2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16656113
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐野 栄一 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (10333650)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤澤 正道 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 助教授 (30212400)
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| Keywords | 半導体レーザ / 多重伝送 / カオス / カオス同期 / 結合写像格子 |
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| Research Abstract |
本研究は、複数の半導体レーザ(LD)で発現する互いに直交したカオス信号に情報を乗せ、それらを多重化することにより、通信容量を飛躍的に増大させる光通信方式の創出を目的とする。本年度は、複数のLDから構成された結合写像格子(CML : Coupled-Map Lattice)で発現される時空カオスの振る舞い、送信CMLと受信CMLとのカオス同期の可能性、カオス信号へのデータの重畳方法という基本的事項について、数値計算による理論検討を行った。考案したシステム構成は次の通りである。(1)光出力をフィードバックすることによりカオス状態にあるマスターLDからのカオス信号を送信CMLと受信CMLに分配する。(2)両CMLのi番目のLDからの出力はデータを載せるためのキャリアとして使用されるとともに、i+1番目のLDに入力される。ただし、1番目のLDの入力はマスターLDからのカオス信号である。(3)送信CMLの各LDからのカオス信号は光変調器を用いてon-off keyingにより変調され、多重伝送される。(4)受信側では多重伝送された信号と受信CMLの各LDからの出力との相関を取ることにより復調される。相関器は光πハイブリッドと差動光検出器から構成されている。LDの動作を記述する光電場レート方程式とキャリアレート方程式を数値計算することにより、CMLの振る舞いを詳細に検討した。その結果、LDの注入電流と光結合度を選ぶことにより、CMLの各LD出力を直交できること、送信CMLと受信CML間の相関はほぼδ_<ij>となること(ただし、iは送信CMLのi番目のLD、jは受信CMLのj番目のLDを示す)を明らかにした。また、2チャネル伝送システムをシミュレートし、1Gbit/sの伝送レートでの2チャネル伝送が可能であることを示した。また、送信CMLと受信CML間の光コヒーレンスに関連して両CML間の精密な位相整合を必要とすることが明確となった。これを解決する方法として光delay-locked loopの適用が考えられるが、詳細な検討は残された課題である。
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