2000 Fiscal Year Annual Research Report
超高速動作電気光学レンズ変調器の開発と超短光パルス発生システムへの応用
Project/Area Number |
11555096
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
小林 哲郎 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (10029522)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 明 (株)応用光電研究室, 研究室長(研究職)
高原 淳一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (90273606)
村田 博司 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (20239528)
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Keywords | 超短光パルス / 電気光学偏向器 / レンズ位相変調器 / 電気光学結晶 / 周期分極反転 / 疑似速度整合 / 単一モード光ファイバー / ファブリ・ペロー変調器 |
Research Abstract |
本研究者らは今までに電気光学結晶の周期分極反転による疑似速度整合を利用した数テラヘルツ,サブピコ秒の高速性をもつ電気光学変調器,偏向器を達成しているが,これをCWレーザに適用した超短光パルス発生では低消光比,残留背景光が問題となっていた.本研究ではこの問題の解決するため,分極反転の断面形状を工夫して,変調器,偏向器にレンズ変調効果を加味したレンズ変調器を開発し,パルス生成,圧縮に寄与する周波数チャープ部を除く部分の光を除去した高品位,高繰り返しの超短光パルス生成器への適用を行った.この結果,以下の研究成果を得ている. 1.高品位のドメイン反転技術の確立:超高速電気光学レンズ作製に不可欠な制御性の高い高圧電界印加によるドメイン反転技術を確立した. 2.レンズ位相変調器の最適化設計と動作確認:電気光学結晶にはLiTaO3を用い,正確かつ高効率にレンズ変調効果をもたらす反転分布形状を求め,これに基づき,レンズ変調器を製作し,良質のレンズ変調器として動作することを確認した.このほか,偏向機能を併せ持つレンズ変調器も開発にも成功した.駆動周波数は10-20GHz帯で現在世界最高速である. 3.超短光パルス生成実験:2のレンズ位相変調器に回折格子対とスリットを併用し,CWアルゴンレーザより約500fsの背景光の非常に少ない繰り返し16GHzのパルス列の生成に成功,また,2のレンズ効果を持つ偏向器にスリットを用い2ps程度の帰りパルスが抑圧されたパルス列を得ることにも成功している. 4.スリットの代わりに単一モード光ファイバーを用い,光ビームの空間コヒーレンスの向上と背景光の一層の低減を図るとともに,ファイバーの群速度分散を回折格子対の持つ分散で置き換え,光の利用効率を向上させる方式を新たに考案した.2-4はいずれも世界初の試みである 5.ファブリ・ペロー変調器に適用可能な低挿入損失のレンズ変調器の開発や4の実証にいたっておらず,今後の課題としたい.
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Research Products
(16 results)
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[Publications] D.-S.Kim et.al.: "Standing-wave EO phase modulator using non-periodic domain inversion for large modulation index"Electronics Letters. 36・3. 230-232 (2000)
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[Publications] T.Khayim et.al.: "A novel ultrahigh-speed electrooptic lens with periodic domain inversion,"Optical Review. 7・2. 115-118 (2000)
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[Publications] H.Murata et.al.: "Quasi-velocity-matched LiTaO3 guided-wave optical phase modulator for integrated ultrashort optical pulse generators"Electronics Letters. 36・17. 1459-1460 (2000)
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[Publications] Hiroshi MURATA et.al.: "Optical Pulse Generation by Electrooptic Modulation Method and its Application to Integrated Ultrashort Pulse Generators"IEEE J.Select.Topics Quantum Electron (invited paper). 6・6. 1325-1331 (2000)
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[Publications] T.Khayim et.al.: "A new type of electrooptic deflector using lens effect for ultrafast light control"IEICE Trans.Electron. E83-C・6. 993-996 (2000)
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[Publications] Hiroshi MURATA et.al.: "Optical Pulse generation by Using Quasi-Velocity-Matched Guided-Wave Electrooptic Phase Modulator"Optical and Quantum Electronics. (to be published). (2001)
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[Publications] H.Murata et.al.: "Optical Side-Bands Generation by Using Quasi-Velocity-Matched LiTaO3 Guided-Wave Modulators"Proceedings of International Topical Workshop on Contemporary Photonic Techologies (CPT2000). 71-72 (2000)
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[Publications] Hiroshi MURATA et.al.: "Quasi-Velocity-Matched Guided-Wave Optical Modulator for Integrated Ultrashort Pulse Generators"Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO2000). 473 (2000)
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[Publications] Hiroshi MURATA et.al.: "Optical Synthesis by using Quasi-Velocity-Matched LiTaO3 Guided-Wave Optical Phase Modulators"Proceedings of the 7th International Workshop on Femtosecond Techology (FST2000). 108 (2000)
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[Publications] A.Ueda et.al.: "Control of Thermal Emission by Using Periodic Microstructures"Extended Abstracts of the 2000 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2000). 334 (2000)
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[Publications] J.Takahara et.al.: "Guiding of Two-Dimensional Optical Wave by Nanostructures in Thin Metal Gap"Techical Digest of the 6th International Conference on Near Field Optics and Related Techniques (nfo-6). 144 (2000)
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[Publications] J.Takahara et.al.: "Nanostructure Optical Devices using Low-Dimensional Optical Wave"Extended Abstracts of 4th International Workshop on Quantum Functional Devices (QFD2000) (invited). 39-40 (2000)
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[Publications] Hiroshi MURATA et.al.: "Quasi-Velocity-Matched LiTaO3 Guided-Wave Optical Phase Modulator with Resonant Electrodes for Ultrashort Optical Pulse Generation"Proceedings of the International Topical Workshop on Contemporary Photonic Technologies (CPT2001). 103-104 (2001)
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[Publications] J.Takahara et.al.: "Propagation of Nano-Sized Optical Beam in One-Dimensional Optical Waveguide"Technical Digest of International Symposium on Ultra-High Density Optical Storage (UHDOS2001) (invited). 9-10 (2001)
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[Publications] 高原淳一(分担執筆): "新しいフォトニクス時代の材料とデバイス、"ナノトンネルに光を通す(光素子の超小型化の新しい方法)""ティー・アイ・シー. 8 (2000)
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[Publications] J.Takahara et.al. (分担執筆): "Topics in Applied Physics Series, Near Field Nano Optics"Springer-Verlag (in press). (2001)