Contribution à l'étude de nouvelles technologies de co-packaging et de co-design appliquées à la réalisation de modules photorécepteurs pour les systèmes de télécommunications de prochaine génération

Discipline

Electronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Photorécepteur, Amplificateur transimpédance, Réseaux d’accès, Data center, Co-packaging, Co-design

Mots-clés

Photorécepteurs (cellules) - Innovation,

Télécommunications optiques,

Télécommunications -- Trafic - Innovation,

Amplificateurs faible bruit

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre des télécommunications optiques à haut-débit sur courtes distances. L'ère numérique dans laquelle nous vivons pousse les architectures actuelles à évoluer aussi rapidement que le besoin en débit. Les réseaux d'accès et data-centers doivent d'ores et déjà évoluer, notamment au niveau des composants et sous-systèmes chargés de détecter les signaux optiques après leur transmission : les photorécepteurs. La montée en débit à 40 Gb/s et au-delà est limitée par l'architecture actuelle des photorécepteurs dont l'interfaçage entre ses deux fonctions primaires (photodétection[PD]/amplification[TIA]) limite la bande passante. Les solutions présentées, visant à limiter la parallélisation multi-longueurs d'onde des composants et ainsi les coût de déploiement, proposent d'augmenter la rapidité des modules photorécepteurs en optimisant leur architecture. Deux axes d'optimisation sont alors proposés au niveau du photorécepteur : Une approche co-packaging ayant pour objectif de considérer les deux fonctions clés du photorécepteur comme des boîtes noires auxquelles il convient d'ajouter un circuit externe permettant d'augmenter la bande passante, et une approche co-design visant à concevoir un nouveau circuit amplificateur transimpédance (TIA) intégrant directement une fonction de pré-égalisation adaptée à la photodiode permettant de repousser la fréquence de coupure du récepteur.