquentielle non appariée.  Table III summarizes the various elements necessary for carrying out an unpaired multifrequency configuration.

TABLEAU III

Figure img00350001
TABLE III
Figure img00350001

<tb>
<tb> Nombre <SEP> d'extracteurs <SEP> 2n
<tb> Nombre <SEP> minimum
<tb> d'actionneurs <SEP> 2n+l
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> photodétecteurs <SEP> 1
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> circulateurs <SEP> 1
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> générateurs <SEP> de
<tb> fréquence <SEP> 2n
<tb> Répartition <SEP> du <SEP> signal
<tb> d'entrée
<tb>
<Tb>
<tb> Number <SEP> of extractors <SEP> 2n
<tb> Number <SEP> minimum
<tb> of actuators <SEP> 2n + l
<tb> Number <SEP> of <SEP> photodetectors <SEP> 1
<tb> Number <SEP> of <SEP> circulators <SEP> 1
<tb> Number <SEP> of <SEP><SEP> Generators
<tb> frequency <SEP> 2n
<tb> Distribution <SEP> of the <SEP> signal
<tb> input
<Tb>

Il convient de noter que la configuration multi-fréquentielle nécessite des moyens de traitement du signal fourni par le photodétecteur. Ce traitement consiste en une détection temporelle, par exemple une détection synchrone. It should be noted that the multi-frequency configuration requires signal processing means provided by the photodetector. This processing consists of a time detection, for example a synchronous detection.

Cependant cette configuration multifréquentielle ne nécessite pas la division du signal d'entrée. On peut donc analyser la totalité du spectre simultanément sans réduction importante du signal à détecter.  However, this multifrequency configuration does not require division of the input signal. We can therefore analyze the entire spectrum simultaneously without significant reduction of the signal to be detected.

Dans ce qui suit, on donne les caractéristiques que peuvent avoir des analyseurs de  In what follows, we give the characteristics that can have analyzers of

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spectre conformes à la présente invention.  spectrum according to the present invention.

Le domaine spectral de mesure est fixé par le nombre N d'extracteurs utilisés. Pour une accordabilité comprise entre 10 nm et 20 nm par extracteur on peut utiliser la formule suivante pour la définition de la plage de mesure: lOxN (nm) ####20xN(nm)
Un conditionnement adéquat des fibres optiques utilisées peut faire passer leur limite d'élongation de 1% à 2%, ce qui permet de doubler l'étendue de la plage spectrale pour un même nombre d'extracteurs.
The spectral range of measurement is fixed by the number N of extractors used. For a tunability of between 10 nm and 20 nm per extractor, the following formula can be used for the definition of the measuring range: lOxN (nm) #### 20xN (nm)
Proper conditioning of the optical fibers used can increase their elongation limit from 1% to 2%, which doubles the range of the spectral range for the same number of extractors.

La résolution ## est fixée par la largeur à mi-hauteur du pic d'extraction spectral et dépend de la forme des deux réseaux de Bragg qui sont appariés. Elle peut aller de quelques picomètres à quelques dizaines de picomètres.  The ## resolution is set by the half-width of the spectral peak and depends on the shape of the two Bragg gratings that are paired. It can range from a few picometers to a few tens of picometers.

Pour remédier aux problèmes de dérive thermique et mécanique sur les réseaux de Bragg et les actionneurs, on utilise une calibration.  To overcome thermal and mechanical drift problems on Bragg gratings and actuators, a calibration is used.

De façon classique, pour mettre en oeuvre cette calibration, on peut utiliser une source lumineuse de longueur d'onde fixe que l'on connecte régulièrement à l'entrée d'un analyseur de spectre conforme à l'invention. La précision de l'analyseur de spectre dépend alors de la stabilité de cette source.  In a conventional way, to implement this calibration, it is possible to use a light source of fixed wavelength which is regularly connected to the input of a spectrum analyzer according to the invention. The accuracy of the spectrum analyzer then depends on the stability of this source.

Les pertes d'insertion dépendent beaucoup de la configuration choisie. En théorie, la configuration multi-fréquentielle non appariée est celle qui présente le moins de pertes. Si l'on suppose que les réseaux sont quasiment saturés, seul le  Insertion losses are very dependent on the chosen configuration. In theory, the unpaired multi-frequency configuration is the one with the least losses. If we assume that the networks are almost saturated, only the

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circulateur donne des pertes, de l'ordre 1 à l,3dB.  circulator gives losses, of the order 1 to l, 3dB.

La configuration simple présente plus de pertes que les autres configurations puisque le signal doit être divisé en autant de voies qu'il y a d'extracteurs.  The simple configuration has more losses than the other configurations since the signal must be divided into as many channels as there are extractors.

La sensibilité d'un analyseur de spectre conforme à l'invention, c'est à dire la puissance minimale que doit avoir un signal pour pouvoir être analysé, dépend principalement du type de photodétecteur choisi, de la résolution souhaitée (plus le pic d'extraction est large, plus on détecte le signal) et de la configuration choisie pour l'analyseur de spectre (à cause des pertes d'insertion).  The sensitivity of a spectrum analyzer according to the invention, ie the minimum power that a signal must have in order to be analyzed, depends mainly on the type of photodetector chosen, the desired resolution (plus the peak of extraction is wide, the more the signal is detected) and the configuration chosen for the spectrum analyzer (because of insertion losses).

Si l'on prend l'exemple d'une source large émettant 1mW (0 dBm) sur une plage de 60 nm (cas typique d'une application de l'invention aux capteurs), la puissance qui sort d'un extracteur de résolution ## vaut :
Pext = - 48 (dBm/ pm) + 10log(##(pm))
Si ## vaut 2pm, on obtient un signal de sortie de-45dBm (33 nW) et si ## vaut 10pm, le signal monte à-38dBm (0,16 W).
If one takes the example of a wide source emitting 1mW (0 dBm) over a range of 60 nm (typical case of an application of the invention to the sensors), the power coming out of a resolution extractor ## is:
Pext = - 48 (dBm / pm) + 10log (## (pm))
If ## is equal to 2pm, an output signal of -45dBm (33nW) is obtained and if ## is equal to 10pm, the signal goes up to -38dBm (0.16W).

Cette sensibilité est aussi fonction des pertes à l'insertion provoquées par l'utilisation de coupleurs optiques et des autres composants de l'analyseur de spectre.  This sensitivity is also a function of the insertion losses caused by the use of optical couplers and other components of the spectrum analyzer.

Dans le cas de la configuration simple les pertes sont de l'ordre de 7dB. La puissance à détecter chute donc respectivement à-52dBm et-45dBm.  In the case of the simple configuration the losses are of the order of 7dB. The power to detect drops respectively to -52dBm and -45dBm.

Cette sensibilité est en outre considérablement réduite par la fréquence  This sensitivity is further considerably reduced by the frequency

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d'acquisition. Le temps d'intégration sur la bande ## est déterminant suivant le niveau du signal à détecter.  acquisition. The integration time on the band ## is decisive according to the level of the signal to be detected.

Dans le cas d'une mesure d'un signal de télécommunication, qui est beaucoup plus important puisque la puissance émise s'étend généralement sur 100 pm, la puissance qui sort de l'extracteur de résolution ## devient donc:
Pext = - 20 (dBm/pm) + 10log(## (pm))
Si ## vaut 2pm le signal de sortie vaut donc -18dBm (16 W).
In the case of a measurement of a telecommunication signal, which is much more important since the power emitted generally extends over 100 pm, the power coming out of the resolution extractor ## thus becomes:
Pext = - 20 (dBm / pm) + 10log (## (pm))
If ## is 2pm then the output signal is -18dBm (16W).

Compte tenu du fait que le signal est plus élevé, la contrainte sur la fréquence d'acquisition est moins forte.  Given the fact that the signal is higher, the constraint on the acquisition frequency is less strong.

La fréquence d'acquisition dépend du niveau du signal à détecter mais aussi des fréquences de modulation dans le cas d'une configuration multifréquentielle (pour éviter les phénomènes de battements).  The acquisition frequency depends on the level of the signal to be detected but also the modulation frequencies in the case of a multifrequency configuration (to avoid the phenomena of beats).

Considérons maintenant les actionneurs, de préférence les actionneurs piézoélectriques, qui sont des composants importants de l'invention.  Now consider the actuators, preferably the piezoelectric actuators, which are important components of the invention.

Un actionneur adapté à la traction d'une fibre optique est commercialement disponible auprès de la Société Jena sous la référence PX 500 ou PX 1500.  An actuator suitable for pulling an optical fiber is commercially available from the Jena Company under the reference PX 500 or PX 1500.

La courbe déplacement/force de cet actionneur est une droite de pente 0,06 N/ m. Dans le cas d'une fibre étirée entre deux points distants de 14 mm, la pente de cette même droite est de 0,061N/ m, d'où une pente identique.  The displacement / force curve of this actuator is a line of slope 0.06 N / m. In the case of a fiber stretched between two points 14 mm apart, the slope of this same straight line is 0.061N / m, hence an identical slope.

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Dans certaine configurations de l'invention, un même actionneur doit permettre l'accordabilité de plusieurs réseaux. De tels actionneurs sont commercialement disponibles auprès de la Société Jena.  In certain configurations of the invention, the same actuator must allow the tunability of several networks. Such actuators are commercially available from the Jena Company.

A titre d'exemple, l'actionneur piézoélectrique dont la référence est PX 400HL a une force de blocage de 120N et un allongement maximum de 400 m et convient à une association comportant huit fibres optiques.  By way of example, the piezoelectric actuator whose reference is PX 400HL has a blocking force of 120N and a maximum elongation of 400 m and is suitable for an association comprising eight optical fibers.

Pour réduire le nombre des actionneurs, qui sont coûteux, le plus simple consiste à utiliser un seul actionneur apte à coopérer avec plusieurs fibres optiques, par exemple 8 fibres. Dans ce cas, on retrouve une configuration simple.  To reduce the number of actuators, which are expensive, the simplest is to use a single actuator capable of cooperating with several optical fibers, for example 8 fibers. In this case, we find a simple configuration.

Pour réduire le nombre de circulateurs, qui sont également coûteux, il convient de considérer un analyseur de spectre multi-fréquentiel.  To reduce the number of circulators, which are also expensive, it is necessary to consider a multi-frequency spectrum analyzer.

Dans ce cas, l'optimisation de l'utilisation des actionneurs conduit à un analyseur complexe.  In this case, the optimization of the use of the actuators leads to a complex analyzer.

La configuration simple reprend le principe de la figure 14. Les caractéristiques principales de l'analyseur de spectre qui en résulte sont alors : - une voie d'analyse - plage d'analyse : 40nm####80nm - mesure non instantanée.  The simple configuration follows the principle of Figure 14. The main characteristics of the resulting spectrum analyzer are then: - an analysis channel - analysis range: 40nm #### 80nm - non-instantaneous measurement.

Une configuration à plusieurs voies (par exemple quatre voies) tire partie de la possibilité de piloter plusieurs actionneurs (par exemple huit actionneurs) à partir d'un même module de commande.  A multi-channel configuration (for example four channels) takes advantage of the possibility of controlling several actuators (for example eight actuators) from the same control module.

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On utilise donc 8 actionneurs pour actionner 8 fibres optiques (correspondant à 64 réseaux de Bragg en tout). Le dispositif ainsi obtenu est donc très complexe.  So 8 actuators are used to operate 8 optical fibers (corresponding to 64 Bragg gratings in all). The device thus obtained is therefore very complex.

Pour limiter le nombre de circulateurs, on choisit la configuration multi-fréquentielle.  To limit the number of circulators, one chooses the multi-frequency configuration.

Un exemple simple de l'invention, correspondant à une telle configuration, est schématiquement représenté sur la figure 17.  A simple example of the invention, corresponding to such a configuration, is schematically shown in FIG. 17.

Dans cet exemple, on est capable d'analyser simultanément quatre voies sur 8 extracteurs.  In this example, one is able to simultaneously analyze four channels on 8 extractors.

Chacune des voies vl, v2, v3 et v4 est divisée en deux pour aller vers deux fois quatre extracteurs, accordés aux fréquences de modulation f1, f2, f3 et f4. Chaque voie concerne donc 8 longueurs d'onde de Bragg. Le filtrage par les deux photodétecteurs relatifs à la même voie permet d'analyser le spectre quasiment instantanément par plages de 10 à 20 nm.  Each of the channels v1, v2, v3 and v4 is divided in two to go to twice four extractors, tuned to the modulation frequencies f1, f2, f3 and f4. Each channel therefore concerns 8 Bragg wavelengths. The filtering by the two photodetectors relating to the same channel makes it possible to analyze the spectrum almost instantaneously in ranges of 10 to 20 nm.

On précise que sur la figure 17 - les références Al, A2 , A3 , A4 , A5 , A6 , A7 et A8 représentent les actionneurs, - la référence CA représente les moyens de commande des actionneurs Al, A2, A3 et A4, aptes à fournir à ces derniers une rampe de tension, les références FI, F2, F3 et F4 représentent des sommateurs de signaux et des générateurs de fréquences qui sont respectivement associés aux fréquences f1, f2, f3 et f4 et relient respectivement l'actionneur Al à l'actionneur A5, l'actionneur A2 à l'actionneur A6, l'actionneur A3 à  It is specified that in FIG. 17 - the references A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 and A8 represent the actuators, - the reference CA represents the control means of the actuators A1, A2, A3 and A4, able to to provide these latter with a voltage ramp, the references F1, F2, F3 and F4 represent signal summers and frequency generators which are respectively associated with the frequencies f1, f2, f3 and f4 and respectively connect the actuator Al to the actuator A5, the actuator A2 to the actuator A6, the actuator A3 to

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l'actionneur A7 et l'actionneur A4 à l'actionneur A8, ces actionneurs ayant pour fonction de réaliser à la fois l'accordabilité en longueur d'onde et la modulation de puissance décrite précédemment, - les références dl, d2, d3, d4, d5, d6, d7 et d8 représentent les photodétecteurs de l'analyseur de la figure 17, la référence MT représente les moyens électroniques de traitement des signaux fournis par ces photodétecteurs, le traitement consistant à détecter temporellement les signaux aux fréquences fl, f2, f3 et f4, notamment par détection synchrone.  the actuator A7 and the actuator A4 to the actuator A8, these actuators having the function of performing both the wavelength tunability and the power modulation described above, the references d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 and d8 represent the photodetectors of the analyzer of FIG. 17, the reference MT represents the electronic means for processing the signals supplied by these photodetectors, the processing consisting in temporally detecting the signals at the frequencies f1, f2 , f3 and f4, in particular by synchronous detection.

On précise en outre que sur la figure 17 les références r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7 et r8 sont destinées à repérer les réseaux apodisés des deux premiers étages d'extracteurs.  It is furthermore specified that in FIG. 17 the references r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7 and r8 are intended to identify the apodized networks of the first two stages of extractors.

Les caractéristiques du dispositif de la figure 17 sont donc les suivantes : - quatre voies d'analyse, - plage d'analyse 80nm ####160nm, - mesure quasi-instantanée.  The characteristics of the device of FIG. 17 are therefore the following: four analysis channels, 80 nm analysis range, approximately instantaneous measurement.

Le dispositif de la figure 17 offre une plage spectrale deux fois plus importante et quatre fois plus de voies d'analyse que la solution précédente. Ce dispositif peut donc être considéré comme l'intégration de quatre analyseurs de spectre, à large bande et à haute résolution.  The device of FIG. 17 offers a spectral range twice as large and four times as many analysis channels as the previous solution. This device can therefore be considered as the integration of four spectrum analyzers, broadband and high resolution.

En divisant la plage d'analyse spectrale par deux, le même dispositif (sans les coupleurs 1x2) permettrait une analyse sur huit voies pour un coût équivalent.  By dividing the spectral analysis range by two, the same device (without 1x2 couplers) would allow eight-channel analysis for equivalent cost.

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On donne dans ce qui suit des informations permettant une meilleure compréhension du fonctionnement d'un analyseur de spectre conforme à l'invention, en configuration multi-fréquentielle et l'on précise aussi le choix de certains paramètres.  In the following, information is given enabling a better understanding of the operation of a spectrum analyzer according to the invention, in a multi-frequency configuration, and the choice of certain parameters is also specified.

On s'appuie sur la figure 16 et l'on considère le cas où le signal à analyser est émis par une source monochromatique de largeur ##, centrée dans la bande de balayage du premier extracteur.  We rely on FIG. 16 and consider the case where the signal to be analyzed is emitted by a monochromatic source of width ##, centered in the scanning band of the first extractor.

Dans un premier temps on considère donc ce premier extracteur. Par balayage, il couvre un domaine #11-#12 grâce à une rampe de tension (voir la figure 18 où le temps t est porté en abscisses et les longueurs d'onde , en ordonnées).  At first, we consider this first extractor. By scanning, it covers a range # 11- # 12 thanks to a voltage ramp (see Figure 18 where the time t is plotted on the abscissa and the wavelengths on the ordinate).

La particularité de la configuration multifréquentielle fait qu'une modulation de fréquence fl est rajoutée à la rampe de tension.  The peculiarity of the multifrequency configuration means that a frequency modulation f1 is added to the voltage ramp.

En pratique cela se traduit par un fonctionnement en commutation "fermé-ouvert" ("on-off") du signal extrait par le premier extracteur, avec une fréquence de commutation fl ou encore un temps de commutation #1.  In practice this results in a "closed-off" ("on-off") switching operation of the signal extracted by the first extractor, with a switching frequency f1 or a switching time # 1.

Sur la figure 18 on a schématiquement représenté le balayage en longueur d'onde du signal extrait par l'extracteur. Du fait de la commutation "on-off", le balayage est discontinu. Chaque trait de la rampe I représente l'extracteur en position "on" et chaque blanc représente la position "off" de cet extracteur. Deux traits successifs sont séparés par le temps de commutation #1.  FIG. 18 is a schematic representation of the wavelength sweep of the signal extracted by the extractor. Due to the switching on-off, the scanning is discontinuous. Each line of the ramp I represents the extractor in position "on" and each white represents the "off" position of this extractor. Two successive lines are separated by the switching time # 1.

Le temps Tl représente la durée du  The time T1 represents the duration of the

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balayage.  scanning.

On considère que le signal entrant dans l'analyseur a un spectre centré en #i avec une largeur ##. Si cette dernière est suffisamment importante l'extracteur commute plusieurs fois durant l'acquisition du signal.  It is considered that the signal entering the analyzer has a spectrum centered in #i with a ## width. If the latter is large enough the extractor switches several times during the acquisition of the signal.

Ce principe est illustré par la figure 19 qui montre les variations de la puissance P fournie par le détecteur en fonction du temps.  This principle is illustrated in FIG. 19 which shows the variations of the power P supplied by the detector as a function of time.

On note que l'effet de commutation échantillonne le signal à la fréquence fl. Une détection accordée sur cette fréquence donne donc un signal à un temps Ti à condition que : la fenêtre de détection exprimée en fréquence couvre plusieurs périodes de commutation (#T=kx#1 avec k très supérieur à 1), la largeur du spectre d'entrée soit suffisante pour couvrir plusieurs périodes de

Figure img00430001

commutation (T1/11=kx (À, 12-:1) /5A. avec k très supérieur à 1) . Note that the switching effect samples the signal at frequency f1. A detection tuned on this frequency therefore gives a signal at a time Ti provided that: the detection window expressed in frequency covers several switching periods (# T = kx # 1 with k much greater than 1), the width of the spectrum of entry is sufficient to cover several periods of
Figure img00430001

switching (T1 / 11 = kx (λ, 12-: 1) / 5A with k much greater than 1).

A titre d'exemple, on prend Tl=ls (durée de

Figure img00430002

balayage), .z-.lï=l0nm, cS,=5pm (résolution) et k=10 et l'on obtient : #1=1/20000=50 s. For example, we take Tl = ls (duration of
Figure img00430002

scan), .z-.l = l0nm, cS, = 5pm (resolution) and k = 10 and we obtain: # 1 = 1/20000 = 50 s.

Si l'on considère les quatre extracteurs de la figure 16, on doit considérer quatre fréquences de commutation. Toutes ces fréquences doivent être supérieures à 20kHz si l'on reprend l'exemple précédent.  If we consider the four extractors of Figure 16, we must consider four switching frequencies. All these frequencies must be greater than 20kHz if we take the previous example.

En ce qui concerne la détection, on a une fenêtre de traitement de largeur #T égale à 0,5ms. Dans  As far as the detection is concerned, we have a treatment window of width #T equal to 0.5ms. In

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cette fenêtre on doit trouver suffisamment de points de mesure pour assurer le traitement. Si l'on utilise 1000 points de mesure, le photodétecteur doit être rapide à 2MHz. De tels photodétecteurs sont commercialement disponibles. this window must find enough measuring points to ensure the treatment. If 1,000 measurement points are used, the photodetector must be fast at 2MHz. Such photodetectors are commercially available.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'analyse de spectre optique à fibre optique, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un ensemble (38, E1-E2-E3-E4) formant un extracteur spectral à grande finesse qui est accordable en longueur d'onde, cet ensemble étant destiné à recevoir un signal optique d'entrée (S), guidé par une fibre optique (42), et à fournir un signal optique de sortie (s), le signal optique d'entrée ayant une bande spectrale que l'on veut analyser, cet ensemble comprenant : au moins un moyen (40,66, 90-92) de séparation du signal optique d'entrée, . au moins un premier réseau de Bragg (44, al à a4,94-96-98-100, 134-136-138-140) utilisé en réflexion, au moins un deuxième réseau de Bragg, formant un réseau de Bragg à saut de phase (46, si à s4,102-104-106-108, 142-144-146-148) et utilisé en transmission, le moyen de séparation du signal optique d'entrée étant relié aux premier et deuxième réseaux de Bragg, et . au moins un actionneur (52-54,58, 74-76, 114-116-118,154-156-158-160-162, Al à A8) permettant d'accorder en longueur d'onde les premier et deuxième réseaux de Bragg, et - au moins un moyen de détection de lumière (50, P1-P2-P3-P4, 64,80-82-84-86,110-112, 150, dl à 1. A device for optical fiber optical spectrum analysis, this device being characterized in that it comprises: at least one set (38, E1-E2-E3-E4) forming a spectral extractor with a high fineness which is tunable wavelength, this assembly being adapted to receive an optical input signal (S), guided by an optical fiber (42), and to provide an output optical signal (s), the input optical signal having a spectral band that it is desired to analyze, this set comprising: at least one means (40, 66, 90-92) for separating the input optical signal, at least one first Bragg grating (44, al to a4, 94-96-98-100, 134-136-138-140) used in reflection, at least one second Bragg grating, forming a Bragg grating with a jump of phase (46, if at s4,102-104-106-108, 142-144-146-148) and used in transmission, the input optical signal separating means being connected to the first and second Bragg gratings, and . at least one actuator (52-54, 58, 74-76, 114-116-118, 154-156-158-160-162, A1 to A8) for wavelength tuning the first and second Bragg gratings, and at least one light detection means (50, P1-P2-P3-P4, 64, 80-82-84-86, 110-112, 150, d1 to <Desc/Clms Page number 46><Desc / Clms Page number 46> d8) prévu pour détecter le signal optique de sortie qui est fourni par cet l'ensemble.  d8) provided for detecting the output optical signal that is provided by this set. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le moyen de séparation du signal optique d'entrée comprend un circulateur (40,66, 90-92).  2. Device according to claim 1, wherein the means for separating the input optical signal comprises a circulator (40,66, 90-92). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le premier réseau de Bragg, qui est utilisé en réflexion, est un réseau de Bragg apodisé (44,94-96-98-100, 134-136-138-140).  3. Device according to any one of claims 1 and 2, wherein the first Bragg grating, which is used in reflection, is an apodized Bragg grating (44, 94-96-98-100, 134-136-138). -140). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une pluralité d'ensembles (El, E2, E3, E4) formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant respectivement montés sur des voies parallèles, le dispositif comprenant en outre un commutateur optique (62) apte à sélectionner chacune de ces voies.  4. Device according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of sets (E1, E2, E3, E4) each forming a spectral extractor with high finesse, tunable wavelength, these sets being respectively mounted on parallel channels, the device further comprising an optical switch (62) adapted to select each of these channels. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant utilisés en parallèle avec : - une pluralité de paires de réseaux de Bragg (al-sl, a2-s2, a3-s3, a4-s4), utilisés en transmission et en réflexion, ces réseaux de Bragg ayant des longueurs d'onde de Bragg différentes de manière à couvrir la totalité de la bande spectrale du signal optique d'entrée, - un circulateur (66) prévu pour recevoir le signal optique d'entrée et pour séparer celui-ci, ce circulateur ayant deux voies de sortie qui sont  5. Device according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of sets each forming a spectral extractor finesse, wavelength tunable, these sets being used in parallel with: - a plurality of pairs of Bragg gratings (al-sl, a2-s2, a3-s3, a4-s4) used in transmission and reflection, these Bragg gratings having different Bragg wavelengths so as to cover the entire band spectral signal of the input optical signal, - a circulator (66) arranged to receive the input optical signal and to separate it, this circulator having two output channels which are <Desc/Clms Page number 47><Desc / Clms Page number 47> respectivement reliées à deux commutateurs optiques (68-70), chacun de ces deux commutateurs optiques étant apte à établir une connexion avec l'un quelconque des extracteurs spectraux à grande finesse, et - une pluralité de moyens de détection de lumière (80-82-84-86) qui sont respectivement reliés aux sorties des extracteurs et prévus pour détecter les signaux de sortie de ces extracteurs.  respectively connected to two optical switches (68-70), each of these two optical switches being adapted to establish a connection with any one of the high-accuracy spectral extractors, and - a plurality of light detection means (80-82 -84-86) which are respectively connected to the outputs of the extractors and provided for detecting the output signals of these extractors. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant utilisés en parallèle avec : - une pluralité de paires de réseaux de Bragg (al-sl, a2-s2, a3-s3, a4-s4), utilisés en transmission et en réflexion, ces réseaux de Bragg ayant des longueurs d'onde de Bragg différentes de manière à couvrir la totalité de la bande spectrale du signal optique d'entrée, - un circulateur (66) prévu pour recevoir le signal optique d'entrée et pour séparer celui-ci, ce circulateur ayant deux voies de sortie qui sont respectivement reliées à deux commutateurs optiques (68-70), chacun de ces deux commutateurs optiques étant apte à établir une connexion avec l'un quelconque des extracteurs spectraux, - un unique moyen de détection de lumière (64), et - un autre commutateur optique (72) prévu pour établir une connexion entre la sortie de chaque extracteur et cet unique moyen de détection de lumière.  6. Device according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of sets each forming a wavelength tunable spectral extractor very fine, these sets being used in parallel with: - a plurality of pairs of Bragg gratings (al-sl, a2-s2, a3-s3, a4-s4) used in transmission and reflection, these Bragg gratings having different Bragg wavelengths so as to cover the entire band spectral signal of the input optical signal, - a circulator (66) arranged to receive the input optical signal and to separate it, this circulator having two output channels which are respectively connected to two optical switches (68-70). each of these two optical switches being adapted to establish a connection with any one of the spectral extractors, - a single light detection means (64), and - another optical switch (72) arranged to establish a connection between the exit each extractor and this single light detection means. <Desc/Clms Page number 48> <Desc / Clms Page number 48> 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une pluralité d'ensembles formant chacun un extracteur spectral à grande finesse, accordable en longueur d'onde, ces ensembles étant utilisés en série avec : - une pluralité de paires de réseaux de Bragg (134-148,136-146, 138-144,140-142), utilisés en transmission et en réflexion, ces réseaux de Bragg ayant des longueurs d'onde de Bragg différentes de manière à couvrir la totalité de la bande spectrale du signal optique d'entrée, un unique circulateur (132) associé à l'ensemble des extracteurs, cet unique circulateur ayant deux voies de sortie, les extracteurs étant répartis sur ces deux voies de sorties, - un unique moyen de détection de lumière (150) relié aux sorties de tous les extracteurs, - un actionneur (162) qui est commun à tous les réseaux de Bragg utilisés en réflexion, ou en transmission, cet actionneur commun étant apte à accorder en longueur d'onde d'une part chaque réseau de Bragg sur une plage spectrale d'analyse qui est propre à ce réseau de Bragg et d'autre part l'ensemble des réseaux de Bragg sur l'ensemble de la bande spectrale que l'on veut analyser, - un actionneur distinct (154,156, 158, 160) pour tous les réseaux de Bragg utilisés en transmission, ou en réflexion, cet actionneur distinct étant simultanément prévu pour l'accord en longueur d'onde de chaque réseau de Bragg, sur une plage spectrale d'analyse qui  7. Device according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of sets each forming a wavelength tunable spectral extractor very finely, these sets being used in series with: - a plurality of pairs of Bragg gratings (134-148,136-146, 138-144,140-142) used in transmission and reflection, these Bragg gratings having different Bragg wavelengths so as to cover the entire spectral band of the optical signal input, a single circulator (132) associated with all the extractors, this single circulator having two output channels, the extractors being distributed on these two output channels, - a single light detection means (150) connected at the outputs of all the extractors, - an actuator (162) which is common to all the Bragg gratings used in reflection, or in transmission, this common actuator being able to match in wavelength on the one hand each resistor Bragg water on a spectral range of analysis which is specific to this Bragg grating and on the other hand the set of Bragg gratings over the whole of the spectral band which one wants to analyze, - a separate actuator ( 154, 156, 158, 160) for all Bragg gratings used in transmission, or in reflection, this distinct actuator being simultaneously provided for the wavelength tuning of each Bragg grating, over a spectral range of analysis which <Desc/Clms Page number 49><Desc / Clms Page number 49> est propre à ce réseau de Bragg, et de l'ensemble des réseaux de Bragg sur l'ensemble de la bande spectrale que l'on veut analyser, et une surmodulation spectrale sur une faible largeur spectrale et sur une fréquence de modulation propre à chacun des réseaux, et - un moyen (152) de détection sélective, prévu pour la détection sélective entre les signaux optiques provenant des différents extracteurs, cette détection sélective étant obtenue par un traitement du signal de sortie utilisant une détection synchrone sur les différentes fréquences de modulation des extracteurs.  is specific to this Bragg grating, and of the set of Bragg gratings over the whole of the spectral band that we want to analyze, and a spectral over-modulation on a small spectral width and on a modulation frequency specific to each networks, and - a means (152) for selective detection, provided for the selective detection between the optical signals from the different extractors, this selective detection being obtained by a processing of the output signal using a synchronous detection on the different modulation frequencies extractors. 8. Dispositif selon l'une des quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque actionneur comprend un élément piézo-électrique (52-54,58, 74-76, 114-116-118,154-156-158-160-162, Al à A8). Apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein each actuator comprises a piezoelectric element (52-54,58, 74-76, 114-116-118, 154-156-158-160-162, Al to A8).
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