2021 Fiscal Year Research-status Report
擬似位相整合高次非線形アレイ導波路による全光コヒーレントシリアルパラレル信号処理
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18K04153
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
福地 裕 東京理科大学, 工学部電気工学科, 准教授 (70366433)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フォトニックネットワーク / 超高速情報処理 / 先端機能デバイス / 光スイッチ / 先端的通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光通信のムーアの法則によると、容量・距離積が4年で10倍になる。このため、バックボーンを形成する光情報通信ネットワークには、近い将来エクサビット毎秒級の超大容量性が要求され、ディジタル領域でキャリア位相の推定や偏波多重分離が可能なディジタルコヒーレント光伝送方式が急速かつ加速的に普及していくと考えられる。今後は、点と点を繋ぐ線としての通信から面へ、さらにはより高度でより深いレベルの層(レイヤ)への展開が予測され、高機能かつ超高速広帯域に動作し膨大な情報を一括処理できる多種多様なノード信号処理回路の研究開発が最重要課題の１つとなると考えられる。
本研究課題では、理論と実験の両面から、擬似位相整合ニオブ酸リチウムアレイ光導波路の高次非線形光学効果を用いた、様々な高度全光コヒーレントシリアル・パラレル信号処理を創発し、超高速広帯域でスマートな光ネットワークノードを提案する。
研究計画全体では、電子計算機を用いた数値解析により当該デバイス特性を解明し、光ノードとしての設計論の確立と最適設計を行う。次に、これらをもとに最適化されたデバイスを試作し、基礎実験として当該基本特性を測定する。最後に、システム実証実験と研究の総括を行い、成果全体を広く国内外に公表する。
今年度は、当該デバイスを用いたコヒーレント多値変調信号等の一括増幅や雑音抑圧、チューナブル・セレクティブチャネル交換、各種変調フォーマット変換等の実験を行った。また、これらの研究成果を国内外の学会で発表し、学術誌へ投稿した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題の進捗状況について、遅れが生じた理由は次の通りである。今年度は、新型コロナウィルス感染症の影響により、当初の研究計画後半の実験や研究の総括、成果公表等に遅れが生じ、当該研究遂行のための実時間（研究計画のエフォート）も計画当初より若干低下した。具体的には、各種消耗品や最適設計の設備備品の統合作業や旅費の支出等の予算執行に遅れが生じ、現時点でもこれらの遅れを取り戻せていない。
以上を踏まえて今年度は、当初の研究計画の内容は変えない範囲において、さらに１年間の期間延長した研究計画を再構築することにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策については、次の通りである。当初の研究計画の遅れを取り戻すべく、実験計画後半の実証実験やシステム実験、研究の総括と公表等を中心に実施する予定である。
具体的には、これまでの研究内容を踏まえて、コヒーレント多値変調信号の一括増幅や雑音抑圧、チャネル交換、再生中継、および各種変調フォーマット変換等の実験を継続する予定である。またこれらの成果は、全国大会や国際会議等に発表する予定である。最後に、本研究課題で得られた研究成果全体をまとめて、学術雑誌への投稿や研究室ホームページへの掲載、オープンキャンパスや各種セミナー、学会でのブース展示等、広く社会・国民に発信したい。さらに、本研究課題の問題点とその改善法を検討し、国際連携プロジェクト等へも発展させたい。
本研究の最終目標は、高度化された新しいネットワークノードを搭載し、時間・周波数・位相という互いに直交する軸上で自在な処理・多元接続を可能とする、新世代の光情報通信ネットワークの構築である。全ての当該信号処理回路を、同じポリシーと回路基板をベースとして設計製造することにより、コストや環境負荷の低減と同時に高速広帯域化や高機能化を図る試みは、国内外の他の研究開発機関等ではなされておらず、独創的かつ先駆的で学術的重要性も高いと考えられる。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、次の通りである。新型コロナウィルス感染症の影響を受け、当初の研究計画の内容を変えない範囲において、さらに１年間の期間延長した研究計画を再構築したため。またこれに伴い、必要十分で適切な時期の予算執行計画も再検討し、翌年度への予算繰り越しが望ましいとの結論に至ったため。
今後の使用計画は、次の通りである。再構築した研究計画に沿って、後半の実験のための消耗品や設備備品の準備とこれらの統合作業、ならびに研究発表や公表等に係る予算に充当する予定である。また研究の進展も見据えて、今後挑戦していく難関課題のために必要となる実験機材の一部にも充当したい。これらの備品や消耗品等の購入は、本研究計画に沿ったものであり、有効に支出するものである。
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