2019 Fiscal Year Annual Research Report
電子工学的時間ジッタ限界領域光サンプリングのショット雑音レベル信号高品質化
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19H00766
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小西 毅 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90283720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 智 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワークシステム研究所フォトニックネットワークシステム研究室, 主任研究員 (10533440)
植之原 裕行 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (20334526)
西澤 典彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30273288)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光信号処理 / 光サンプリング / 光アナログデジタル変換 / 雑音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，
①光サンプリング信号の位相・振幅同時評価システムの構築について、時間ジッタおよび強度ジッタに関係する位相および振幅雑音を同時に測定可能なコンスタレーション表示による光サンプリング信号のスクイージングに関する詳細な状態解析を行うため，光サンプリング信号のコヒーレント受信が可能な信号評価システムを構築し、情報通信研究機構と共同して広帯域な短パルスの位相をスペクトル分割して観測することを試みた．
②ショット雑音以下の安定な光ソリトン発生系の構築について、コンスタレーション表示が可能な信号評価システムにより光ソリトン発生系の詳細な状態解析と調整を行う予定であったが，バランスド検出を用いた比較的低繰り返しでの基礎実験によるショット雑音以下でのスクイージング効果の実現を目指し，シミュレーションによる原理確認と実験によるショット雑音レベルでの確認を行った．
③シリコン細線導波路による超安定化の可能性検討については、上記の構築した安定な光ソリトン発生系について，非常に高い非線形光学特性を持つことが報告されているシリコン細線導波路の試作を行い利用可能性の検討を試みた．導波路幅を３種類（0.45, 0.40, 0.35um）、導波路長を３種類（0.95, 1.95, 2.95cm）用意し，入力光パワーを0、10、20dBの３段階で可変減衰させたときの出力光スペクトルを観察し，導波路幅0.45umおよび導波路長1cm以上がスペクトル広がりを起こしやすいことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度目標としていた①光サンプリング信号の位相・振幅同時評価システムの構築、②ショット雑音以下の安定な光ソリトン発生系の構築、③シリコン細線導波路による超安定化の可能性検討についてそれぞれ、①構築した系での信号評価の動作確認、②シミュレーションによる原理確認と実験によるショット雑音レベルでの確認、③シリコン細線導波路の試作を行い当初の目標を達成したため。各項目の詳細を以下に示す。
①光サンプリング信号の位相・振幅同時評価システムの構築について、時間ジッタおよび強度ジッタに関係する位相および振幅雑音を同時に測定可能なコンスタレーション表示による光サンプリング信号のスクイージングに関する詳細な状態解析を行うため，光サンプリング信号のコヒーレント受信が可能な信号評価システムを構築した．情報通信研究機構と共同して広帯域な短パルスの位相をスペクトル分割して観測することを試みた．
②ショット雑音以下の安定な光ソリトン発生系の構築について、コンスタレーション表示が可能な信号評価システムにより光ソリトン発生系の詳細な状態解析と調整を行う予定であったが，バランスド検出を用いた比較的低繰り返しでの基礎実験によるショット雑音以下でのスクイージング効果の実現を目指し，シミュレーションによる原理確認と実験によるショット雑音レベルでの確認を行った．
③シリコン細線導波路による超安定化の可能性検討については、上記の構築した安定な光ソリトン発生系について，非常に高い非線形光学特性を持つことが報告されているシリコン細線導波路の試作を行い利用可能性の検討を試みた．また、いくつかの条件において出力光スペクトルを観察し，導波路幅0.45umおよび導波路長1cm以上がスペクトル広がりを起こしやすいことを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、昨年度までに得られた①光サンプリング信号の位相・振幅同時評価システムの構築、②ショット雑音以下の安定な光ソリトン発生系の構築、③シリコン細線導波路による超安定化の可能性検討についての個々の成果を有機的に連携させながら、研究の推進を図る。具体的には、①構築した系での実際の信号評価を実験系の最適化に導入、②シミュレーションによる条件検討内容を①と連携させながら実験系の最適化に導入、③シリコン細線導波路による最適な非線形スペクトル変化の生成についての基礎検討を進めることにより個々の成果を有機的に連携させていく。
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