2003 Fiscal Year Annual Research Report
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
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14350187
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| Research Institution | Osaka University |
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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) |
高原 惇一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (90273606)
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| 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 |
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| Research Abstract |
本研究では、本研究者らが者案し、関発を進めてき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改良をさらに進め、ラマンナス回折型からブラッグ型回折へと質的改良を図り、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パイスを関発し、光波一マイクロ波インターフェイス、光WDM、光計測などに役立てることを目的として進めてきた(簡単に言えばGHz〜数十GHz帯で動作する音響光学テバイスに相当するものを新しく電気光学テバイスとして提供しようというものである)。以下が本年度の研究の成果をまとめたものである。
まず、前年度末に納入された反転用高圧パルス電源を用い、定比組成のLiTaO_3に対して電圧印加法でドメイン反転を行い、ブラッグ回折に向く細周期ドメイン反転を達成した。次に、水落隆司(社会人ドクター1年生)、新人の久武助手の協力を得て、マイクロ波駆動回路、電極部の改良を図り,変調効率を従来の1.5倍にまで向上させた(単位結晶長あたりの変調指数を、従来の11.3rad/cmから16.7rad/cmにまで向上させた)。この際、今回備品として購入したネットワーク・アナライザが効果的に働いた。次に、渋谷享司(D3院生)の協力のもとに、上述の細周期ドメイン反転を利用したブラッグ回折進行波位相格子を用いた周波数シフタを設計、試作し、実験でその動作確認を行った。この結果、16GHZで動作するブラッグ回折形周波数シフタの基本動作確認に成功した(現在変換効率は70%)。このような高周波での周波数シフタは世界最初であり、この成果はサンフランシスコのCLEO2004で口頭発表予定である。さらに、位相変調の指数の空間分布を周期分極反転の電極構造で与えた新種の超高速光偏向器を考案試作し、スリットを用いた短パルス生成の予備実験において、パルス幅約1psを実現した。現在の技術で結晶長などを変えれば60-70の偏向スポット、370fs程度のパルス生成が可能であると見積もられる。
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[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"J. Lightwave Technology. 20-11. 1908-1917 (2002)
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[Publications] G.Miyaji, N.Miyanaga, S.Urushihara, K.Suzuki, A.Morimoto, T.Kobayashi: "Three-directional spectral dispersion for smoothing of a laser irradiance profile"OPTICS LETTERS. 39-1. 725-727 (2002)
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[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 (2002)
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[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. 601-605 (2003)
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[Publications] 東野政弘, 安東孝久, 小林哲郎: "多視点方式3Dディスプレイの開発 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. 14-3. 39-42 (2003)
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[Publications] K.Shibuya, S.Hisatake, T.Kobayashi: "10-GHz-order optical frequency shifter using Bragg-diffraction-type electrooptic traveling phase grating"Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO2004). CThCC(to be published). (2004)
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[Publications] F.Kusunoki, S.Fukumoto, J.Takahara, T.Kobayashi: "Resonantly enhanced blackbody radiation from a periodic array of microcavities"Quantum Electronics and Laser Science Conference (QELS2003). QWA25. (2003)
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[Publications] F.Kusunoki, J.Takahara, T.Kobayashi: "Qualitative change of resonant peaks in thermal emission from a periodic array of microcavities"Electronics Letters. 39-1. 23-24 (2003)
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[Publications] K.Shibuya, S.Hisatake, T.Kobayashi: "10-GHz-order optical frequency shifter using Bragg-diffraction-type electrooptic traveling phase grating"Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2004). CThCC(to be published). (2004)
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[Publications] 高原淳一, 川畑弘, 長谷川靖哉, 長山智男, 小西毅, 細川陽一郎兼松泰男, 小林哲郎: "光子ブロックって何?"OPTRONICS. NO.254. 150-156 (2003)
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[Publications] F.Kusunoki, S.Fukumoto, J.Takahara, T.Kobayashi: "Narrow-band thermal radiation by resonant modes inside tungsten microcavities"International Quantum electronics conference (IQEC 2004). IThG27(to be published). (2004)
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[Publications] 高原淳一(分担執筆): "キャビティ構造性光源 in ナノテクノロジーハンドブック"オーム社. (2003)
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[Publications] 高原淳一, 小林哲郎(分担執筆): "金属導波路 in ナノ光工学ハンドブック"朝倉書店. (2002)
