2013 Fiscal Year Research-status Report
擬似位相整合波長分布制御高次非線形光学素子を用いた高機能全光超高速広帯域信号処理
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23760347
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
福地 裕 東京理科大学, 工学部, 准教授 (70366433)
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| Keywords | フォトニックネットワーク / 超高速情報処理 / 先端機能デバイス / 非線形光学 / 光スイッチ |
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| Research Abstract |
拡大進化し続ける高度情報化社会では、将来そのバックボーンを形成する光情報通信ネットワークにエクサビット毎秒(Ebit/s)級の超大容量性が要求される。このようなシステムを構築するには、電子技術によらない多種多様な全光学的信号処理回路の開発が必須である。これまでに、光ファイバや半導体光増幅器等のいくつかの非線形光学素子を用いた超高速の光段AND回路等が提案されているが、集積度や安定性、応答速度、雑音特性、効率等の点で十分な性能が得られていない。
これらに対して本研究では、擬似位相整合波長分布制御高次非線形光学素子を新たに考案し、これまでの光波長変換やANDに加えて、OR/XORや半加算/半減算、全加算/全減算等の高機能全光超高速広帯域信号処理回路を提案する。最終目標は、スマートな光ノードを備えた新世代高度光ネットワークの構築である。
今年度は、これまでの数値解析結果を踏まえて、最適な異常光導波型デバイスを設計し、当該仕様を満たすデバイスを発注した。次に、製作された異常光導波型デバイスの基本特性を測定し、要求性能を満足していることを確認した。これにより、本デバイスを用いた光波長変換器やAND回路に加えて、本計画最重要課題のOR/XOR回路や半加算/半減算回路、全加算/全減算回路の実現可能性が示された。さらに、これらを組み合わせた本計画最難関の複雑大規模論理演算機能の実現も予見された。研究計画遂行により得られた成果は、国内学会や外国開催の国際会議等に発表し、雑誌論文にも掲載した。また、これまでの研究の問題点と改善法を検討し、最終年度の研究の総括と公表に備えた。
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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
申請した研究計画に沿った実証実験には、高度かつ大規模な光学実験環境が必須であった。このため、デンマーク工科大学光工学科高速光通信グループに客員研究員として出向し、申請課題に関連した周期分極反転ニオブ酸リチウム光導波路デバイスの高次非線形光学効果を用いた高機能コヒーレント全光超高速広帯域信号処理回路の理論解析と実証実験の研究を行った。この過程で、当該研究計画に沿った光学実験を効果的かつ効率的に実施することができた。
以上の理由により、本研究課題の達成度は、現時点ではおおむね当初の研究計画通りに進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、これまでの研究計画で得られた研究成果全体をまとめ、雑誌論文に投稿し、その概要を研究室ホームページ等に掲載する。さらに、所属大学のオープンキャンパス等にも出展し、得られた研究成果を広く社会・国民に発信する。また、本研究の問題点と改善法を検討し、研究を更に発展させる。これらを踏まえて、擬似位相整合波長分布制御高次非線形光学素子をベースとするスマートな全光超高速広帯域ノード信号処理回路を備えた新世代高度光情報通信ネットワークの構築を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成２５年度に、当初予定していなかった本研究計画遂行に関連したデンマーク工科大学での客員研究員としての在外研究が生じた。このため、本研究課題と在外研究を平行して行うことになり、当初の研究計画を再検討した。この結果、本研究計画の実証実験は在外研究の実施により大きく進展したが、本研究課題遂行のための総作業時間は当初の約半分になった。このため、平成２５年度の当初の研究計画の全体の総括と公表を次年度に行うこととした。これに伴って、平成２５年度の予算規模も縮小し、未使用額が発生した。
本研究課題で得られた研究成果全体の総括を行い、この結果をもとに国際会議での研究発表と学術雑誌への論文投稿を行う予定である。未使用額は、これらの旅費と論文誌投稿料に充てる計画である。
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