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Une équipe internationale de chercheurs a mis au point un moyen efficace de créer et exploiter des micropeignes de fréquences dans des réseaux de télécommunication

Une transmission de données record grâce à des cristaux solitoniques

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22 mai 2020 // par Audrey-Maude Vézina
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Des chercheurs australiens et canadiens, dirigés par le professeur David J. Moss de l’université de technologie de Swinburne et professeur invité à l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), a réussi à atteindre un record mondial de transmission de données sur 75 km de fibre optique standard en utilisant une puissante classe de micropeignes de fréquences appelés cristaux solitoniques.

 

Une transmission de données record grâce à des cristaux solitoniques

 

« C’est l’un des systèmes de transmission les plus efficaces mis en œuvre dans un réseau de télécommunications standard, étant donné la quantité record d’informations qui peuvent être codées et propagées dans une fibre optique avec un minimum de pertes de données », déclare le professeur Roberto Morandotti de l’INRS, co-auteur de l’étude publiée le 22 mai dans Nature Communications et collaborateur de longue date du professeur Moss.

 

Les réseaux de télécommunications utilisent de nombreuses fréquences, ou couleurs, pour transférer le plus d’informations possible. Les réseaux actuels ont généralement besoin d’un laser distinct pour chaque couleur, ce qui est difficile et coûteux à mettre en place correctement. « Ici, nous avons décidé d’utiliser un micropeigne de fréquences pour remplacer les multiples lasers. Comme un peigne à cheveux, nous pouvons générer un ensemble de fréquences qui sont toutes équidistantes, et dont la phase et l’amplitude peuvent être facilement et précisément contrôlées », explique Morandotti. La capacité à générer toutes les longueurs d’onde avec une seule puce intégrée compacte, remplaçant de nombreux lasers parallèles, offre le plus grand avantage, sur le plan de la performance, de l’évolutivité et de la consommation d’énergie.

 

Le professeur Roberto Morandotti
Le professeur Roberto Morandotti
 

« Nous avons profité du fait qu’un peigne de fréquences pouvait être créé avec un dispositif appelé résonateur optique en forme d’anneau. Avant ce travail, un peigne bien conçu, aboutissant à un soliton de cavité, nécessitait un équilibre spécial et unique entre la dispersion des couleurs et la non-linéarité. De tels peignes sont généralement difficiles à générer et à stabiliser, et ne sont pas vraiment efficaces en matière de puissance, même dans des conditions idéales. Les chercheurs ont donc développé une nouvelle façon de les réaliser à des fins de télécommunications. En particulier, si le microrésonateur est correctement conçu, il est possible d’obtenir un point de croisement entre les modes optiques pris en charge par le dispositif, ce qui crée à son tour les bonnes conditions pour réaliser un type différent de micropeigne de fréquences, conduisant à ce que l’on appelle des cristaux solitoniques, qui sont à la fois robustes et conviviaux », explique le professeur Morandotti.

 

Ce travail démontre la capacité des micropeignes de fréquences à fonctionner dans des réseaux de communication optique standards. Selon le professeur Morandotti, le mécanisme proposé pourrait être commercialisé dans 5 ans, car des résonateurs optiques en forme d’anneau similaires, destinés à des applications moins exigeantes telles que le filtrage, sont déjà bien connus et disponibles commercialement.

 


 

À propos de l’étude

 

L’article « Ultra-dense optical data transmission over standard fibre with a single chip source », par Bill Corcoran, Mengxi Tan, Xingyuan Xu, Andreas Boes, Jiayang Wu, Thach G. Nguyen,
Sai T. Chu, Brent E. Little, Roberto Morandotti, Arnan Mitchell et David J. Moss, a été publié le 22 mai dans la revue Nature Communications. Cette recherche a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), le ministère de l’Économie et de l’Innovation, le programme des chaires de recherche du Canada, le Conseil australien de la recherche, et le gouvernement de la Fédération de Russie. DOI: 10.1038/s41467-020-16265-x

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