FR2566978A1 - Recepteur opto-electronique pour transmission par fibre optique - Google Patents

Abstract

CE RECEPTEUR OPTO-ELECTRONIQUE COMPORTE UN PHOTODETECTEUR D'ENTREE 11 RECEVANT UN FLUX LUMINEUX ENGENDRE PAR UN EMETTEUR ELECTRO-OPTIQUE 18, 19 ET ACHEMINE PAR FIBRE OPTIQUE 12, ET UN AMPLIFICATEUR ELECTRONIQUE 13 AMPLIFIANT LE SIGNAL FOURNI PAR LE PHOTODETECTEUR D'ENTREE 11 ET DELIVRANT LE SIGNAL DE SORTIE DU RECEPTEUR OPTO-ELECTRIQUE. IL EST POURVU D'UNE BOUCLE DE RETROACTION PAR VOIE OPTIQUE COMPRENANT UNE SOURCE LUMINEUSE 15 MODULEE EN INTENSITE PAR LE SIGNAL DE SORTIE DU RECEPTEUR OPTO-ELECTRONIQUE ET DES MOYENS OPTIQUES 17 DE COUPLAGE ET D'ATTENUATION DIRIGEANT UNE PARTIE DU FLUX LUMINEUX DE LADITE SOURCE 15 A L'ENTREE DU RECEPTEUR OPTO-ELECTRONIQUE, ICI PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN PHOTODETECTEUR DU RETROCOUPLAGE 16 CONNECTE DE MANIERE QUE LES EFFETS DES DEUX FLUX LUMINEUX SUR L'ENTREE DU RECEPTEUR OPTO-ELECTRONIQUE SE RETRANCHENT.

Description

Récepteur opto-électronique pour transmission par fibre optique
La présente invention est relative aux liaisons de télécommuni cation sur fibre optique et concerne plus particulièrement la structure des récepteurs opto-électroniques de ces liaisons.

Une liaison de télécommunication sur fibre optique se compose d'un émetteur électro-optique muni d'une source lumineuse modulée en intensité par un signal électrique à transmettre, d'une fibre optique couplée à l'émetteur acheminant le signal lumineux et d'un récepteur opto-électronique pourvu d'un photo-détecteur recevant le signal lumineux transmis par la fibre optique et d'un amplificateur électronique amplifiant les signaux électriques issus du photodétecteur.

l'amplificateur électronique du récepteur opto-électronique doit présenter une grande largeur de bande passante qui est obtenue, en règle générale, à l'aide d'une boucle de contre-réaction résistive dont l'em- ploi s'accompagne d'une part, d'une dégradation du rapport signal sur bruit du récepteur opto-électronique due à la contribution importante du bruit thermique de la résistance de contre-réaction et d'autre part d'une limitation de la fréquence de coupure haute du récepteur opto-électronique due à la capacité parasite ramenée en entrée de l'amplificateur électronique par la résistance de contre-réaction.

La présente invention a pour but de lutter contre ces inconvénients et, également, de donner l'opportunité de compenser en réception au moins une partie des distorsions engendrées à haut niveau par la source lumineuse d'émission.

Elle a pour objet un récepteur opto-électronique pour transmission par fibre optique qui comporte un photo-détecteur d'entrée recevant le signal lumineux transmis par la fibre optique et un amplificateur électronique amplifiant le signal du photodétecteur d'entrée et qui est pourvu d'une boucle de rétroaction par voie optique comprenant une source lumineuse excitée à partir du signal de sortie du récepteur opto-électronique et des moyens optiques de couplage permettant d'appliquer une partie au moins du flux lumineux de ladite source à l'entrée du récepteur opto-électronique en concurrence avec le signal lumineux transmis par la fibre optique.

Selon un mode de réalisation particulier, le récepteur opto-électronique comporte un photodétecteur de rétrobouclage distinct du photodétecteur d'entrée qui reçoit à travers les moyens optiques de couplage le flux lumineux de la source lumineuse de la boucle de rétroaction et qui est connecté en entrée de l'amplificateur électronique de manière que les effets du flux lumineux issu de la fibre optique et de celui issu de ladite source lumineuse se retranchent, cette source lumineuse étant choisie de façon à avoir la même caractéristique courant-puissance lumineuse émise que la source lumineuse utilisée à l'émisssion et placée à un même niveau d'excitation que cette dernière.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel : - les figures 1, 2, 3, 7 et 5 illustrent diverses liaisons optiques pourvues de récepteurs opto-électroniques selon l'invention, à boucle de rétroaction par voie optique, - les figures 6, 7 et 8 illustrent des exemples de réalisation d'un composant opto-électronique intégrant tous les éléments opto-électroniques d'un récepteur opto-électronique et de sa boucle de rétroaction par voie optique, - et les figures 9, 10, 11, 12, 13, 14 et 15 détaillent divers modes de réalisation de l'étage d'entrée électrique d'un récepteur opto-électronique pourvu d'une boucle de rétroaction par voie optique.

On distingue sur la figure 1 une liaison de transmission formée d'une fibre optique 12 reliant entre eux un émetteur électro-optique et un récepteur opto-électronique.

L'émetteur électro-optique est constitué, de manière classique, par une source lumineuse 19, qui est une diode laser ou électroluminescente, modulée en intensité par un signal à transmettre appliqué sous forme électrique à un amplificateur électronique 18 délivrant le courant d'alimentation de la source lumineuse 19.

Le récepteur opto-électronique comporte, également de manière classique, une photodiode 11 d'entrée excitée par le signal lumineux acheminé par la fibre optique 12 et un amplificateur électronique 13 amplifiant le courant engendré par la phodotiode 11 et délivrant sur sa sortie 100 le signal électrique de sortie du récepteur opto-électronique.Conformément à l'invention, il est pourvu d'un circuit de rétroaction par voie optique comportant une source lumineuse 15, qui est une diode laser ou électrolumineseente, modulée en intensité par le signal électrique disponible sur la sortie 100 du récepteur opto-électronique soumis au préalable à un amplificateur électronique auxiliaire 14 adaptateur d'impédance, une seconde photodiode 16 de rétrocouplage connectée en série avec la première il entre la masse et une source de polarisation +V, leur point milieu étant relié à l'entrée de l'amplificateur électronique 13, et des moyens optiques 17 de couplage assurant le couplage optique entre la seconde photodiode 16 et la source lumineuse 15.Ces moyens optiques 17 de couplage incorporent des moyens dtatté- nuation ajustable, non illustrés individuellement, et peuvent etre constitués de tout moyen propre à transmettre ou guider la lumière milieux transparents, conducteurs optiques ou lentilles et de tout moyen propre à faire varier à volonté la puissance transmise par une source lumineuse à un photodétecteur : atténuateurs, diaphragmes ou dispositifs mécaniques permettant de faire varier les positions respectives de la source lumineuse, des conducteurs optiques et du photodétecteur.

Le circuit de rétroaction qui vient d'être décrit est un montage soustractif car le courant injecté à l'entrée de l'amplificateur élec- tronique 13 du récepteur opto-électronique est égal à la différence des courants engendrés de manière photoélectrique par les photodétecteurs il et 16 ventrée et de rétrocouplage.

La figure 2 représente une liaison de transmission par fibre optique dans laquelle le récepteur opto-électronique est pourvu d'un circuit de rétroaction qui est un montage additif. Cette liaison différe de la précédente par les connexions électriques des deux photodiodes du récepteur opto-électronique qui ont été réindexées par 21 et 26, les autres éléments ayant conservé les mêmes dispositions et les mimes indexations. Les deux photodiodes 21 et 26 sont ici connectées en parallèle entre l'entrée de l'amplificateur électronique 13 et une source de polarisation +V de sorte que le courant injecté à l'entrée de l'ampli- ficateur électronique soit égal à la somme des courants qu'elles engen drent par effet photoélectrique.

La figure 3 représente une variante de la liaison de transmission par fibre optique de la figure 2. Cette variante reprend l'ensemble des éléments de la liaison précédente avec les mêmes dispositions et indexations à l'exception des photodiodes. Elle ne comporte plus que la photodiode d'entrée du récepteur opto-électronique, référencée 31, précédée d'un coupleur optique 32, additionnant en puissance le signal lumineux acheminé par la fibre optique 12 et celui, issu de la source lumineuse 15 de la boucle de rétroaction, acheminé par les moyens optiques 17 de couplage et un guide de lumière 33.

Dans chacune des liaisons décrites précédemment, la boucle de rétroaction peut être soit une boucle de réaction, soit une boucle de contre-réaction selon le signe du gain de l'ensemble formé par la concaténation des amplificateurs 13 et 14 et la nature additive ou soustractive du montage. Dans le cas d'un montage soustractif comme celui de la liaison représentée à la figure 1, la boucle de rétroaction sera une boucle de contre-réaction si le gain de l'ensemble des amplificateurs 13, 14 est positif alors que dans le cas d'un montage additif comme celui des liaisons représentées aux figures 2 et 3, la boucle de rétroaction sera une boucle de contre-réaction si le gain de l'ensemble des amplificateurs 13 et 14 est négatif.

Le taux de rétroaction peut être ajusté de deux manières, d'une part par le réglage du gain de l'amplificateur auxiliaire 14 et d'autre part, par celui de l'affaiblissement des moyens optiques 17 de couplage.

Le réglage du gain de l'amplificateur auxiliaire 14 se fait, sauf exception comme on le verra plus tard, de manière à éviter pour la source lumineuse 15 de la boucle de rétroaction, les forts niveaux d'excitation provoquant des distorsions dans le signal lumineux engendré.

Le rapport signal sur bruit du récepteur opto-électronique est amélioré car le bruit dû à la boucle de rétroaction se limite au plus à celui d'une photodiode 16 ou 26 qui est inférieur au bruit thermique de la boucle de contre-réaction résistive habituelle.

De plus, la mise en oeuvre d'une boucle de rétroaction par voie optique n'introduit quasiment pas de capacité parasite entre l'entrée et la sortie de l'amplificateur 13. La présence d'une photodiode 16 ou 26 de rétrocouplage particulière à la boucle de rétroaction introduit à l'entrée de l'amplificateur 13 une capacité parasite égale à celle de la fonction de ladite photodiode qui diminue quelque peu la fréquence de coupure haute du récepteur opto-électronique. Toutefois, il faut noter que cet inconvénient peut être écarté en ayant recours comme dans la liaison de la figure 3 à un coupleur optique permettant de supprimer ladite photodiode, ou minimisé en choisissant un modèle de photodiode à faible surface sensible et donc à faible capacité parasite.En effet, la faible distance séparant la photodiode de rétrocouplage et la source lumineuse de la boucle de rétroaction fait que la puissance lumineuse reçue par ladite photodiode est toujours suffisante pour autoriser un tel choix.

Dans le cas de la liaison de la figure 1 où la boucle de rétroaction est un montage soustractif et où le gain de l'ensemble des amplificateurs 13 et 14 est positif donnant à la boucle de rétroaction un comportement de boucle de contre-réaction, les non-linéarités de la source lumineuse 15 de la boucle de rétroaction jouent dans un sens inverse de celle; de la source lumineuse 19 de l'émetteur électro-optique.Il est par conséquent possible de réaliser en réception une certaine compensation des non-linéarités d'émission en employant dans la boucle de rétroaction une source lumineuse 15 ayant la même caractéristique courant-puissance lumineuse émise que la source lumineuse 19 de l'émet- teur et en ajustant le gain de l'amplificateur auxiliaire 14 de manière à lui donner un même niveau d'excitation cela gracie à des moyens manuels ou automatiques.

La figure 4 représente une liaison de transmission par fibre optique bidirectionnelle avec deux voies dans un sens et une voie dans l'autre obtenues à l'aide de trois faisceaux lumineux multiplexés en longueur d'onde. Cette liaison comporte deux terminaux 40, 41 reliés par une fibre optique 42.

L'un 40 des terminaux posséde deux émetteurs électro-optiques opérant à des longueurs d'ondes distinctes t 1 1 > 2 et un récepteur opto-électronique sans boucle de rétroaction opérant à une troisième longueur d'onde 3. Les deux émetteurs électro-optiques sont formés de deux sources lumineuses 400, 402 qui émettent respectivement aux lon gueurs d'onde ss 1 et A 2 et qui sont modulées par deux amplificateurs 401, 403. Le récepteur opto-électronique comporte un photodétecteur 404 suivi d'un amplificateur 405.Une lame dichroïque 406 transparente à la longueur d'onde À 1 et réfléchissante à la longueur d'onde h 2 permet de combiner les faisceaux issus des sources lumineuses 400, 402 des deux émetteurs électro-optiques par l'intermédiaire d'un ensemble de moyens optiques collimateurs décollimateurs non représentés.Une autre lame dichrolque 407 transparente aux longueurs d'onde # 1 et # 2 et réfléchissante à la longueur d'onde # 3 est inter- calée devant l'extrémité de la fibre optique 42 et permet d'introduire dans la fibre optique 42 les faisceaux aux longueurs d'onde t 2 des deux émetteurs électro-optiques et d'en retirer un faisceau à la longueur d'onde h 3 à destination du récepteur opto-électronique.

3
L'autre terminal 41 posséde un émetteur électro-optique opérant à la longueur d'onde #3 et deux récepteurs opto-électronique qui sont pourvus de boucles de rétroaction optiques et qui opérent aux longueurs d'onde A 1 sA2 . L'émetteur électro-optique est formé d'une source lumineuse 410 qui émet à la longueur d'onde > 3 et qui est modulée par un amplificateur 411.Le récepteur opto-électronique opérant à la longueur d'onde A 1 possède un photodétecteur d'entrée 412 alimentant un amplificateur 413 et une boucle de rétroaction par voie optique comprenant une source lumineuse 414 modulée par le signal disponible en sortie 430 du récepteur opto-électronique au moyen d'un amplificateur auxiliaire 415 et un coupleur optique 416 réinjectant une partie du flux lumineux de la source 414 dans le photodétecteur d'entrée 412. Le récepteur opto-électronique opérant à la longueur d'onde 2 possède un photodétecteur d'entrée 417 alimentant un amplificateur 418 et une boucle de rétroaction optique comprenant une source lumineuse 419 modulée par le signal disponible en sortie 440 du récepteur opto-électronique par l'intermédiaire d'un amplificateur auxiliaire 420 et un coupleur optique 421 réinjectant une partie du flux lumineux de la source 419 dans le photodétecteur d'entrée 417. Une lame dichroïque 422 transparente à la longueur d'onde À 1 et réfléchissante aux longueurs d'ondes # 2 et #3 est couplée à la fibre optique 42 au travers d'un dispositif collimateur non représenté.

Le flux lumineux à la longueur d'onde > 1 issu de la fibre optique 42 traverse la lame dichrolque 422, le coupleur optique 416 et est concentré par des moyens optiques non représentés sur la photodiode d'entrée 412 du récepteur opto-électronique opérant à la longueur d'onde À 1. Ce flux lumineux engendre dans la photodiode un courant amplifié par l'amplificateur 413 qui délivre le signal en sortie 430 du récepteur opto-électronique.Ce signal module par lvintermédiaire de l'amplificateur auxiliaire 415 l'intensité de la source lumineuse 414 dont le rayonnement est partiellement couplé par le coupleur optique 416 et des moyens optiques non représentés à la photodiode d'entrée 412 du récepteur afin de réaliser la rétroaction Le coupleur optique 416, peut hêtre une lame nemi-transparente et, dans ce cas, le rayonnement reçu par la photodiode en provenance de la source lumineuse 414 de la boucle de rétroaction est dû à la réflexion partielle sur la lame.Il peut aussi être une lame dichroïque transparente à la longueur d'onde J 1 et réfléchissante à la longueur d'onde émise par la source lumineuse 414 de la boucle de rétroaction ; dans ce cas cette dernière source lumineuse doit émettre à une longueur d'onde différente de
1.

Le flux lumineux à la longueur d'onde A 2 issu de la fibre optique 42 se réfléchit sur la lame dichroïque 422 puis traverse le coupleur optique 421 du récepteur opto-électronique opérant à la longueur d'onde X2 qui est une lame dichroïque transparente à la longueur d'onde ss 2s réfléchissante à la longueur d'onde > 3 et réfléchissante ou partiellement réfléchissante à la longueur d'onde, différente de émise par la source lumineuse 419.Ce flux lumineux à la longueur d'onde # 2 se retrouve concentré par des moyens optiques non représentés sur la photodiode d'entrée 417 du récepteur opto-électronique opérant à la longueur d'onde ss 2 et engendre dans cette photodiode 417 un courant amplifié par l'amplificateur 418 qui délivre le signal en sortie 440 du récepteur opto-électronique Ce signal module par l'intermédiaire de l'amplificateur auxiliaire 420 l'intensité de la source lumineuse 419 dont le rayonnement est partiellement couplé par le coupleur optique 421 et par des moyens optiques non représentés à la photodiode 417 d'entrée du récepteur opto-électronique afin de réaliser la rétroaction
Le flux lumineux à la longueur d'onde ss 3 issu de la source lumi neuse 410 de l'émetteur est collimaté par des moyens optiques non rèprésentés puis réfléchi successivement par les lames dichroiques 421 et 422 avant d'être injecté dans la fibre optique 42.

Après traversée de la fibre optique 42, il pénètre dans le terminal 40 où il est réfléchi par la lame dichrolque 407 et concentré par des moyens optiques non représentés sur la surface sensible de la photodiode 404 d'entrée du récepteur opto-électronique opérant à la longueur d'onde% 3.

On peut, moyennant une complexité légèrement accrue, équiper le récepteur opto-électronique du terminal 40 d'une boucle de rétroaction par voie optique analogue à celles équipant les récepteurs opto-électroniques de l'autre terminal 41 en mettant à profit les propriétés de dichroïsme de la lame 407.

La figure 5 représente une variante de la liaison de transmission de la figure 3 présentant un récepteur opto-électronique pourvu d'une boucle de rétroaction optique qui est un montage additif simplifié. La liaison comporte un émetteur électro-optique constitué par une source lumineuse 59 modulée en entensité par le signal à transmettre appliqué sous forme électrique à un amplificateur 58 délivrant le courant d'alimentation de la source lumineuse 59, une fibre optique 52 acheminant le flux lumineux de la source 59 et un récepteur opto-électronique constitué d'une photodiode 51 dont le courant est amplifié par un amplificateur 53 qui délivre le signal de sortie du récepteur opto-électronique.

Le récepteur opto-électronique est pourvu d'une boucle de rétroaction par voie optique qui est constituée ici, d'une source lumineuse 55 modulée en intensité par le signal de sortie du récepteur opto-électronique par l'intermédiaire d'un amplificateur auxiliaire 54 et disposée dans le même boîtier que la photodiode 51 d'entrée du récepteur optoélectronique. Ainsi, la photodiode 51 d'entrée du récepteur opto-électronique reçoit à la fois le flux lumineux émis par la source lumineuse 59 de l'émetteur via la fibre optique 52 et une fraction au moins du flux lumineux émis par la source lumineuse 55 de la boucle de rétroaction lui parvenant directement ou indirectement selon la conception du bottier, le taux de rétroaction restant ajustable par l'intermédiaire du gain de l'amplificateur auxiliaire 54.

Les figures 6, 7 et 8 représentent trois exemples de réalisation d'un composant intégrant dans un même bottier la photodiode d'entrée d'un récepteur opto-électronique et la source lumineuse 55 de sa boucle de rétroaction par voie optique.

Dans la réalisation de la figure 6, le composant renferme un cristal photodétecteur 61 constituant la photodiode et un cristal photoémetteur 62 disposés côte à côte sur une embase plane 63 recouverte d'une calotte hémisphérique 64. Le cristal photodétecteur 61 est disposé en alignement avec l'axe de la calotte 64. Le sommet de la calotte 64 est percé d'un orifice dans lequel est sertie une lentille 65 destinée à etre placée en regard de l'extrémité 66 d'une fibre optique 67. La fibre optique 67 est maintenue par rapport au composant, par des moyens mécaniques non représentés, dans une position telle que l'image de son entrée mité 66 donnée par la lentille 65 se trouve au voisinage de la surface sensible du cristal photodétecteur 61 et soit d'une dimension inférieure ou égale à celle de ladite surface sensible.Dans ces conditions, tout le flux lumineux émis par l'extrémité 66 de la fibre optique 67 parvient aux pertes de la lentille près sur le photodétecteur. Le cristal photoémetteur 62 est décalé latéralement par rapport à l'axe de la calotte hémisphérique 64. Le flux lumineux qu'il émet se réfléchit sur la paroi intérieure concave et réfléchissante de la calotte 64 et parvient au moins en partie à la surface sensible du cristal photodétecteur 61.

Dans la réalisation de la figure 7, le composant renferme un cris tal photodétecteur 71 et un cristal photoémetteur 72 disposés sur une embase 73 dans des plans différents. L'embase 73 se présente sous la forme d'un socle plat 74 surmonté par une potence 75 et coiffée par un bottier 76. Le cristal photodétecteur 71 est placé au centre de l'embase 73 face à l'extrémité 77 d'une fibre optique 78 qui pénètre dans le bottier 76 par une ouverture 79 et lui est fixée par scellement. Le cristal photoémeteur 72 est placé sous la potence 75 en vue directe du cristal photodétecteur 71 de sorte qu'une partie au moins du flux lumineux qu'il émet atteigne directement la surface sensible du cristal photodétecteur.

La figure 8 représente une variante de la réalisation de la figure précédente dans laquelle le cristal photodétecteur 81 et le cristal photoémetteur 82 conservent leurs dispositions sur une embase 83 de même configuration, en vue directe dans des plans différents, mais où l'extrémité 87 de la fibre optique 88 fait face à une lentille 89 qui est sertie dans une ouverture du boitier 86 et projette son image à l'intérieur de la surface sensible du cristal photodétecteur 81.

Une autre manière de refermer la boucle de rétroaction optique en entrée du récepteur opto-électronique consiste à employer un phototransistor comme étage d'entrée de l'amplificateur électronique du récepteur opto-électronique ainsi qu'il est représenté dans la figure 9. La photodiode d'entrée, 91, qui reçoit le flux lumineux issu de la fibre optique, 92, acheminant le signal de la liaison, a son courant amplifié par un phototransistor 93 puis par un amplificateur électronique 94 qui délivre le signal en sortie 98 du récepteur opto-électronique.Le signal de la sortie 98 du récepteur opto-électronique est utilisé dans une boucle de rétroaction par voie optique pour moduler en intensité, par l'intermé- diaire d'un amplificateur auxiliaire adaptateur d'impédance 95, une source lumineuse 96 dont une partie du flux lumineux est transmise par l'intermédiaire de moyens optiques 97 de couplage incorporant des moyens d'atténuation ajustable vers la zone photosensible du phototransistor 93.

Selon le signe + ou - de l'ensemble formé par la concaténation des amplificateurs 94 et 95, la boucle de rétroaction est soit une boucle de contre-réaction soit une boucle de réaction.

Les figures 10 à 15 représentent d'autres variantes de récepteurs opto-électroniques à boucle de rétroaction par voie optique utilisant pour délivrer leur signal de sortie des amplificateurs électroniques à deux entrées distinctes.

La figure 10 représente un récepteur opto-électronique ayant pour délivrer son signal électrique de sortie un amplificateur électronique 105 équipé en entrée d'un transistor à effet de champ bigrille 104.

L'une des grilles est connectée à la masse par une résistance 103 et à une source de polarisation +V par une photodiode d'entrée 101 recevant le flux lumineux issu d'une fibre optique 102 acheminant un signal de transmission tandis que l'autre grille est connectée à la masse par une résistance 110 et à la source de polarisation +V par une photodiode de rétrocouplage 109 qui reçoit par l'intermédiaire de moyens optiques 108 de couplage incorporant des moyens d'atténuation ajustable une partie du flux lumineux d'une source lumineuse 107 modulée en intensité au moyen d'un amplificateur auxiliaire 106 par le signal électrique disponible en sortie 111 du récepteur opto-électronique.Le drain du transistor 104 est connecté à l'entrée de l'amplificateur électronique 105 ainsi qu'à une résistance de charge 112 reliée par ailleurs à la source de polarisation V. La source de ce transistor est reliée directement à la masse.

La photodiode d'entrée 101 engendre, en réponse au flux lumineux issu de la fibre optique 102, un courant qui produit aux bornes de la résistance de charge 103 une tension appliquée à la première grille du transistor à effet de champ et amplifiée successivement par ce dernier et l'amplificateur électronique 105. Le signal de sortie de l'amplificateur électronique 105 qui constitue celui du récepteur opto-électronique est utilisé dans la boucle de rétroaction par voie optique pour moduler par l'intermédiaire de l'amplificateur auxiliaire adaptateur dwimpé- dance 106 l'intensité de la source lumineuse 107.Les moyens optiques 108 de couplage transmettent une partie du flux lumineux de la source 107 à la photodiode de rétrocouplage 109 qui engendre en réponse un courant produisant aux bornes de la résistance de charge 110 une tension de rétroaction appliquée sur la deuxième grille du transistor à effet de champ 104. Cette rétroaction est une contre-réaction lorsque le gain de l'ensemble formé par la concaténation des amplificateurs électroniques 105 et 106 est positif et une réaction dans le cas contraire
Elle est de type additif car les effets des courants engendrés par les photodiodes 101 et 109 sur le transistor à effet de champ bigrille 104 s'additionnent.

La figure 11 représente une variante du récepteur opto-électronique de la figure 10 dans laquelle on retrouve la plupart des éléments avec la meme disposition et la même indexation, la seule différence étant que la photodiode de rétrocouplage, référencée 109', et sa résistance de charge, référencée 110', ont été interverties. La rétroaction réalisée dans cette variante est une contre-réaction lorsque le gain de ltensem- ble des amplificateurs électroniques 105 et 106 est négatif et une réaction dans le cas contraire. Elle est de type soustractif car les effets des courants engendrés par les photodiodes 101 et 109' sur le transistor à effet de champ bigrille se retranchent.

La figure 12 représente un récepteur opto-électronique ayant pour délivrer son signal de sortie un amplificatéur électronique 125 équipé d'un étage d'entrée à deux transistors de type cascode. Cet étage d'entrée comporte deux transistors 123, 124 de même type NPN dont les espaces émetteur-collecteur sont mis en série. Le premier transistor 123 a son émetteur connecté directement à la masse et sa base connectée à une source de polarisation +V par l'intermédiaire d'une photodiode d'entrée 121 recevant le flux lumineux issu d'une fibre optique 122 acheminant un signal de transmission. Le deuxième transistor 124 a son collecteur connecté à l'entrée de l'amplificateur électronique 125 et à une résistance de charge 131 reliée par ailleurs à la source de polarisation +V.Sa base est reliée à la masse par une résistance 130 et à la source de polarisation +V par une photodiode de rétrocouplage 129 qui reçoit par l'intermédiaire de moyens optiques 128 de couplage incorporant des moyens d'atténuation ajustable une partie du flux lumineux d'une source lumineuse 127 modulée en intensité au moyen d'un amplificateur auxiliaire 126 par le signal électrique disponible en sortie 132 du récepteur opto-électronique.

la photodiode d'entrée 121 engendre, en réponse au flux lumineux issu de la fibre optique 122 acheminant le signal de transmission, un courant injecté dans la base du transistor 123, amplifié par ce dernier et transformé par le transistor 124 en un signal de tension appliqué à l'entrée de l'amplificateur électronique 125 qui délivre le signal en sortie 132 du récepteur opto-électronique. Le signal en sortie 132 du récepteur opto-électronique est utilisé dans la boucle de rétroaction optique pour moduler en intensité la source lumineuse 127 par l'intermédiaire de l'amplificateur auxiliaire adaptateur dtimpédance 126. Les moyens optiques 128 de couplage transmettent une partie du flux lumineux de la source 127 à la photodiode de rétrocouplage 129 qui engendre en réponse un courant produisant aux bornes de sa résistance de charge 130 une tension de rétroaction appliquée à la base du transistor 124. Cette rétroaction est une contre-réaction lorsque le gain de l'ensemble des amplificateurs 125 et 126 est positif et une réaction dans le cas contraire. Elle est de type additif car les effets de courants engendrés par les photodiodes 121, 129 sur l'étage à transistors-123 > 124 de type cascode stadditiannent.

La figure 13 représente une variante du récepteur opto-électronique de la figure 12 dans laquelle on retrouve la plupart des éléments avec la même disposition et la même indexation, la seule différence étant que la photodiode de rétrocouplage, référencée 129', et sa résistance de charge, référencée 130', ont été interverties. Cette modification trains forme la rétroaction de type additif en une rétroaction de type sous trac- tif car les effets des courants engendrés par les photodiodes 121 et 129' sur l'étage à transistors 1232 124 de type cascode se retranchent. Cette rétroaction est une contre-reaction lorsque le gain de l'ensemble formé par les amplificateurs 125 et 126 est négatif, et une réaction dans le cas contraire.

La figure 14 représente un récepteur opto-électronique ayant pour délivrer son signal de sortie un amplificateur électronique différent tiel 146 équipé d'un étage d'entrée à deux transistors montés en paire différentielle. Cet étage d'entrée comporte deux transistors 144, 145 de même type NPN accouplés par leurs émetteurs à une source de courant 152 les reliant à la masse. Le premier transistor 144 a son collecteur connecté à une première entrée de l'amplificateur électronique différentiel 146 et à une résistance de charge 153 reliée par ailleurs à une source de polarisation +V. Sa base est connectée à la masse par une résistance 143 et à la source de polarisation +V par une photodiode d'entrée 141 recevant le flux lumineux d'une fibre optique 142 acheminant un signal de transmission.Le deuxième transistor 145 a son collecteur relié à la deuxième entrée de l'amplificateur électronique différentiel 146 et à une résistance de charge 154 reliée par ailleurs à la source de polarisation +V. Sa base est connectée à la masse par une résistance 151 et à la source de polarisation +V par une photodiode de rétrocouplage 150 qui reçoit par l'intermédiaire de moyens optiques 149 de couplage incorporant des moyens d'atténuation ajustable une partie du flux lumineux d'une source lumineuse 148 modulée en intensité au moyen d'un amplificateur électronique auxiliaire 147 par le signal électrique disponible en sortie 155 du récepteur opto-électronique.

La photodiode d'entrée 141 engendre, en réponse au flux lumineux issu de la fibre 142, un courant qui produit aux bornes de sa résistance de charge 143 une tension appliquée à la base du transistor 144, monté en paire différentielle avec le transistor 145, et amplifiée par ladite paire différentielle et l'amplificateur électronique différentiel 146 qui délivre le signal en sortie 155 du récepteur opto-électronique. Le signal en sortie 155 du récepteur opto-électronique est utilisé dans la boucle de rétroaction par voie optique pour moduler en intensité la source lumineuse 148 par l'intermédiaire de l'amplificateur auxiliaire adaptateur d'impédance 147.Les moyens optiques 149 de couplage transmettent une partie du flux lumineux de la source 148 à la photodiode de rétrobouclage 150 qui engendre en réponse un courant produisant dans sa résistance de charge une tension de rétroaction appliquée à la base du transistor 145 de la paire symétrique. La rétroaction obtenue et une contre-réaction lorsque le gain de l'ensemble formé par la concaténation des amplificateur 146 et 147, mesuré entre le collecteur du transistor 145 et la sortie de l'amplificateur auxiliaire 147 est positif, et une réaction dans le cas contraire. Elle est du type soustractif car les effets des courants engendrés par les photodiodes 141, 150 sur les transistors 144, 145 montés en paire différentielle se retranchent.

La figure 15 représente une variante du récepteur opto-électronique de la figure 14 dans laquelle on retrouve la plupart des éléments avec la même disposition et la même indexation, la seule différence résidant dans l'interversion de la photodiode de rétrocouplage, référencée 150', et de sa résistance de charge, référencée 151'. Cette modification transforme la rétroaction de type soustractif en une rétroaction de type additif car les effets des courants engendrés par les photodiodes 141, 150' sur les transistors 144, 145 montés en paire différentielle s'additionnent. Cette rétroaction est une contre-réaction lorsque le gain de l'ensemble formé par les amplificateurs 146 et 147, mesuré entre le collecteur du transistor 145 et la sortie de l'amplificateur auxiliaire 147, est négatif, et une réaction dans le cas contraire.

On peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1/ Récepteur opto-électronique pour transmission par fibre optique comportant un photodétecteur d'entrée (11, 21 ou 31) recevant le flux lumineux acheminé par fibre optique (12) constituant le signal de trans- mission et un amplificateur électronique (13) amplifiant le signal du photodétecteur d'entrée (11, 21 ou 31) et délivrant le signal électrique de sortie du récepteur opto-électronique, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une boucle de rétroaction par voie optique comportant une source lumineuse (15) modulée en intensité à partir du signal électrique de sortie du récepteur opto-électronique et des moyens optiques (17) de couplage permettant de transmettre une partie au moins du flux lumineux de ladite source lumineuse (15) à l'entrée du récepteur opto-électronique.

2/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle de rétroaction par voie optique comporte un photodétecteur de rétrocouplage (16 ou 26) qui reçoit à travers les moyens optiques (17) de couplage le flux lumineux de ladite source lumineuse (15) et qui est disposé en entrée de l'amplificateur électronique (13), en concurrence avec le photodétecteur (11 ou 21) recevant le flux lumineux acheminé par fibre optique (12) constituant le signal de transmission 3/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 2, caracterise en ce que le photodétecteur d'entrée (11) et le photodétecteur de rétrocouplage (16) sont connectés en entrée de l'amplificateur électronique (13) de manière que les effets du flux lumineux acheminé par fibre optique (12j constituant le signal de transmission et eeux du flux lumineux de la source (15) se retranchent.

4/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le photodetecteur d'entrée (21) et le photodétecteur de rétrocouplage (26) sont connectés en entrée de l'amplificateur électronique (13) de manière que les effets du flux lumineux acheminé par fibre optique (12) constituant le signal de transmission et ceux du flux lumineux de la source (15) s'ajoutent.

5/ récepteur opto-électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle de rétroaction comporte un coupleur optique (32) inséré entre la fibre optique (12) acheminant le signal de tansmtrssion et le photodétecteur d'entrée (31) qui reçoit à la fois le flux lumineux acheminé par fibre optique (12) constituant le signal de transmission et une partie au moins du flux lumineux de la source (15).

6/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 5, caracterisé en ce que le coupleur optique (421) est formé d'un multiplexeur en longueur d'onde permettant en outre de multiplexer plusieurs signaux de transmission à des longueurs d'ondes différentes sur une même fibre optique (42).

7/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 1 naraetdrisé en ce que le photodétecteur d'entrée (51) et la source lumineuse (55) sont montés dans un même boiter.

8/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le photodétecteur d'entrée (61) est placé dans le boîtier (64) hors d'une atteinte directe par le flux lumineux de la source (62), les moyens de couplage comportant des moyens de réflexion placés sur la paroi interne du boîtier (64).

9/ récepteur opto-électronique selon la revendication 77 caracterisé en ce que le photodétecteur d'entrée (71) et la source alumineuse a72) sont placés en vue directe.

10/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la boucle de rétroaction comporte un phototransistor (93) qui est intercalé entre le photodétecteur d'entrée (91) et l'amplificateur électronique (94) et vers la surface sensible duquel les moyens optiques (97) de couplage dirigent une partie au moins du flux lumineux de la source lumineuse (96).

11/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplificateur électronique présente un étage entrée pourvu de deux bornes d'entrée distinctes raccordées l'une au photodétecteur d'entrée (101, 121, 141) et l'autre au photodétecteur de rétrocouplage (109, 129, 150).

12/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étage d'entrée de l'amplificateur électronique comporte un transistor à effet de champ bigrille (104) dont chaque grille est raccordée à l'un des photodétecteurs (101, 109 ou 101, 1091).

13/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étage d'entrée de l'amplificateur électronique comporte deux transistors (123, 124) montés en cascode, la base de chacun d'eux étant raccordée à l'un des photodétecteurs (121, 129 ou 121, 129') 14/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étage d'entrée de l'amplificateur électronique comporte deux transistors (144, 145) montés en paire différentielle, la base de chacun d'eux étant raccordée à l'un des photodétecteùrs (141, 150 ou 141, 150').

15/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle de rétroaction par voie optique comporte un amplificateur électronique auxiliaire (14), adaptateur d'impédance, assurant la modulation en intensité de la source lumineuse (15) à partir du signal de sortie du récepteur opto-électronique.

16/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens optiques (17) de couplage incorporent des moyens d'atténuation ajustable.

17/ Récepteur opto-électronique selon la revendication 3, utilisé dans une liaison de transmission optique comportant une source lumineuse d'émission (19) modulée en intensité par le signal à transmettre, caractérisé en ce que la source lumineuse (15) de la boucle de rétroaction est choisie de manière à avoir la même caractéristique courant-puissance lumineuse émise que la source lumineuse d'émission (19) et est excitée à un même niveau que cette dernière.