L’Ecole doctorale : Ecole Doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris

et le Laboratoire de recherche SAMOVAR – Services répartis, Architectures, Modélisation, Validation, Administration des Réseaux

présentent

l’AVIS DE SOUTENANCE de Monsieur Amin SOULEIMAN DABAR

Autorisé à présenter ses travaux en vue de l’obtention du Doctorat de l’Institut Polytechnique de Paris, préparé à Télécom SudParis en :

Electronique et Optoélectronique

« Émetteurs III-V-on-SOI à haut débit pour la communication de données à haute densité »

le MARDI 10 DéCEMBRE 2024 à 10h00

à

Amphithéâtre 7
19 Place Marguerite Perey, 91120 Palaiseau

https://telecom-paris.zoom.us/j/93172319114?pwd=sWRzxxxA0bBPVJSOTOKKkBDgWw8xHH.1

Membres du jury :

M. Kamel MERGHEM, Maître de conférences, SAMOVAR Télécom SudParis IP Paris, FRANCE – Directeur de these
M. Pascal  BESNARD, Professeur, Institut FOTON, FRANCE – Rapporteur
Mme Hélène  CARRERE, Professeure, INSA de Toulouse, FRANCE – Rapporteur
M. Gunther  ROALKENS, Professeur, Ghent University – imec, BELGIQUE – Examinateur
M. Carlos  RAMOS, Chargé de recherche, C2N CNRS/UPSaclay, FRANCE – Examinateur
M. Joan RAMIREZ, Ingénieur de recherche, III-V Lab, FRANCE – Co-encadrant de these

Invité :

M. BEKLEFAT Badr-Eddine, Professeur, Télécom SudParis, co-directeur de thèse

« Émetteurs III-V-on-SOI à haut débit pour la communication de données à haute densité »

présenté par Monsieur Amin SOULEIMAN DABAR

Résumé :

Face aux exigences croissantes en matière de bande passante des systèmes de communication optique, qui doivent soutenir un trafic de données en constante augmentation, ainsi qu’à une prise de conscience accrue des enjeux liés au développement durable, il devient crucial de concevoir des dispositifs consommant moins d’énergie. Cela a conduit à l’exploration de nouvelles technologies favorisant une densité plus élevée et une efficacité énergétique optimisée. Parmi ces technologies, les circuits intégrés photoniques (PIC, pour Photonic Integrated Circuits) sur une plateforme hétérogène III-V sur silicium (SOI, pour Silicon-On-Insulator) se distinguent par leur potentiel d’intégration de divers composants, tout en maintenant des coûts de production compétitifs et en réduisant la consommation énergétique des futurs émetteurs. L’intégration de matériaux III-V par collage moléculaire sur plaque de silicium permet de bénéficier d’un gain optique sur puce grâce à l’utilisation de ces matériaux, tout en tirant parti de la densité élevée et de la maturité des fonderies CMOS. Dans cette thèse, j’ai mené une étude théorique et expérimentale sur les lasers à rétroaction distribuée (DFB) modulés directement. En exploitant les propriétés de cette plateforme, nous avons intégré un modulateur par électroabsorption (MEA) avec ces DFB pour étudier la modulation externe. Pour atténuer les pertes de puissance optique induites par le modulateur, nous avons intégré un amplificateur optique à semiconducteurs (SOA). Une étude similaire a été menée pour un laser accordable, également modulé de manière externe avec un MEA, co-intégré avec un SOA.

Abstract :

Given the increasing bandwidth demands of optical communication systems, which must support constantly rising data traffic, along with a heightened awareness of sustainability issues, it becomes crucial to design devices that consume less energy. This has led to the exploration of new technologies that promote higher density and optimized energy efficiency. Among these technologies, photonic integrated circuits (PICs) on a heterogeneous III-V-on-SOI (Silicon-On-Insulator) platform stand out for their potential to integrate various components while maintaining competitive production costs and reducing the energy consumption of future emitters. The integration of III-V materials through molecular bonding onto silicon wafers allows for an optical gain on-chip due to the use of these materials, while leveraging the high density and maturity of CMOS foundries. In this thesis, I conducted a theoretical and experimental study on directly modulated distributed feedback (DFB) lasers. By exploiting the properties of this platform, we integrated an electro-absorption modulator (EAM) with these DFB lasers to investigate external modulation. To mitigate the optical power losses induced by the modulator, we integrated a semiconductor optical amplifier (SOA). A similar study was conducted for a tunable laser, also externally modulated with an EAM, co-integrated with an SOA.