Brevet FR3133711A1 — publié le 20230922

L’invention porte sur une source laser (1) pour émettre un rayonnement lumineux multispectral (RLM) présentant une pluralité de raies spectrales séparées d’un intervalle spectral déterminé. La source laser (1) comprend une banque de lasers accordables (B), un filtre optique (MR) présentant une pluralité de fréquences de résonance, un photodétecteur (PD) disposé en aval du filtre optique (MR) pour établir un signal représentatif du rayonnement multispectral (V), un modulateur (M) associé à la banque de lasers accordables (B), le modulateur (M) étant apte à moduler par une fréquence de modulation (Vd ; Vda,Vdb,Vdc) la fréquence d’émission du rayonnement lumineux émis par au moins un laser accordable (La,Lb,Lc) de la banque (B). La source laser (1) comprend également un dispositif de verrouillage (R) d’au moins un laser accordable configuré pour traiter le signal représentatif du rayonnement multispectral (V) et ajuster la fréquence d’émission à une fréquence de résonance du filtre. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Source laser présentant une pluralité de raies spectrales séparées d’un intervalle spectral déterminé DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne une source laser pour émettre un rayonnement lumineux présentant une pluralité de raies spectrales séparées d’un intervalle spectral déterminé. Une telle source trouve une application toute particulière dans le domaine des communications par multiplexage par répartition en longueur d'onde. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Le document « WDM Source Based on High-Power, Efficient 1280-nm DFB Lasers for Terabit Interconnect Technologies », de B. Buckley, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 30, NO. 22, NOVEMBER 15, 2018, propose une source laser formée d’une banque de lasers à rétroaction répartie. Chaque laser comprend un réseau de Bragg distribué le long de la cavité laser. Les lasers émettent des rayonnements lumineux à des longueurs d’onde étagées, typiquement écartées de 100GHz ou de 50GHz les unes des autres. Les rayonnements lumineux émis par les lasers sont propagés aux ports d’entrée d’un mélangeur optique passif. Ce mélangeur produit, sur ses ports de sortie, une pluralité de rayonnements lumineux combinant chacun les rayonnements lumineux fournis sur ses ports d’entrée. Les rayonnements de sortie produits sur ces ports de sortie sont donc multispectraux (en peigne spectral, chaque raie du peigne correspondant au rayonnement émis par un laser de la banque). Du fait des imprécisions et de la variabilité des procédés de fabrication des lasers, leurs longueurs d’onde d’émission sont mal maitrisées. Cela induit une variabilité de l’intervalle spectral présent entre deux raies spectrales d’un rayonnement multispectral, de l’ordre de plus ou moins 5 à 10% de l’intervalle spectral attendu, voire plus suivant l’intervalle. Les longueurs d’onde des rayonnements lumineux émis par les lasers sont également sensibles à la température d’opération, cette dernière pouvant évoluer par exemple de 0 à 80°C. L’intervalle spectral du rayonnement lumineux fourni par une source laser multispectrale de l’état de la technique est donc mal maitrisé et susceptible de dériver au cours du fonctionnement de cette source. OBJET DE L’INVENTION Un but de l’invention est de proposer une solution au moins partielle à ce problème. Plus spécifiquement, un but de l’invention est de proposer une source laser apte à fournir un rayonnement lumineux multispectral dont l’intervalle spectral est mieux maitrisé que celui présent dans les rayonnements lumineux produits par les sources laser de l’état de la technique. Un autre but de l’invention est de fournir une source laser permettant de verrouiller une fréquence de résonnance accordable d’au moins un filtre d’un composant photonique. BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION En vue de la réalisation de ce but, l’objet de l’invention propose une source laser pour émettre au moins un rayonnement lumineux multispectral présentant une pluralité de raies spectrales séparées d’un intervalle spectral déterminé, la source laser comprenant : Une banque de lasers accordables, une raie spectrale du rayonnement lumineux multispectral correspondant à une fréquence, appelée « fréquence d’émission », du rayonnement lumineux émis par un laser accordable de la banque ; un filtre optique présentant une pluralité de fréquences de résonance, deux fréquences de résonance successives étant séparées de l’intervalle spectral déterminé, le filtre optique étant disposé en aval de la banque de lasers accordables et étant ainsi apte à recevoir le rayonnement lumineux multispectral et produire le rayonnement lumineux (RLM) en sortie ; un photodétecteur disposé en aval du filtre optique pour établir un signal représentatif du rayonnement multispectral ; un modulateur associé à la banque de lasers accordables, le modulateur étant configuré pour générer un signal de modulation (Vd ; Vda,Vdb,Vdc) et pour moduler la fréquence d’émission du rayonnement lumineux émis par au moins un laser accordable (La,Lb,Lc) de la banque (B); un dispositif de verrouillage d’au moins un laser accordable de la banque, le dispositif de verrouillage étant configuré pour traiter le signal représentatif du rayonnement multispectral et ajuster la fréquence d’émission du rayonnement lumineux du laser accordable sélectionné à une fréquence de résonance du filtre. Selon d’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : la source laser comprend un mélangeur optique associé à la banque de lasers accordables pour combiner les rayonnements lumineux émis par les lasers accordables de la banque et fournir le rayonnement lumineux multispectral au filtre ; le filtre optique est un micro résonateur en anneau ou un résonateur Fabry-Perrot ; le filtre optique est muni d’un dispositif d’ajustement de la pluralité de fréquences de résonance ; le dispositif d’ajustement de la pluralité de fréquences de résonance est un réchauffeur. La source laser comprend des moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables respectivement associés aux lasers accordables et dans laquelle le modulateur est configuré pour appliquer le signal de modulation à au moins un moyen d’ajustement ; les moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables sont choisis dans la liste formée de : une source de courant, un réchauffeur, dispositif d’injection/déplétion des porteurs libres ; les lasers de la banque de lasers accordables sont des lasers à rétroaction répartie ou des lasers à réflecteur de Bragg distribué ; le dispositif de verrouillage est relié à la banque de lasers accordables par l’intermédiaire de commandes respectivement reliées à des moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables pour ajuster leur fréquence d’émission ; les moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables sont choisis dans la liste formée de : une source de courant, un réchauffeur, dispositif d’injection/déplétion des porteurs libres ; le dispositif de verrouillage est configuré pour commander le modulateur et sélectionner, à l’aide d’un signal de sélection, le laser accordable auquel est appliqué le signal de modulation ; le modulateur génère une pluralité de signaux de modulation distincts les uns des autres, les signaux de modulation étant appliqués aux lasers accordables ; le modulateur est configuré pour produire un signal de modulation sinusoïdal présentant une fréquence de modulation ; le dispositif de verrouillage est configuré pour établir une mesure représentative de la puissance présente dans une deuxième harmonique de la fréquence de modulation du signal représentatif du rayonnement multispectral et pour établir une commande d’ajustement de la fréquence d’émission du rayonnement lumineux du laser accordable sélectionné maximisant cette mesure ; Selon un autre aspect, l’invention propose un procédé d’utilisation de la source laser qui vient d’être présentée pour verrouiller une fréquence de résonnance accordable d’au moins un filtre d’un composant photonique, la source laser étant optiquement reliée par un guide d’onde au composant photonique et à un photodétecteur de surveillance, le procédé comprenant les étapes suivantes : propager le rayonnement lumineux multispectral dans le guide d’onde et coupler le rayonnement lumineux multispectral au composant photonique et au photodétecteur de surveillance ; traiter un signal représentatif du rayonnement multispectral fourni par le photodétecteur de surveillance et ajuster la fréquence de résonnance accordable du filtre à une fréquence du rayonnement lumineux multispectral. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquels : Les figures 1a, 1b, 1c et 1d représentent des schémas des principes sous-tendant l’invention ; La représente un premier mode de réalisation de l’invention ; La représente une variante du premier mode de réalisation de l’invention ; La représente le passage d’un état naturel à l’état verrouillé d’une source laser conforme à l’invention ; La représente une caractéristique avantageuse d’une fonction de transmission d’un filtre d’une source laser conforme à l’invention ; La illustre un étalonnage d'un filtre d’une source laser conforme à un mode de mise en œuvre de l’invention ; Les figures 4 et 5 représentent d’autres modes de réalisation de l’invention ; La représente le signal fourni par le photodétecteur dans le domaine fréquentiel, dans le cadre du mode de réalisation de la ; La représente une variante applicable à tous les modes de réalisation de l’invention ; La représente l’utilisation d’une source conforme au deuxième mode de réalisation de l’invention pour accorder un réseau de modulateurs. Source laser (1) pour émettre au moins un rayonnement lumineux multispectral (RLM) présentant une pluralité de raies spectrales séparées d’un intervalle spectral déterminé, la source laser (1) comprenant : Une banque de lasers accordables (B), une raie spectrale du rayonnement lumineux multispectral (RLM) correspondant à une fréquence, appelée « fréquence d’émission », du rayonnement lumineux émis par un laser accordable (La,Lb,Lc) de la banque (B) ; un filtre optique (MR ; MO+MR) présentant une pluralité de fréquences de résonance, deux fréquences de résonance successives étant séparées de l’intervalle spectral déterminé, le filtre optique (MR) étant disposé en aval de la banque de lasers accordables (B) et étant ainsi apte à recevoir le rayonnement lumineux multispectral et produire le rayonnement lumineux (RLM) en sortie ; un photodétecteur (PD) disposé en aval du filtre optique (MR) pour établir un signal représentatif (V) du rayonnement multispectral transmis à travers le filtre MR ; un modulateur (M) associé à la banque de lasers accordables (B), le modulateur (M) étant configuré pour générer un signal de modulation (Vd ; Vda,Vdb,Vdc) et pour moduler la fréquence d’émission du rayonnement lumineux émis par au moins un laser accordable (La,Lb,Lc) de la banque (B); un dispositif de verrouillage (R) d’au moins un laser accordable de la banque (B), le dispositif de verrouillage (R) étant configuré pour traiter le signal représentatif du rayonnement multispectral (V) et ajuster la fréquence d’émission du rayonnement lumineux du laser accordable sélectionné à une fréquence de résonance du filtre. Source laser (1) selon la revendication précédente comprenant un mélangeur optique (MO) associé à la banque de lasers accordables (B) pour combiner les rayonnements lumineux émis par les lasers accordables de la banque et fournir le rayonnement lumineux multispectral (RLM) au filtre (MR). Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le filtre optique (MR) est un micro résonateur en anneau ou un résonateur Fabry-Perrot. Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le filtre optique (MR) est muni d’un dispositif d’ajustement (H) de la pluralité de fréquences de résonance. Source laser (1) selon la revendication précédente dans laquelle le dispositif d’ajustement (H) de la pluralité de fréquences de résonance est un réchauffeur. Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes comprenant des moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables respectivement associés aux lasers accordables (La,Lb,Lc) et dans laquelle le modulateur (M) est configuré pour appliquer le signal de modulation (Vd ;Vda,Vdb,Vdc) à au moins un moyen d’ajustement. Source laser (1) selon la revendication précédente dans laquelle les moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables sont choisis dans la liste formée de : une source de courant, un réchauffeur, dispositif d’injection/déplétion des porteurs libres. Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les lasers (La,Lb,Lc) de la banque de lasers accordables (B) sont des lasers à rétroaction répartie ou des lasers à réflecteur de Bragg distribué. Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le dispositif de verrouillage (R) est relié à la banque de lasers accordables (B) par l’intermédiaire de commandes (CLa,CLb,CLc ;Cla’;CLb’;CLc’) respectivement reliées à des moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables pour ajuster leur fréquence d’émission. Source laser (1) selon la revendication précédente dans laquelle les moyens d’ajustement de la fréquence d’émission des lasers accordables sont choisis dans la liste formée de : une source de courant, un réchauffeur, dispositif d’injection/déplétion des porteurs libres. Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le dispositif de verrouillage (R) est configuré pour commander le modulateur (M) et sélectionner, à l’aide d’un signal de sélection (Sel), le laser accordable (La,Lb,Lc) auquel est appliqué le signal de modulation (Vd). Source laser (1) selon l’une des revendications 1 à 10 dans lequel le modulateur (M) génère une pluralité de signaux de modulation (Vda,Vdb,Vdc) distincts les uns des autres, les signaux de modulation (Vda,Vdb,Vdc) étant appliqués aux lasers accordables (La,Lb,Lc). Source laser (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le modulateur (M) est configuré pour produire un signal de modulation (Vd ; Vda,Vdb,Vdc) sinusoïdal présentant une fréquence de modulation (Fd ; Fda,Fdb,Fdc). Source laser (1) selon la revendication précédente dans lequel le dispositif de verrouillage (R) est configuré pour établir une mesure représentative de la puissance présente dans une deuxième harmonique de la fréquence de modulation (Fd ; Fda,Fdb,Fdc) du signal représentatif du rayonnement multispectral (V) et pour établir une commande d’ajustement de la fréquence d’émission du rayonnement lumineux du laser accordable sélectionné maximisant cette mesure. Procédé d’utilisation d’une source laser (1) selon l’une des revendications précédentes pour verrouiller une fréquence de résonnance accordable d’au moins un filtre d’un composant photonique (MRA1,MRA2), la source laser (1) étant optiquement reliée par un guide d’onde au composant photonique (MRA1,MRA2) et à un photodétecteur de surveillance (PD1,PD2), le procédé comprenant les étapes suivantes : propager le rayonnement lumineux multispectral (RLM1,RLM2) dans le guide d’onde et coupler le rayonnement lumineux multispectral (RLM1,RLM2) au composant photonique (MRA1,MRA2) et au photodétecteur de surveillance (PD1,PD2); traiter un signal représentatif du rayonnement multispectral fourni par le photodétecteur de surveillance (PD1,PD2) et ajuster la fréquence de résonnance accordable du filtre à une fréquence du rayonnement lumineux multispectral.