アレイ導波路格子を用いた超高速光信号処理技術

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450027
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 黒川 隆志 東京農工大学, 工学部, 教授 (40302913)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津田 裕之 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90327677) ; 武田 光夫 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00114926) ; 田中 洋介 東京農工大学, 工学部, 助手 (20283343)
• Keywords: 光信号処理 / 時空間変換 / アレイ導波路格子 / 短光パレス / CCDイメージセンサー

Research Abstract

100フェムト秒程度の短い光パルス自体はモードロックレーザー等で発振できるが、超高速の光信号を電気的に処理することは電気信号の帯域の制限から困難である。そこで、周波数スペクトルを任意の形に変調することで時間領域の処理を行う時空間変換の手法に着目し、特に小型でありながら非常に大きな遅延時間を持つアレイ導波路格子を導入する時空間変換システムを提案した。
昨年度は本信号処理方式とその応用に関する基礎理論の検討を進めるとともに、実験系の構築ならびに実験条件最適化のための基礎検討を行った。また超短光パルス(列)の振幅と位相を同時に高感度、高精度に求めるために、'受光素子の二光子吸収現象を利用することに着目して検討を進めた。
本年度は昨年度の研究成果を踏まえ、シリコンイメージセンサによる二光子吸収特性について引き続き検討を進めた。更に、信号光路の反射鏡に微小な傾きを与えたMichelson干渉計と二光子吸収特性を示すシリコンイメージセンサにより、可動部なしで短光パルスの自己相関波形の計測が可能な実験系を構築した。構築したシスチムで短光パルスの自己相関波形計測実験を行い、本手法の有効性について基本原理を確認した。

Research Products

• [Publications] H.Tsuda, H.Takenouchi, T.Kurokawa, K.Okamoto: "Performance analysis of a dispersion compensator using arrayed-waveguide gratings"IEEEJ. Lightwave Technol. 18,8. 1139-1147 (2000)
• [Publications] H.Tsuda, T.Kurokawa: "Smart pixels and their applications to optical interconnects(Invited Paper)"Procceding of SPIE. vol.4225. 364-369 (2000)
• [Publications] H.Tsuda, T.Kurokawa: "Optical information processing using arrayed-waveguide gratings and its application to optical communication systems (Invited)"Proceedings of APCOM'2000 (Asia-Pacific Conference on fundamental problems of Opto-and Microelectronics). (2000)
• [Publications] T.Kurokawa: "Ultrafast optical signal processing for terabit communication systems (Invited)"Proceedings of International Photonics Conference(IPC2000). W-T4-A03 (2000)
• [Publications] チュア, 田中, 黒川, 武田: "CCDイメージセンサーの二光子吸収特性と赤外画像の検出"Proceeding of Optics Japan 2000. 367-368 (2000)
• [Publications] 黒川, 竹ノ内, 津田: "アレイ導波路格子を用いた時空間変換光信号処理と通信および情報処理への応用"レーザー研究. 28巻・8号. 486-491 (2000)
• [Publications] 黒川, 竹ノ内, 津田: "時空間変換による光信号処理"光技術コンタクト. 435号. 727-733 (2000)
• [Publications] P.G.Chua, Y. Tanaka, M.takeda, T.Kurokawa: "Infra-Red Image Detection with a Si-CCD Image Sensor due to the Two-Photon Absorption Process"Technical Digest of CLEO/Pacific Rim 2001. 1. 482-483 (2001)
• [Publications] T.Kuroawa: "Optical Signal Processing for Communication and Information Systems(Invited)"Technical Digest of CLEO/Pacific Rim 2001. II. 533-534 (2001)
• [Publications] F.Sakai, Y.Tanaka, T.Kurokawa: "Two-photon absorption in a Si-photodiode array and its application to ultrafast optical pulse waveform measurement"Technical Digest of OSA annual meeting and exhibit 2001. 83 (2001)
• [Publications] 堺, 田中, 黒川: "Si-PDアレイの2光子吸収とその超短光パルス計測への応用"Proceedings of Optics Japan 2001. 401-402 (2001)
• [Publications] 伊藤, 田中, 黒川: "バイアス光照射による二光子吸収感度の向上"第49回応用物理学関係連合講演会講演予稿集29p-R-7. (2002)