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2013 Fiscal Year Annual Research Report

多層アレイ導波路回折格子と液晶空間光変調器を用いた波長選択スイッチの研究

Research Project

Project/Area Number 12J06134
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

反本 啓介  独立行政法人産業技術総合研究所, ネットワークフォトニクス研究センター, 特別研究員(PD)

Keywords波長選択スイッチ / 光ネットワーク / 光信号モニタ / 光信号雑音比 / シリコン導波路
Research Abstract

本研究の目的は、次世代型ネットワーク実現のためのキーデバイスである波長選択スイッチ(WSS)の開発を行い、高機能化のための設計手法を確立することである。当初の計画では「1×N型(1入力多出力型)WSS」および「N×N型(多入力多出力型)WSS」の開発としたが、動向調査によって、より大規模かつ柔軟なネットワーク実現のためには「光信号モニタ」の開発が必要であると考え、年度途中より取り組んだ。1、「1×N型WSS」 : ダブルパス型の新規な光学系を発案した。これにより導波路の製造誤差や、周囲温度変化による物性変化があったとしても、波長選択スイッチが正しく動作する。実験によりWSSを経由する信号に劣化示生じないことを明らかにし、計画にあった「温度無依存化」へ見通しを得た。当初は低損失化のための導波路製造工程開発も計画にあったが下記(2)(3)を優先したため、今後の課題とした。2、「N×N型WSS」 : WSSのモジュールの大半を占める分光光学系を、従来の約半分のサイズに低減する1-f光学系を導入し、小型化を実現した。上記光学系は、従来の2-f光学系よりもレンズの収差に対して損失が著しく悪化するため実用化が阻害されていたが、左右非対称な非球面レンズを導入するアイデアによりこれを解決した。WSSの動作実証・モジュール化を行い、ポート数が5×5、サイズが180m×170㎜×40㎜以下という、目標を上回る成果を達成した。3、「光信号モニタ」 : MMI(マルチモード干渉計)カプラを用いた新規な導波路型OSNR(光信号雑音比)モニタを提案した。位相シフタ等の能動素子を一切含まないため従来の構成よりも小型化・高速動作が可能となる点が画期的である。また、受光パワーを変数とし行列演算を行う際の係数を最適化することにより、導波路の製造誤差に対してもロバストに動作することを発見した。一般的なシリコン導波路の作製偏差に対し、±0.5dB以内の良好な精度でOSNRを測定できることを光伝搬シミュレーションにより明らかにした。以上(1)~(3)により、期待以上の成果が得られた。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Compact and Phase-Error-Robust Multilayered AWG-based Wavelength Selective Switch Driven by a Single LCOS2013

    • Author(s)
      K. Sorimoto. H. Kawashima, M. Mori, T. Hasama, H. Ishikawa, H. Tsuda, and H. Uetsuka
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 21 Pages: 17131-17149

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 3×3 MMIカプラを用いた小型・全受動型OSNRモニタの設計2014

    • Author(s)
      反本啓介、谷澤健、鈴木恵治郎、河島整、並木周
    • Organizer
      電子情報通信学会2014年総合大会
    • Place of Presentation
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
    • Year and Date
      2014-03-18
  • [Presentation] 5x5 Wavelength Cross-Connect Module2013

    • Author(s)
      上塚尚登、立蔵正男、反本啓介、河島整、佐々木恵逸、山下悠斗
    • Organizer
      第6回「光ネットワーク超低エネルギー化技術拠点」シンポジウム
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションセンター(東京)
    • Year and Date
      2013-11-26
  • [Presentation] Compact 5×5 Wavelength-selective Cross Connect using Integr ated 2-D MEMS Mirror Arrays2013

    • Author(s)
      K. Sorimoto, H. Uetsuka, M. Tachi kura, H. Kawashima, M. Mori, T. H asama, H. Ishikawa, N. A. Idris, an d H. Tsuda
    • Organizer
      18th Microoptics Conference (MOC'13)
    • Place of Presentation
      Tokyo (Japan)
    • Year and Date
      2013-10-29
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光可変遅延回路2013

    • Inventor(s)
      反本啓介、津田祐之
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人慶應義塾
    • Industrial Property Rights Type
      特願
    • Industrial Property Number
      2013-262913
    • Filing Date
      2013-12-19

URL: 

Published: 2015-07-15  

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