Técnicas de Mistura de 4 Ondas foram utilizadas para se estabelecer e observar redes de difração dinâmicas formadas pela população de íons Cr+3 e através disto estudamos os efeitos de saturação em Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de 4 Ondas (CFMD40) em cristais de GdAlO3 : Cr+3 (Aluminato de Gadolínio dopado com Cr+3) e Al2O3 : Cr+3 (Rubi). Foi utilizado um laser de Argonio CW em &lambda = 514nm para investigar experimentalmente o comportamento estacionário e transiente da eficiência (ou refletividade) na CFMD40, onde obtivemos um bom acordo com os modelos teóricos utilizados. Pela primeira vez foi registrada a resposta temporal transiente do campo conjugado em CFMD40 para cristais de GdAlO3 : Cr+3, onde foi desenvolvida e utilizada uma nova técnica de medida. Nossos resultados de eficiência estacionaria para o cristal de GdAlO3 : Cr+3 são, segundo nosso conhecimento, os mais altos obtidos neste tipo de material utilizando-se lasers contínuos neste comprimento de onda. Realizamos também um experimento onde podemos comprovar a participação de ambas as redes absorptiva e dispersiva induzida nestes materiais fato este considerado em nosso modelo teórico. / Four Wave Mixing techniques were used to establish and probe dynamic gratings generated by Cr+3 ions population. By this method this we have studied the saturation effects in phase conjugation by Degenerate Four- wave Mixing (DFWM) in GdAlO3 : Cr+3 (Cr+3 doped Gadolineum Aluminatum) and Al2O3 : Cr+3 (Ruby). An Argon ion laser at &lambda = 514nm was used to investigate the stationary and transient behavior of efficiency in DFWM, where we have obtained good agreement with the theoretical models. For the first time the transient response of conjugated field by DFWM was measured in a GdAlO3 : Cr+3 crystal, using a new experimental technique. In the GdAlO3 : Cr+3 sample we obtained a maximum DFWM stationary efficiency of approximately 10%, which as far as we know, is the highest value achieved in this kind of material using a CW laser at this wavelength. We have also performed an experiment to probe the both contribution of absorptive and dispersive induced gratings in these materials, as we have considered in our theoretical model.

Ce travail porte sur l’étude et la réalisation d’une cellule d’allumage laser pour turbomoteurs. Une étude bibliographique nous a permis d’identifier les caractéristiques nécessaires : des impulsions nanosecondes d’au moins 10mJ. La spécificité de l’application impose de nombreuses contraintes qui ont influencé le choix d’une architecture avec deux étages amplificateurs : un amplificateur fibré suivi d’un amplificateur à base de fibre cristalline. Nous avons développé un code permettant de simuler l’amplification d’une impulsion nanoseconde dans ces milieux et ainsi déterminé les caractéristiques techniquesoptimales de chaque étage amplificateur. Ces résultats ont permis la réalisation d’une chaîne d’allumage et sa caractérisation. Une étude particulière del’amplificateur fibré a permis de maîtriser l’apparition d’effets non-linéaires limitants. Finalement, nous démontrons le potentiel de notre solution laserpar plusieurs campagnes d’allumage sur différents bancs moteurs. / This work deals with the design and the construction of a laser ignitionsystem for turbine engines. A review of the dedicated literature allowed us toidentify the required characteristics : nanosecond pulses with at least 10 mJ ofenergy. Our specific application imposes numerous constraints which directlyinfluenced our choice of two amplifier stages : a fiber amplifier followed by acrystalline-fiber based amplifier. We developped a simulation describing theamplification of nanosecond pulses through these two medias and thus de-termined the optimal technical characteristics of each amplifier stage. Theseresults lead to the realization of an laser ignition system that we completelycharacterised. A specific study of the fiber amplifier allowed us to understandand control the appearance of non-linear limiting phenomena. Eventually, wedemonstrate the capabilities of our solution by several laser-ignition field stu-dies.

Os estados emaranhados da luz são de grande importância para protocolos de comunicação quântica. Uma das principais fontes que vem sendo estudada no Laboratório de Manipulação Coerente de Átomos e Luz - LMCAL é o oscilador paramétrico ótico (OPO) no qual, através de processos paramétricos não lineares de segunda e terceira ordem (x(2) e x(3)), são produzidos feixes intensos que apresentam correlações quânticas. Recentemente, o LMCAL vem explorando o processo de mistura de quatro ondas (fenômeno derivado da susceptibilidade de terceira ordem x(3)) como fonte geradora de feixes emaranhados. Inicialmente, foi realizado a partir de células de rubídio e agora, em colaboração com o grupo de pesquisa da Profa. Michal Lipson da Universidade de Columbia, em chips de nitreto de silício (Si3N4); permitindo assim possibilidades de modulação ultra-rápida, confinamento de luz em volumes muito reduzidos, além da ótica não-linear do OPO. O presente projeto visa estudar as propriedades quânticas da luz nos OPOs em chips de silício, permitindo que sistemas muito eficientes em informação clássica possam ser usados também para implementação de protocolos de informação quântica. / Entangled States of light beams are of great importance for quantum communication protocols. One of the most relevant source of such states which is being studied at the Laboratory of Coherent Manipulation of Atoms and Light - LMCAL (in portuguese) is the Optical Parametric Oscillator (OPO) which through second and third order nonlinear parametric processes (x(2) and x(3)) produces intense fields that have quantum correlations. Recently, LMCAL is exploring four-wave mixing (FWM), a third-order nonlinear parametric process, as a source of entangled beams. Initially, on rubidium cells and now, in collaboration with Prof. Michal Lipson from the Columbia University, on silicon nitride (Si3N4) chips; opening a new avenue for ultrafast modulation, light confinement in reduced light volumes, as well as the nonlinear optics of the OPO. This project is intended to study quantum properties of light of on-chip OPOs in order to achieve the integration of these highly efficient devices for implementations of quantum information protocols.

Técnicas de Mistura de 4 Ondas foram utilizadas para se estabelecer e observar redes de difração dinâmicas formadas pela população de íons Cr+3 e através disto estudamos os efeitos de saturação em Conjugação de Fase por Mistura Degenerada de 4 Ondas (CFMD40) em cristais de GdAlO3 : Cr+3 (Aluminato de Gadolínio dopado com Cr+3) e Al2O3 : Cr+3 (Rubi). Foi utilizado um laser de Argonio CW em &lambda = 514nm para investigar experimentalmente o comportamento estacionário e transiente da eficiência (ou refletividade) na CFMD40, onde obtivemos um bom acordo com os modelos teóricos utilizados. Pela primeira vez foi registrada a resposta temporal transiente do campo conjugado em CFMD40 para cristais de GdAlO3 : Cr+3, onde foi desenvolvida e utilizada uma nova técnica de medida. Nossos resultados de eficiência estacionaria para o cristal de GdAlO3 : Cr+3 são, segundo nosso conhecimento, os mais altos obtidos neste tipo de material utilizando-se lasers contínuos neste comprimento de onda. Realizamos também um experimento onde podemos comprovar a participação de ambas as redes absorptiva e dispersiva induzida nestes materiais fato este considerado em nosso modelo teórico. / Four Wave Mixing techniques were used to establish and probe dynamic gratings generated by Cr+3 ions population. By this method this we have studied the saturation effects in phase conjugation by Degenerate Four- wave Mixing (DFWM) in GdAlO3 : Cr+3 (Cr+3 doped Gadolineum Aluminatum) and Al2O3 : Cr+3 (Ruby). An Argon ion laser at &lambda = 514nm was used to investigate the stationary and transient behavior of efficiency in DFWM, where we have obtained good agreement with the theoretical models. For the first time the transient response of conjugated field by DFWM was measured in a GdAlO3 : Cr+3 crystal, using a new experimental technique. In the GdAlO3 : Cr+3 sample we obtained a maximum DFWM stationary efficiency of approximately 10%, which as far as we know, is the highest value achieved in this kind of material using a CW laser at this wavelength. We have also performed an experiment to probe the both contribution of absorptive and dispersive induced gratings in these materials, as we have considered in our theoretical model.

Desenvolvemos um modelo teórico para tratar a mistura de várias ondas em meios absorvedores saturáveis, considerando a auto-difração de duas ondas incidentes numa grade de população, a qual é induzida no meio não-linear. O modelo foi investigado através de resultados experimentais observados em rubi (Al2O3:Cr3+), alexandrita (BeAl2O4:Cr3+) e GdAlO3: Cr3+. Demonstramos, pela primeira vez, transferência de energia por mistura não degenerada de duas ondas (NDTWM) em alexandrita e GdAlO3: Cr3+. Neste ultimo, também observamos a difração de primeira ordem do feixe forte e medimos a variação de sua intensidade com relação a velocidade de deslocamento da grade. No GdAlO3: Cr3+, medimos o espectro de absorção do estado excitado e o espectro da parte real do índice de refração não-linear em quatro linhas do laser de argônio e na região de 560-620 nm de um laser de corante operando com rodamina 6G. Os resultados indicam uma interação entre pares de cromo no estado excitado, seguida da absorção de um fóton, a qual pode explicar a variação da parte imaginaria n2 com a intensidade, conforme observado experimentalmente. Nós tentamos observar bi-estabilidade óptica em GdAlO3: Cr3+ mas não tivemos êxito, provavelmente por causa de efeitos transversais e também pelo aumento da absorção com a intensidade. Por outro lado, observamos um regime multi-estável numa cavidade Fabry-Perot vazia, onde o meio não-linear é o material usado na fabricação dos espelhos, que no caso foi o ZrO2. Também observamos comportamento multi-estável em filtros de inconel, causado pelo acoplamento termo-óptico entre o filtro e a radiação laser. / We have developed a new approach to deal with multi-wave mixing in saturable absorbing media, by considering the self diffraction of two incident waves in a population grating which is created by them in the nonlinear medium. Wehave also made experimental work on ruby (Al2O3:Cr3+), alexandrite (BeAl2O4:Cr3+) and GdAlO3: Cr3+ in order to compare with our theoretical model. We have demonstrated energy transfer by nearly degenerated two wave mixing (NDTWM) in alexandrite and GdAlO3: Cr3+ for the first time. We measured the intensity of the first order diffracted intense beam as a function of the frequency shift between the incident beams in GdAlO3: Cr3+. For this crystal, we have obtained the spectra of the excited state absorption and the real part of the nonlinear index at four wavelengths of an argon laser and in the range 560-620 nm of a rodamine 6G dye laser. These kinds of spectra had never been reported before in that material. The result seems to support our proposal of an excited chromium pair interaction with an additional photon absorption which can explain the observed variation of the imaginary part of the nonlinear Kerr index with the intensity. We tried to observe optical bistability in GdAlO3: Cr3+ but we were unsuccessful, probably due to strong transverse effects and increasing absorption with the intensity. However we observed multistable regime in empty Fabry-Perot cavities in which the mirrors were made of thin films of ZrO2 deposition. A multistable thermo-optical behavior in inconel filters was also observed.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-18T12:43:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE MESTRADO JESUS PAVON.pdf: 10424016 bytes, checksum: e34855e82c43c610bfad8eca83df6ebe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T12:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE MESTRADO JESUS PAVON.pdf: 10424016 bytes, checksum: e34855e82c43c610bfad8eca83df6ebe (MD5) Previous issue date: 2015-09-03 / CNPq / Neste trabalho apresentamos um estudo da geração de luz no azul, em vapor de rubídio, devido à ação combinada de um trem de pulsos ultracurtos (fs) e um laser contínuo (diodo). Os dois feixes com polarizações paralelas e lineares, operando em 780 nm (diodo) e 776 nm (fs), são focalizados no centro da célula de Rb, e são responsáveis por cada etapa da transição de dois fótons 5S1/2 - 5P3/2 - 5D. Na configuração de feixes co-propagantes, uma coerência entre as transições 5S1/2 - 5P3/2 - 5D - 6P é induzida e, na condição de casamento de fase, um feixe azul, coerente, é gerado em 420 nm, através de um processo de mistura de quarto ondas. Medidas do espectro de excitação em função da frequência do laseres de diodo, para diferentes temperaturas da amostra e intensidades dos laseres incidentes, indicam uma forte competição entre os efeitos de saturação, ganho e absorção. Estudos de polarização e uma comparação com os recentes resultados de fluorescência permitem caracterizar para que parâmetros o mecanismo de mistura de ondas é responsável pelo sinal observado. Utilizando um laser de femtosegundos com uma taxa de repetição da ordem de 76 MHz, é possível observar, dentro do perfil Doppler, a contribuição dos diferentes modos do pente de frequência na geração do feixe coerente. / We present a study of blue light generation, in rubidium vapor, due to the combined action of a train of ultrashort pulses (fs) and a continuous laser (diode). The two beams with parallel and linear polarizations, operating at 780 nm (diode) and 776 nm (fs) are focused on the center of the Rb cell and are responsible for each step of the two photon transition from 55S1/2 - 5P3/2 - 5D. In the configuration of the co-propagating beams, a coherence between the 5S1/2 - 5P3/2 - 5D - 6P transitions is induced and, in phase matching condition, a blue coherent beam is generated at 420 nm through a process of four wave mixing. The measurements of excitation spectrum as a function of the frequency of the diode laser, for different temperatures of the sample and intensities of the incident laseres, indicate a strong competition among saturation, gain and absorption effects. The polarization studies and a comparison with recent results of fluorescence are used to characterize the parameters for which the wave mixing mechanism is responsible for the observed signal. Using a femtosecond laser with a repetition rate of about 76 MHz, it is possible observe, within the Doppler profile, the contribution of the different modes of the frequency comb in the generation of the coherent beam.

Orientador: Aldário Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T03:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_EduardoCavalcanti_M.pdf: 2183276 bytes, checksum: 9f71d4d8e8faa9a702090adfeb4a9a6a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nos últimos anos, os amplificadores ópticos a semicondutor (SOA) têm sido foco de interesse em diversas aplicações. Uma das mais comuns é a de conversor de comprimentos de onda, onde o dispositivo transfere informação entre portadoras ópticas, sem a necessidade de passagem para o domínio elétrico. A mistura de quatro ondas (FWM), a modulação cruzada de ganho (XGM) e a modulação cruzada de fase (XPM) são os principais efeitos não-lineares que ocorrem no SOA e contribuem de forma distinta no processo de conversão. Estes efeitos, e, em particular, o XGM e o FWM, tornam-se proeminentes ao se submeter o dispositivo a elevados níveis de potência de entrada (regime de saturação). Com isso, conversão com ampla banda para sinais modulados em amplitude é relativamente simples para SOAs. Entretanto, estes tendem a falhar quando se utilizam canais modulados em fase, já que a informação não pode ser preservada pelo XGM ou XPM. Assim, este trabalho apresenta um estudo de caracterização empírica de um conversor de comprimentos de onda baseado no efeito FWM de um SOA utilizando-se canais modulados em fase por sinais senoidais de 10 GHz e chaveados (BPSK) a taxas de até 14 Gbps / Abstract: Recently semiconductor optical amplifiers (SOAs) have been the focus of interest in several applications. One of the most common SOA roles is as a wavelength converter, where the device transfers information content among optical carriers in the optical domain. Four wave mixing (FWM), cross-gain modulation (XGM), and cross-phase modulation (XPM) are major nonlinear effects that occur in SOAs and contribute differently in the process of wavelength conversion. These effects, in particular, XGM and FWM, become more prominent when subjecting the device to high levels of input power (saturation regime). SOAs can provide intensity-modulated carrier wavelength conversion with large conversion range. However, they tend to fail for phase modulated carriers since phase information cannot be preserved by either XGM or XPM. Thus, an empirical characterization of wavelength conversion for phase modulated channels based on SOA FWM properties is presented in this work. Phase modulation was implemented by using 10 GHz sinusoidal signals and by BPSK with rates up to 14 Gbps / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Edson Moschim, Luiz Henrique Bonani do Nascimento / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galdino_Lidia_D.pdf: 15165913 bytes, checksum: b0a79c7ac69b13cce3baf82b480c99fc (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A exigência crescente de se atingir maiores taxas de bits para satisfazer a demanda por largura de banda na internet tem motivado a investigação de dispositivos totalmente ópticos que viabilizem o desenvolvimento de redes ópticas transparentes (TON). O intuito dessas redes é manter o fluxo de dados sempre no domínio óptico, eliminando o gargalo no processamento das conversões óptico-elétricas e eletro-ópticas existentes nos atuais sistemas de comunicações ópticas. Neste trabalho foram investigadas, por meio de experimentos e simulações computacionais, técnicas de processamento óptico de sinais. Estas técnicas utilizam o fenômeno da mistura de quatro ondas (FWM) para multiplexar as informações de dois sinais em um único sinal. Em especial, foram investigadas duas novas técnicas para codificação e regeneração totalmente óptica do sinal não coerente de multiplexação por divisão de códigos ópticos no acesso (OCDMA). Estas técnicas convertem e regeneram no domínio totalmente óptico o sinal modulado em intensidade on-off keying (OOK) e o sinal modulado pelo chaveamento por desvio de fase diferencial (DPSK) no sinal OCDMA. Os resultados obtidos comprovaram que ambas as técnicas propostas funcionam corretamente. O sinal de saída OCDMA apresentou ganho na potência de regeneração de 1,69 dB em relação ao sinal de entrada OOK ou DPSK. A aplicação das técnicas de conversão e regeneração totalmente ópticas propostas, deu origem ao estudo da tecnologia híbrida de multiplexação por divisão de comprimentos de onda com a multiplexação por divisão de códigos ópticos (WDM/OCDM) na camada de transporte de uma rede TON. Heurísticas para atribuição de códigos ópticos e comprimentos de onda, bem como arquiteturas de conversão de códigos ópticos e comprimentos de onda foram propostas. Dos resultados, comprovou-se que a heurística Random-Random apresenta um melhor desempenho quando analisada a probabilidade de bloqueio. Ainda, a arquitetura de conversão esparsa parcial de códigos ópticos e comprimentos de onda (SPOCC/SPWC) melhora a utilização de recursos de rede, diminuindo o custo de implementação da rede / Abstract: The growing demand to achieve higher bit rates to satisfy the bandwidth in the internet has motivated the investigation of all optical devices that enable the development of transparent optical networks (TON). The idea is that the data stream always remains in the optical domain, eliminating the bottleneck in the processing of electro-optical conversion that existing in current optical communication systems. In this work new all-optical signal processing techniques are investigated through computer simulations and experiments. These techniques utilize the four wave mixing effect to multiplex information of two input signals into a single one. In particular, two new all-optical techniques for coding and regeneration incoherently optical code division multiple access (OCDMA) signals were investigated. These all optical techniques convert and regenerate the optical signal modulated in intensity, on-off keying (OOK) and / or the optical signal modulated in differential phase shift (DPSK) on OCDMA signal. The results showed that both techniques worked properly. The output OCDMA signal presented an improved in the optical power regeneration of 1,69 dB. The application of all optical conversion technique with simultaneous signals regeneration led to the study of hybrid wavelength division multiplexing with optical code division multiplexing (WDM/OCDM) technology at the transport layer in a TON network. Heuristics for assigning optical codes and wavelengths as well as optical codes and wavelengths conversion architectures were proposed. From the results, it was shown that Random-Random heuristic has a better performance when analyzing the blocking probability. Still, the sparse partial optical code and wavelength conversion (SPOCC/SPWC) architecture improves the utilization of network resources, reducing the deployment cost of network / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Due to its inherent stability and compactness, integrated optics can allow for experimental complexity not currently achievable with bulk optics. This opens up the possibility for large-scale quantum technological applications, such as quantum communication networks and quantum information processing. Quantum information processing relies on efficient sources of entangled photon pairs. Most demonstrations in integrated photonics so far have featured the on-chip manipulation of photon states using a free-space bulk-optic source of photons. This has the drawback of introducing loss due to the spatial mode mismatch between waveguide modes of the chip and modes of the produced photons. In this way, loss limits the number of photons that are simultaneously carried in the integrated optical device, and thus limits the number of qubits. One way to avoid this loss is to generate the photons in another waveguide device. This can be done through, for example, spontaneous four-wave mixing (SFWM). In this third-order nonlinear process, two pump photons spontaneously scatter off each other to create two photons of two new frequencies, satisfying momentum and energy conservation. This has been studied in birefringent optical fibers and photonic crystal fibers. In this work, we investigate the SFWM generation of photons in a waveguide coupler comprised of two touching tapered optical fibers, which we call a microcoupler. The two silica fibers are kept in contact and tapered to be 1 micron in diameter in the 10 cm long uniform interaction region. This device has three main advantages over a standard telecom 2x2 fiber coupler. 1) The small mode area enhances the photon generation rate; 2) The microcoupler supports four modes which is the minimum number required for two-photon entanglement. So in principle the device should be able to produce polarization-entangled photon pairs; 3) The strong waveguide-waveguide coupling and waveguide dispersion (due to the tapering) forces the photons to be far in wavelength from the background light around the pump. We present the 28 allowed phasematching processes for the microcoupler, as well as predict the frequencies of the generated photons. We report the first experimental observation of photon pairs produced via SFWM in a microcoupler. We also analyze the polarization state of the observed photons to figure out which phasematching processes are responsible for generating the photons. We expect to observe more photon pairs in future devices, with the ultimate goal being the generation of polarization-entangled photon pairs for integrated optics.

Les liaisons opto-hyperfréquences sont appelées à jouer un rôle important dans les futurs systèmes micro-ondes. Elles permettent par exemple de transporter des signaux radars ou des oscillateurs locaux sur porteuse optique sur de longues distances. Elles permettent également de réaliser un certain nombre de fonctions comme des déphasages, l’introduction de retards vrais sur de larges bandes passantes, le filtrage reconfigurable des signaux, ou même des fonctions plus complexes comme de l’analyse spectrale ou de la corrélation de signaux hyperfréquences. Comme tous les systèmes opto-hyper, elles souffrent de pertes dues soit à la conversion opto-hyper, soit tout simplement à la propagation. Les amplificateurs classiques, par exemple à fibre dopée erbium, à semi-conducteur, ou à effet Raman dans les fibres, ne permettent pas de compenser ces pertes sans dégrader le rapport signal sur bruit. L’objectif de la thèse est l’étude et la réalisation expérimentale d’un amplificateur optique sensible à la phase basé sur des fibres hautement non linéaires (HNLF) pour amplifier des signaux analogiques sans ajouter du bruit. La majeure partie de ce travail de thèse a été consacrée à la mise en œuvre d’une expérience qui porte sur l’amplification sensible à la phase avec une seule pompe. Notre étude a également porté sur l’étude des performances de cet amplificateur en termes de linéarité et de bruit. La linéarité de l’amplificateur a été testée en comparant les produits d’intermodulation d’ordre 3 (IMD3) lorsque le PSA est activé et le PSA est désactivé. Nous avons montré à partir de ces mesures que l’introduction de l’amplificateur sensible à la phase dans la liaison n’a pas dégradé la dynamique libre de parasite (SFDR). De plus, nous avons étudié les performances de notre amplificateur sensible à la phase en termes de bruit en effectuant des mesures de son facteur de bruit (NF). En effet, nous avons mesuré un facteur de bruit de -2.07 dB dans le cas où l’on ne détecte que le signal, tandis qu’un facteur de bruit de 0.2 dB est obtenu lors de la détection de l’ensemble « signal et idler ». / Microwave photonic links are expected to play an important role in future RF systems. Based on low loss optical fibers, analog photonic links (APLs) have become the heart of the emerging field of microwave photonics, in which various functionalities are explored such as the generation and distribution of radar signals and local oscillators, phase shifting, reconfigurable true time delays, or even more complex functions such as spectrum analysis or correlation of RF signals. Unavoidably, microwave photonics systems undergo losses due either to microwave-to-optical conversion or to propagation. Classical amplifiers based on erbium doped fibers, semiconductor amplification, or Raman scattering in fibers, do not allow to compensate for these losses without degrading the signal-to-noise ratio. The aim of this thesis is to address this issue and to theoretically study and experimentally an optical phase-sensitive amplifier based on highly nonlinear fiber (HNLF) in order to amplify an analog signals without adding noise. We experimentally investigate the linearity of a phase sensitive amplifier based on nonlinear optical fiber in the context of microwave photonics. The linearity of the PSA amplifier is assessed by performing third order intermodulation distortion products (IMD3) measurements using two RF tones. The results show that the PSA is, in the explored domain, perfectly linear for the RF modulation, leading to amplification without any increase of distortion, thus proving the compatibility with future microwave photonics applications. In addition, we study the performance of our PSA in terms of noise by taking measurements of the noise figure (NF). Indeed, we measure a noise factor of -2.07 dB in the case where when we detect only the signal, while a 0.2 dB noise factor is obtained when both "signal and idler" are detected.