非線形ファイバグレーティングカップラによる光機能デバイス

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13026202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 今井 正明 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (80002103)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 信也 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (00300963)
• Keywords: ファイバブラッググレーティング / 光カー効果 / 相互位相変調 / 非線形グレーティングカップラ / Add / Dropフィルタ / 入射パワー依存型ADMデバイス / 全光型スイッチングデバイス / 波長可変光デバイス

Research Abstract

1.ファイバブラッググレーティングは2光束干渉法により作製した。標準的な単一モードGeO_2ドープファイバ(水素処理済み)の1次被覆を除去(長さ2cm程度)した裸ファイバの側面に、アルゴンレーザの2倍高調波(λ_<UV>=257nm)から2光束干渉パターンを照射することによりブラッググレーティングを形成した。円筒レンズによって楕円ビームに変換(長軸の長さ:0.5cm)したとき、100mWの紫外線光出力を105分照射すると1550nmの波長において透過スペクトルが90%程度減少することを確認した。
2.次に、このGeO_2ドープファイバを用いて融着テーパ型ファイバカップラの作製を試みた。ファイバカップラの作製には当研究室で開発したコンピュータ制御自動作製装置を用いることができる。予備実験として一本の裸ファイバ(1次被覆を除去した)を光ファイバカップラと同じ程度のテーパにして、そのテーパウェスト部にグレーティングを書込んだ。この場合の反射スペクトルは殆んど観測することができず、ファイバの水素充填或いはコアとクラッド部分のGeO_2ドープに問題があることがわかった。
3.光カー効果による入射パワー依存型光ADMデバイスを設計するために、デバイスの数値解析とシミュレーションを行った。対象とするブラッググレーティング(FBG)は、一様な周期のFBGの他にチャープ型(チャープド)、アポダイズド、位相シフトなどの不均一FBGなどを考える。均一FBGからの反射スペクトルを求める場合には結合モード方程式を解いて、不均一FBGの反射スペクトルの解析にはFマトリクス法を適用した。次に、均一分布FBG、アポダイズドFBG、チャープドFBGにおけるピコ秒オーダのポンプパルス光による光スイッチングの反射時間波形を解析した。λ/4位相シフトFBGのノッチ(中心波長近傍の鋭い窪み)を利用することにより、5kW〜25kWのパワーとパルス幅1nsのポンプ光により十分に大きなスイッチング波形を観測できることを確かめた。

Research Products

• [Publications] Yuichi Suzuki: "Reduction of mode-coupling and single-mode excitation in multimode fibers by use of ultra-short optical pulses"Trans.IEE of Japan. 121-A・10. 933-937 (2001)
• [Publications] 曽根 宏靖: "分散フラット/減少ファイバーを用いた広帯域スーパーコンティニウムスペクトルの発生条件"光学. 30・8. 522-527 (2001)
• [Publications] Tasuku Arai: "Enhancement of supercontinuum spectrum generation due to cross-phase modulation in a dispersion-flattened/decreasing fiber"Technical Digest of Optical Fiber Communication Conference (OFC 2001). WDD13. WDD13-1-WDD13-3 (2001)
• [Publications] Keisuke Kawabata: "Simultaneous determination of zero-dispersion wavelength and nonlinear refractive index in a dispersion-shifted fiber by four-wave mixing"Proc. Sixth Optoelectronics and Communications Conf./Int.Conf.Integrated Optics and Optical Fiber Communication (OECC/IOOC2001). Tuek.3. 201-203 (2001)
• [Publications] 川端 啓介: "4光波混合法による分散シフト光ファイバのゼロ分散波長λ_0と非線形屈折率n_2の測定"電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究報告. 100・703 OFT2000-87. 1-6 (2001)
• [Publications] 曽根 宏靖: "分散フラット/減少ファイバによるXPMを利用したSupercontinuum発生の数値解析"電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究報告. 101・331 OFT2001-51. 55-60 (2001)
• [Publications] 川浪 公也: "分散シフトファイバ内の4光波混合の偏光依存特性"電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究報告. 101・331 OFT2001-52. 61-66 (2001)
• [Publications] 安東 和俊: "非線形ファイバカップラにおける結合係数分散の影響"電子情報通信学会光スイッチング技術研究報告. 101・334 PS2001-35. 43-48 (2001)
• [Publications] 荒井 将: "テーパファイバを用いたスーパーコンティニウムスペクトル発生"電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究報告. OFT2001-1 12. 47-52 (2002)