2016 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge to realize a 100Gb/s directly modulated semiconductor laser
Project/Area Number |
15K13961
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
八坂 洋 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (50509099)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 半導体レーザ / 直接変調 / 相互利得変調 / 共振器損失変調 / 混合変調 / 周波数チャープ / 外部共振器 |
Outline of Annual Research Achievements |
外部共振器を導入することで発振光と帰還光の共鳴効果を誘起した半導体レーザ光源の超高速動作を実現するために、変調特性制御を実現し、高周波数領域の変調感度劣化を低減する変調法として相互利得変調法と共振器損失変調法および混合変調法を提案し、半導体レーザ光源の帯域拡大の検証を進めた。 まず、信号光注入による相互利得変調技術を導入した外部共振器集積型半導体レーザ光源で59GHzの3dB帯域を実証した。(学会発表 H28-1、論文 H28-1)また、外部共振器からの帰還光の強度と位相を独立して制御することで3dB帯域を目標の70GHz以上とできることを数値解析で明らかにした。 次に、RF電気信号で制御可能な超高速半導体レーザ光源を実現するために、共振器損失変調法を提案し、高周波数領域での変調感度劣化が抑制できることを実証した。(学会発表H27-1, 2、論文 H27-1)しかし、緩和振動周波数における変調感度が高く、デジタル信号による大振幅変調時に波形劣化等の問題が発生することを明らかにした。 上記問題を解決するために、半導体レーザへ共振器損失変調と注入電流変調を同時に作用する混合変調法を考案・適用することで半導体レーザの応答特性制御に成功した(学会発表 H27-3, 4, H28-2, 4, 5、論文 H28-2、特許 H27-1)。数値解析および試作素子の特性評価を通して、本変調法を用いることで平坦かつ高周波数領域の変調応答感度劣化が低減された応答特性が実現できることを実証した。また、本変調法の導入で大振幅動作時の周波数チャープが制御できることを明らかにした(学会発表 H28-3、論文投稿中)。 さらに、上記検証結果を基に数値解析を進め、混合変調法を導入した外部共振器集積型半導体レーザ光源で100Gb/s NRZ光デジタル信号発生が可能であることを明らかにした(論文投稿予定)。
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Research Products
(8 results)