2023 Fiscal Year Final Research Report

Research on broadband optical parametric amplification adn wavelength conversion for large capacity optical communication

Research Project

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Project/Area Number	21H01330
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	Asobe Masaki 東海大学, 総合科学技術研究所, 教授 (60522000)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山口滋東海大学, 理学部, 教授 (40297205)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	光通信 / 大容量 / 広帯域 / 光増幅 / 波長変換 / 光パラメトリック / ガス分光 / センサ
Outline of Final Research Achievements	Using a reflective module with an SH light mirror attached to a multi-QPM device with asymmetric phase matching characteristics, we achieved pumping light generation and signal amplification in a single device. Furthermore, we attempted to amplify the modulated signal light and demonstrated for the first time that OPA using a single device can provide sufficient signal quality applicable to optical communications. We also demonstrated for the first-time repeated transmission by compensating for optical fiber loss using OPA outside the EDFA gain band. By amplifying the S-band signal and transmitting the L-band idler light after the OPA, we demonstrated dispersion compensation due to the phase conjugation effect. We also verified a configuration for retransmitting the S-band signal after the OPA and demonstrated that the transmission distance could be extended by using appropriate dispersion compensation.
Free Research Field	光通信、光エレクトロニクス
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	近年通信分野の情報トラフィックはIoTなどの普及により目覚ましい勢いで増大しており、通信インフラを支える光通信の大容量化が急務となっている。現在の光通信システムの周波数帯域は中継器に用いられるEDFAの帯域で制限されているが、本研究の成果はこの制限を取り払い、光ファイバの低損失帯域である1.3-1.8μｍでの帯域での中継増幅を用いた伝送の可能性を拓くものであり、光通信の広帯域化による大容量化を実現するうえで大きな学術的、社会的意義がある成果が得られたと言える。また本研究成果を利用して炭化水素系ガスの1.7-1.8μｍ帯の吸収スペクトルの計測も実現され、ガスセンシングの分野の発展にも貢献できた。