2022 Fiscal Year Annual Research Report
Mode division multiplexing light source using volume hologram
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20K04636
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
品田 聡 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 研究マネージャー (00392720)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 空間分割多重 / モード多重 / ホログラム / レーザアレイ / ファイバアレイ / 数モードファイバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究開発は，エルビウム添加数モードファイバ（Er:FMF）を利得媒体とする光増幅器のモード間利得差を補償するための励起光源として，レーザアレイと角度多重体積ホログラムを組み合わせた簡易な空間モード多重光源を検討している．
今年度は，体積ホログラムの記録（532 nm）と再生（赤外）に異なる波長を用いる異波長記録再生法を適用した際の設計からの回折角ずれを抑えるため，ホログラム媒質界面における屈折角を考慮するとともに，マイケルソン干渉計タイプの記録系を再構築し，多重角の精度向上等を図った．
この記録系を用いて，鉄添加ニオブ酸リチウム（Fe:LiNbO3）を媒質とする体積ホログラムを製作し，980 nm帯単一モードファイバアレイ（3芯）からの出射ビームの一括モード変換多重（LP01，LP11a，LP11b）を試みた．多重化されたモード間の回折角ずれが小さいため（0.1度以下），FMFへの3 dB以下の低損失な結合を実証できており，記録系改善による回折角精度の向上を確認した．Fe:LiNbO3の赤外における変換効率が小さいため，Er:FMFの増幅利得の評価までには至らなかったが，より変換効率の高いポリマー材料等を用いることにより，Er-FMFのモード毎の利得制御が可能になると考える．
最後に，半導体レーザアレイと体積ホログラムの集積化を検討するため，VCSELアレイを光源とする空間モード多重光源を試作した．1060 nm帯VCSELアレイ（3ch），コリメータレンズ，体積ホログラムの簡易な構成により，一括モード変換多重（LP01，LP11，LP21）を実証しており，各レーザのON/OFFにより任意のモードを選択多重できることを確認した．体積ホログラムを用いた小型で安価な空間モード多重光源は，Er:FMF用の励起光源の他，自由空間における空間モード多重通信等への応用が期待できる．
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Research Products
(2 results)
