| Project/Area Number |
21K04067
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
福地 裕 東京理科大学, 工学部電気工学科, 准教授 (70366433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮内 亮一 東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 講師 (80843838)
前田 譲治 東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 教授 (10256670)
平田 孝志 関西大学, システム理工学部, 教授 (10510472)
木村 共孝 同志社大学, 理工学部, 准教授 (20756382)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 先端機能デバイス / 超高速情報処理 / 光スイッチ / フォトニックネットワーク / 先端的通信 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では理論と実験の両面から、分極反転周期変調擬似位相整合(QPM)ニオブ酸リチウム(LN)アレイ光導波路に電圧制御機能を搭載した光-電気ハイブリッド信号処理デバイスを創出する。当該素子の結晶・構造パラメータを自在に制御することにより、高次の非線形光学効果に基づく光段コヒーレントシリアル-パラレル信号処理と、電気光学効果に基づく電気段シンセサイジングを同時に実現する。これらの巧みな合成動作に基づく先進信号処理技術を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
光通信に関するムーアの法則によれば、容量と距離の積が4年間でおおよそ10倍になるとされている。ブロードバンドインターネットを基軸とする高度情報化社会では、バックボーン光ネットワークに近い将来エクサビット毎秒級の超大容量性が要求される。当該システムを構築するため、ディジタルコヒーレント光通信システムに関する研究が2000年代から活発化しており、ネットワークの高度化には超高速広帯域で高機能な中継ノードが必須となる。
本研究では、理論と実験の両面から、分極反転周期変調擬似位相整合ニオブ酸リチウムアレイ光導波路における高次の非線形光学効果と多次元の電気光学効果を巧みに合成した、光-電気融合シリアル-パラレル信号処理を考案している。光子と電子に秘めた普遍的特質を活かし合い、超高速広帯域でスマートなコヒーレントノードの実現を目指している。
今年度の主な研究成果は、次の通りである。参画研究者全員の専門性を活かすことにより、各種の変調信号処理、フォーマット変換、アドドロップ、チューナブルチャネル交換、セレクティブチャネル交換、雑音抑圧、信号再生、周波数コム生成、スペクトル整形、時間波形整形等の課題に取り組んだ。
これらの研究成果について、大学のホームページやオープンキャンパス、パンフレットや国内外の学会等において、広く社会と国民に発信した。さらに、本研究の課題や問題点、改善法等を検証し、翌年度の研究方策を立てた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題の現在までの進捗状況について、やや遅れが生じている理由は次の通りである。
当初予想していなかった既に整備済みの数値計算用電子計算機に一部不具合が生じた影響により、当初の研究計画後半の最適化デバイス設計・試作、各種実験、理論との比較検証、研究の総括、成果公表等に順次遅れが生じ、当該研究遂行計画が当初より若干遅れが生じてしまった。具体的には、各種消耗品や最適設計の設備備品の準備、統合作業や、学会発表旅費の支出等に遅れが生じ、現時点でもこれらの遅れを完全には取り戻せていない。
以上を踏まえて今年度は、当初の研究計画の内容は変えない範囲において、１年間の期間延長した研究計画を再構築することにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策は、次の通りである。今年度に引き続き翌年度も、これまでの研究成果を踏まえて、各種の光-電気融合信号処理についての実験や、本研究の総括と公表等に取り組む予定である。
具体的には、参画研究者全員の専門性を活かすことにより、各種多値変調信号の一括生成、増幅、変調フォーマット変換、アドドロップ、チューナブルチャネル交換、セレクティブチャネル交換、雑音抑圧、信号再生、任意位相周波数コム生成、スペクトル整形、時間波形整形等の課題に引き続き取り組む予定である。またもし可能であれば、研究の進展も見据えて、かなり難関であるが人工ニューロンや量子回路等も創生したい。
最後に4年間の全研究成果について、各大学のホームページやオープンキャンパス、各種セミナーでのブース展示や学会等、広く社会と国民に発信する予定である。さらに、本研究の課題や問題点、改善法等の検証を経て、産学連携や国際連携の研究プロジェクト等への発展も目指したい。
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