1991 Fiscal Year Annual Research Report
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02650284
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| Research Institution | University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菊池 和朗 東京大学, 工学部, 助教授 (50134458)
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| Keywords | ショット雑音 / 光通信 / パラメトリック発振器 / 発光ダイオ-ド / 半導体レ-ザ |
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| Research Abstract |
本研究は、光子数の揺らぎをこれと相関のある別な物理量により非破壊的に読みだし、さらにこの物理量を誤差信号とするフィ-ドバックもしくはフィ-ドフォワ-ド制御システムにより、光子数揺らぎを抑圧するシステムを開発することを目標として実施された。本年度は、光パラメトリック発振器と半導体発光素子を用いた方法について検討を行った。光パラメトリック発振器については、KTP結晶を用いたモノリシック共振器型発振器を試作した。しかし、低閾値での発振は実現されたものの十分な発振安定度は得られず、目標としたサブショット雑音状態を達成するには至らなかった。次に、半導体発光素子の量子雑音に関する理論に基づき、ショット雑音を抑圧するための条件について検討した。この解析に基づいて、発光ダイオ-ドを用いた、ショット雑音低減の実験を行った。この結果、ショット雑音レベルより0.45dBの雑音抑圧が実現された。また、定電流駆動された低閾値半導体レ-ザを高注入動作させることにより、ショット雑音以下2dBの雑音レベルが実現された。
また、これらの方法とは全く異なる考えに基づく受信感度改善方法についても、理論的な研究を行った。これは、当初の研究計画には含まれていなかった研究課題である。この方法では、受信端で光増幅器を用いて光の状態制御を行うので、光源の量子状態や伝送路の損失のいかんに関わらず、ショット雑音限界を打破できる。光源の量子状態を制御する方法に比べて、その実用的意義は大きいと考えられる。今後、実験的検証を行う予定である。
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[Publications] K.Kikuchi: "Proposal and performance analysis of novel optical homodyne receiver having an optical preamplifier for achieving the receiver sensitivity beyond the shotーnoise limit" IEEE Photonics Technol.Lett.4. (1992)
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[Publications] K.Kikuchi and M.Kakui: "Reduction of shot noise with light emitting diodes" IEEE J.Quantum Electron.
