Ce mémoire présente les travaux effectués sur le développement d’un dispositif tout-optique de contrôle de l’état de polarisation de la lumière, appelé attracteur de polarisation. En effet, cette caractéristique de la lumière demeure une variable incontrôlable qui peut dégrader les performances des dispositifs tout-optiques. Basé sur l’interaction non linéaire entre deux ondes contrapropagatives au sein d’une fibre optique, ce dispositif permet de contrôler l’état de polarisation de la lumière sans pertes dépendantes de la polarisation.Il est tout d’abord effectué une étude approfondie des propriétés de l’attracteur de polarisation qui conduit au contrôle et à la stabilisation de l’état de polarisation d’un flux de données optiques aux formats NRZ et RZ cadencé à 10 Gb/s dans des fibres de plusieurs kilomètres. Par la suite, cette fonction de régénération tout-optique est associée à d’autres fonctions de régénération telles que l’amplification Raman et le régénérateur de Mamyshev dans le but de régénérer des flux de données optiques à des débits supérieurs à 10 Gb/s.Enfin, une extension de l’attracteur de polarisation, appelé Omnipolariseur, est étudiée où la lumière interagit avec elle-même grâce à un dispositif de réflexion inséré à l’autre extrémité de la fibre optique. La lumière est alors capable d’auto-organiser son état de polarisation, ce qui démontre la capacité de l’Omnipolariseur par exemple à stabiliser l’état de polarisation d’un flux de données optiques RZ à 40 Gb/s à 1550 nm / This thesis deals with the work the development of an all-optical device for the control of the polarization state of light. Actually, this feature of light remains so far an uncontrolled variable, which can degrade the performances of all-optical systems. Based on nonlinear interaction between two counterpropagating waves inside an optical fiber, this device called polarization attractor allows to control the polarization state of light without polarization dependent losses.In a first part, we carry out extensive studies of the polarization attractor properties leading to the control and the regeneration of the polarization state of the 10-Gb/s NRZ and RZ telecommunication signals. Then, this all-optical regeneration function is associated with other regeneration functions, like Raman amplification and Mamyshev regenerator, in order to regenerate optical telecommunication signals at rates exceeding 10-Gb/s.Finally, we present an extension of polarization attractor, called Omnipolarizer, where the light interacts with herself by means of a reflective element inserted at the opposite end of the optical fiber. In that case, the light is able to organize its own polarization state, demonstrating the ability of Omnipolarizer to stabilize by example the polarization state of a 40-Gb/s RZ telecommunication signal at 1550 nm

Les cristaux électro-optiques (EO) comme le LiTaO3, présentent un indice de réfraction qui dépend linéairement, via l'effet Pockels, de l'amplitude d'une composante unique du champ électrique qui lui est appliqué, propriété qui permet de les utiliser comme détecteurs entièrement diélectriques, dédiés à la mesure vectorielle et non perturbative de champs électriques. Comme cette propriété est due à des effets non-linéaires, ces sondes EO possèdent des sensibilités (champ minimum mesurable) intrinsèquement faibles. Des sondes EO basées sur la modulation d'amplitude, utilisant une cavité Fabry-Pérot, permettent néanmoins d'améliorer cette sensibilité de plusieurs ordres de grandeur. Malheureusement les propriétés optiques de ces cristaux dépendent également de la température, engendrant une instabilité temporelle de la réponse EO de la sonde pour des mesures dites de «terrain».<br /> Le système développé au sein de l'IMEP-LAHC, en collaboration avec le centre d'étude de Gramat, et presenté dans ce manuscrit, a permis d'aboutir à la première mesure simultanée d'une composante du champ électrique et de la température avec une précision de l'ordre de 40 mK, et ce pendant plusieurs minutes dans des conditions expérimentales drastiques. Ce transducteur EO présente une réponse plate sur une bande spectrale allant du quasi DC à 16 GHz, une résolution spatiale d'une centaine de micron et une sélectivité supérieure à 25 dB.

Ce mémoire présente les travaux effectués sur le développement d'un dispositif tout-optique de contrôle de l'état de polarisation de la lumière, appelé attracteur de polarisation. En effet, cette caractéristique de la lumière demeure une variable incontrôlable qui peut dégrader les performances des dispositifs tout-optiques. Basé sur l'interaction non linéaire entre deux ondes contrapropagatives au sein d'une fibre optique, ce dispositif permet de contrôler l'état de polarisation de la lumière sans pertes dépendantes de la polarisation.Il est tout d'abord effectué une étude approfondie des propriétés de l'attracteur de polarisation qui conduit au contrôle et à la stabilisation de l'état de polarisation d'un flux de données optiques aux formats NRZ et RZ cadencé à 10 Gb/s dans des fibres de plusieurs kilomètres. Par la suite, cette fonction de régénération tout-optique est associée à d'autres fonctions de régénération telles que l'amplification Raman et le régénérateur de Mamyshev dans le but de régénérer des flux de données optiques à des débits supérieurs à 10 Gb/s.Enfin, une extension de l'attracteur de polarisation, appelé Omnipolariseur, est étudiée où la lumière interagit avec elle-même grâce à un dispositif de réflexion inséré à l'autre extrémité de la fibre optique. La lumière est alors capable d'auto-organiser son état de polarisation, ce qui démontre la capacité de l'Omnipolariseur par exemple à stabiliser l'état de polarisation d'un flux de données optiques RZ à 40 Gb/s à 1550 nm

L'évolution de la nouvelle génération des réseaux optiques vers les réseaux transparents va apporter une flexibilité supplémentaire de la couche physique avec l'adjonction de composants tels que les ROADM (Reconfigurable Add-Drop Multiplexer) et les brasseurs tout optiques. Toutefois, la transparence implique la suppression de nombreuses conversions optique/électrique lors de la transmission d¿un canal. Il devient alors plus difficile de contrôler directement la qualité des signaux numériques en des points intermédiaires du trajet. Pour pallier à ce problème, une solution consiste à recourir aux techniques de surveillance des performances optiques (OPM : Optical Performance Monitoring) qui permettent d'évaluer les caractéristiques des canaux optiques en mesurant certains de leurs paramètres physiques sans mesurer la qualité des signaux numériques transmis par ces canaux. On se focalisera essentiellement sur la mesure du rapport signal à bruit optique (OSNR : Optical Signal-to-Noise Ratio) qui est un paramètre clé dans l'estimation du taux d'erreur binaire. L¿OSNR est mesuré de manière classique par une méthode hors-bande basée sur la méthode d'interpolation linéaire où le bruit au sein du canal est estimé à partir du niveau de bruit présent de part et d'autre du canal. Cependant, cette méthode présente des limitations dans le cas de réseaux de nouvelle génération à base de ROADM où les canaux sont étroitement filtrés. Pour pallier à ce problème, une solution est d'effectuer une mesure intra-bande de l'OSNR qui consiste à évaluer le bruit au sein même du canal en appliquant une technique d'annulation de polarisation à un prototype OPM qui a été conçu au laboratoire.