2022 Fiscal Year Annual Research 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, 大学院工学研究科, 准教授 (90466368)
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| Project Period (FY) |
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1.4 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。
2022年度は、製造時の誤差やシステムへの適用可能性を含めた解析を行い、3年間の研究成果を論文にまとめた。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、IEEE Photonics Journal等にて発表した。
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