5.3.2 Multiplexage pour les fibres à l'erbium

Figure 5.7: Coupleur multiplexeur en longueur d'onde pour les fibres dopées à l'erbium.

Les coupleurs peu étirés pour lesquels il n'y a pas d'échange de puissance pour les longueurs d'onde inférieures à une certaine limite peuvent aussi servir à des fins de multiplexage [20].

Les besoins récents d'amplificateurs tout-fibre ont motivé la fabrication de coupleurs capables de multiplexer la longueur d'onde du signal avec celle de la pompe. Le dopant le plus couramment employé est l'erbium qui, sous l'effet d'un pompage à 800, 980, ou 1480 nm, amplifie les signaux autour de 1550 nm. Il est possible de réaliser un coupleur qui multiplexe 1550 nm et l'une de ces longueurs d'onde de pompage, à l'exception de 1480 nm, en utilisant un recette du type de celle des coupleurs multiplexeurs pour 1300/1550 nm. Cependant, un coupleur unique, très peu étiré, est à même de multiplexer n'importe laquelle de ces longueurs d'onde avec 1550 nm. Le principe de fonctionnement en est le suivant. Le processus de transfert de puissance, parce qu'il dépend du recouvrement du mode d'un guide sur le guide voisin, est d'autant plus aisé que la longueur d'onde est grande. Pour un allongement donné, on définit une longueur d'onde minimum de couplage, comme la longueur d'onde en dessous de laquelle il n'y a aucun transfert de puissance entre les branches, ainsi que le montre la figure 5.7. En d'autres termes, pour les longueurs d'onde inférieures à, la puissance se propage dans la branche principale d'un bout à l'autre du coupleur alors que pour les longueurs d'onde supérieures à, les deux branches sont couplées, résultant en une réponse spectrale oscillatoire reflétant la variation de déphasage entre les modes avec la longueur d'onde. Soit, la longueur d'onde correspondant au premier minimum de transmission au dessus de (voir la figure 5.7). Pendant le processus d'étirage, tandis que le diamètre du coupleur diminue,  et se déplacent vers les courtes longueurs d'onde. Si les deux longueurs d'onde à multiplexer, de la pompe et  du signal (), ne sont pas trop proches, par exemple 980 et 1550 nm, le profil longitudinal peut être tel que la réponse spectrale présente un transfert maximum de puissance à ( =) tout en ayant  supérieur à . Il en résulte une réponse plate autour de qui permet au coupleur de multiplexer  avec n'importe quelle longueur d'onde inférieure à. Bien que la différence () ne puisse être rendue arbitrairement petite, il est possible de fabriquer un coupleur pour les amplificateurs tout-fibre, capable de multiplexer la longueur d'onde à amplifier ( = 1550 nm dans notre cas) et celle de pompage pourvu que celle-ci soit inférieure à 1000 nm. Le résultat expérimental est montré sur la figure 5.7.