2021 Fiscal Year Research-status Report
Detection of ultrafast 2-D complex signals
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21K18725
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
伊藤 文彦 島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (40593596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 超 島根大学, 学術研究院理工学系, 助教 (20881668)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 2次元光信号 / 画僧 / 超高速測定 / 線形サンプリング法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「線形サンプリング法」をベースに、２次元の分布を持つ複素振幅の超高速測定の実現に向けた検討を行う。低速で安価なエレクトロニクスのみを用いて、~1 Tbaud/sにも対応可能な、マルチ空間モード複素振幅測定を実現する。このような「超高速複素振幅カメラ」は、従来の技術ではまったく不可能であり、光ファイバ空間多重通信の信号の測定を含め、様々な科学・工学技術に大きなインパクトをもたらすと考えられる。
今期は、超高速・複素振幅空間分布測定器の心臓部となる新規の干渉装置を試作した。今後、超高速空間分布測定の原理確認を行う。サンプリングパルス光源として、10 MHzの周期で発振するパルス幅約1ピコ秒のモードロックレーザを用いる。観測する信号は、10 Gbaud/sのPRBS信号である。マルチモードファイバにより伝送された変調信号、ならびにサンプリングパルスをレンズ系によって空間に取り出し、それらの干渉信号の空間分布を2×2フォトディテクタアレイにより観測する。干渉信号は、偏光ビームスプリッタによりx偏波成分とy偏波成分とに分離され、それぞれのフォトディテクタアレイ(PDA)により、ベクトルモードの電界分布のx, y成分が受信される。これらの信号を使って、直交する空間モードの複素振幅を線形分離することができる。現在、この空間モード分離のためのアルゴリズムを設計中である。これにより、2次元複素振幅信号の超高速測定の原理を確認を行う。
光信号の複素電界振幅の超高速測定は、基礎科学から工学応用にわたる幅広い分野に関わる根幹技術である。しかし、超高速に変動する光の複素振幅を、空間的な分布を含めて測定可能な技術は、筆者の知る限り皆無であり、計画通りの成果が得られればそのインパクトは非常に大きいと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で計画している超高速2次元複素振幅信号測定方法の原理確認に向けて、基本的な装置設計の設計と試作を終え、評価の段階に到達できた。概ね計画時の予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ当初計画通り進行している。
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| Causes of Carryover |
原理確認のための装置試作費用の一部を民間企業との共同研究費により賄うことができ、当初計画よりも費用を若干抑えることができた。次年度にこの経費を活用し、計測対象であるマルチモード光ファイバを数種類用意し、測定サンプルの充実化を図る。
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