Development of high-repetition optical pulse source by miroresonator

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00873
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: Tanabe Takasumi 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40393805)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 光周波数コム / 微小光共振器 / 光伝送 / テラヘルツ伝送

Outline of Final Research Achievements

To address the need for real-time data processing and feedback from sensors in the era of Society 5.0, this research aimed to develop high-functionality and portable light sources (microresonator frequency comb: microcomb) by advancing optical microresonator technologies. The study successfully developed optical frequency comb sources using high-Q magnesium fluoride whispering gallery mode resonators and silicon nitride microrings. Furthermore, we conducted foundational research on background-free, ultrahigh-repetition pulse light sources using erbium-doped optical microresonators. This development holds promise for applications in various fields, such as communications, sensors, medical, and precision machining. Additionally, we established a consortium to promote microcomb research to the industry.

Free Research Field

光エレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意義：本研究は、高Q値の微小光共振器を用いた新しい光源技術の開発に成功し、非線形光学効果の高度な制御を実現した。これにより、従来の技術を超える性能を持つ光源が誕生し、非線形光学の新しい応用可能性を拓けた。また、超精密加工技術による微小光共振器の性能向上も重要な成果である。
社会的意義：本研究の成果は、通信、センサー、医療、精密加工など多様な分野での実用化が期待される。特に、Society 5.0の時代に必要とされるリアルタイムデータ処理とフィードバックのニーズに応えるための基盤技術として重要である。また、国内外の研究連携を推進するためのコンソーシアム設立により、産業応用が加速する。