2021 Fiscal Year Research-status Report
Study on all-optical simultaneous wavelength converter for next generation photonic network
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20K14733
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三科 健 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90466368)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 全光波長変換 / 窒化シリコン / 全光信号処理 / シリコンフォトニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低コスト光集積化が可能なシリコンリッチ窒化シリコン（SRN）導波路を用いた多波長一括型全光波長変換技術の確立を目的とする。2020年度は、計算機シミュレーションにより導波路の設計および一括波長変換動作の確認を行った。波長分割多重（WDM）を利用した光通信ネットワークに柔軟に適用するためには、広い範囲の波長帯域に亘って高効率な波長変換動作が求められる。波長変換動作の波長依存性は、導波路の群速度分散（GVD）パラメータに大きく依存し、GVDパラメータが零に近いほど広帯域の波長変換が可能となる。また、導波するモードの非線形係数が大きい方が高変換効率の動作が可能となる。ポイント・マッチング法を用いた導波モード解析を行い、導波路のコアサイズが0.51μm×0.51μmの時に、零に近いGCDパラメータと大きな非線形係数 393(1/W/m)を両立する結果が得られた。
2021年度は、設計したSRN導波路のパラメータを用いてWDM信号の波長変換シミュレーションを行った。32Gbaud×64チャネルのQPSK信号と励起光を用いて、C+L帯からS帯への64チャネル他波長一括波長変換動作が可能であることを示した。また、波長変換によるパワーペナルティは0.5 dB以下となり、変換動作による信号の劣化は非常に小さい結果が得られた。本研究成果は、光エレクトロニクス分野のトップカンファレンスであるCLEO2021や国内の光通信システム研究会等にて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1年目に提案する多波長一括型全光波長変換の基本波長変換動作の確認およびなシリコンリッチ窒化シリコン（SRN）導波路の一次設計まで完了した。2年目に多波長一括波長変換動作の確認を行い、3年目の計画を前倒しで遂行している。3年目に伝送シミュレーションおよび学術論文投稿を予定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、さらに先進的な変調フォーマットであるQAM方式等の変調信号への適用可能性を調査する。また、提案する波長変換器を適用するネットワークの伝送距離は数十km～数百kmとなる。光ファイバ伝送シミュレーションにより、波長変換後の光信号の伝送特性を調査する。以上の成果をまとめ、学術論文雑誌に投稿する。
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| Causes of Carryover |
・新型コロナウィルス感染症の蔓延により国際会議や国内学会参加がオンライン開催となり、旅費が不要となった。2022年度に、国際会議参加および国内学会参加（発表および技術調査）のための旅費として使用する見込み。
・2021年度に導波路解析ソフトウェア導入予定であったが、手持ちのソフトウェア（MATLAB）により対応した。2022年度はより複雑な導波路解析を行うため、専用の導波路解析ソフトウェアを導入する予定。
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