周期ドメイン反転を用いた超10GHz帯疑似速度整合型ブラッグ回折電気光学偏向素子

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350187
• 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高原 淳一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (90273606)
• Keywords: 超高速光制御 / 光偏向器 / 超10GHz / 光周波数シフタ / ドメイン反転 / 電気光学結晶 / ブラッグ回折 / ラマンナス回折

Research Abstract

本研究では我々が考案した電気光学結晶の斜め周期ドメイン反転を利用した進行波位相格子デバイスの開発、改良を進め特に、ラマンナス回折型からプラッグ型回折へと質的改良を図る。この結果に基づき、従来の音響光学デバイスでは原理的にも対応できないGHz〜数十GHzの周波数域で動作可能な超高速光偏向器、高効率光周波数シフタ、光回折器などの種々のマイクロ波光ビーム制御デバイスを開発する。今年度の研究成果としては、1.デバイスの理論解析:ここでは、BPM(ビームプロパーゲーションメソード)を用いて動作解析を行った。この結果、通常のブラッグ回折と仕組み構造は大きく異なるもののほぼ同様の条件下でブッラグ回折が起こり、AO偏向器では不可能な超10GHz帯での周波数シフタ、偏向器に応用できることが理論的に導かれた。
2.光周波数コムとしての動作の提案:1の理論解析の過程でラマンナスとブラッグ回折の中間とも言える状態では周波数が一定間隔で離れた多数次の回折光がほぼ等振幅で現れることが導かれ、空間分離もできた光周波数コムとして有用であることが導かれた(2003春季応物学会27a-W-26/III発表予定)
3.周波数シフト領域の拡大法の開発:この周波数シフタを多重で使用することにより超100GHz、超1THz(テラヘルツ)の周波数シフトを得る方法を理論的に検討し、その可能性を導いた(J. Lightwave Technology 誌,2002年11月発表)
4.動作確認用偏向器の試作と動作確認:基本設計結果に基づきLiTaO_3結晶を用いて、16GHz帯での偏向器を試作し、基本動作確認実験を行った。現在のところまだブラッグ条件に至っておらず、ラマンナスとの中間の回折が得られた。生成周波数スペクトルは理論で予期したとおりであった。
なお、本研究遂行の技術基盤ともなっている我々が進めてきた高速の光制御の研究に対して、応用物理学会より今年度(第2回)の光・量子エレクトロニクス業績賞が授与されることになったことも付け加えたい。

Research Products

• [Publications] G.Miyaji, N.Miyanaga, S.Urushihara, K.Suzuki, S.Matsuoka, M.Nakatsuka, A.Morimoto, T.Kobayashi: "Three-directional spectral dispersion for smoothing of a laser irradiance profile"OPTICS LETTERS. 27-9. 725-727 (2002)
• [Publications] H.Takesue, T.Horiguchi, T.Kobayashi: "Numerical simulation of a Lightwave synthesized frequency sweeper incorporating an optical SSB modulator composed of four optical phase modulators"IEEE/OSA J. Lightwave Technology. 20-11. 1908-1917 (2002)
• [Publications] 高原淳一, 小林哲郎: "ナノ光回路の考え方と最新技術"光学. 31-5. 416-422 (2002)
• [Publications] 高原淳一, 江田晶紀, 小林哲郎: "低次元光波の励起と制御"応用物理学会誌. 71-6. 685-989 (2002)
• [Publications] F.Kusunoki, J.Takahara, T.Kobayashi: "Qualitative change of resonant peaks in thermal emission from periodic array of microcavities"Electronics Letters. 39-1. (2003)
• [Publications] G.Hamagisgi, T.Ando, N.Higashino, A.Yamashita, K.Mashitani, M.Inoue, S.Kishimoto, T.Kobayashi: "Development of a color 3-D display visible to plural viewers at the same time without special glasses by using a ray-regenerating method"Proc. SPIE. 4660. 275-284 (2002)
• [Publications] F.Kusunoki, J.Takahara, T.Kobayashi: "Thermal Emission from Periodic Array of Microcavities with a Different Aperture Ratio"Tech. Digest of Quantum Electronics and Laser Sciencs(QELS 2002),(Long Beach, USA). QTuF13. 84 (2002)
• [Publications] F.Kusunoki, H.Kawabata, T.Hiroshima, J.Takahara, T.Kobayashi, T.Sumida, S.Yanagida: "Suppression of total radiant flux by three-dimensional photonic crystal coatings"Electron. Letters. (to be published). (2003)
• [Publications] F.Kusunoki, S.Fukumoto, J.Takahara, T.Kobayashi: "Resonantly enhanced blackbody radiation from a periodic array of microcavities"Tech. Digest of Quantum Electronics and Laser Science Conference(QELS2003), Baltimore, Maryland. (to be published). (2003)
• [Publications] 東野政弘, 安東孝久, 小林哲郎: "多視点方式3Dデイスプレイの開発 多人数が同時にメガネなしで観察できる3Dディスプレイを目指して"画像ラボ. 1. (2003)
• [Publications] 小林哲郎, 中村悠介, 中谷智子, 高野秀樹, 和田洋亮: "空間選択フィルタを用いた立体像再生"レーザー研究. 30-12. 726-730 (2003)
• [Publications] 小林哲郎: "電気光学変調による超短光パルス光源"光学. 32-10(掲載予定). (2003)