2015 Fiscal Year Research-status Report
フレキシブルグリッド用高精度波長安定化半導体レーザ光源の研究
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26420308
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
加藤 和利 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (10563827)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 半導体レーザ / 波長切替 / フレキシブルグリッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度であるH26年度に動作原理の確認を行った、基準光からの波長誤差をバンドパスフィルタ(BPF)を用いて検出する手法について、H27年度はフィルタ透過後の電力が最小となるように、すなわち波長誤差が最少となるようにレーザの光周波数を制御する制御系を構築した。この実験系は、光周波数間隔が6.25GHzの光コム状の基準光群との差周波のビート信号を用いるという新しい手法によるもので、被測定光がフレキシブルグリッドからΔfずれている場合、被測定光と基準光群の差周波3.125±Δfがフォトダイオード(PD)によりビート周波数として検出される。これを中心周波数3.125GHzのバンドパスフィルタ(BPF)に透過させることで、周波数のずれ量を透過電力として測定する。バンド幅0.1GHzのBPFを用いて波長ずれを±0.05GHz以下の精度で安定化制御できることを実験により示した。
さらに、波長精度が高いほど波長キャプチャレンジ（波長安定化制御可能な初期波長ずれの範囲）が狭くなるというトレードオフが本手法の欠点であることを見出し、これを改善するために複数種類のBPFを併用した手法を発案、動作確認実験を行った。その結果、波長精度と波長キャプチャレンジを独立に設定可能であることが実証され、波長精度±0.05GHz以下と波長キャプチャレンジ6GHzを同時に実現することができた。
H27年度の成果により、本提案手法でフレキシブルグリッド用としての要件を満たし、また波長切替時に目標波長にキャプチャ可能であるという実用性を併せ持ったレーザ波長が実現できることを明らかにした。
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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
当初計画では、H27年度は5nsの分解能で動作する高速電流制御系の実現と精度±0.1GHz以内の波長誤差検出を掲げていた。これに対し高速電流制御系は5nsの設定分解能の回路動作を確認し、また波長誤差検出は±0.05GHzを達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であるH28年度は、実際のフレキシブルグリッドＷＤＭシステムで想定されるレーザ波高の切替動作である、①温度変化による目標グリッド領域への波長粗調整、②目標グリッド領域内での波長キャプチャ、③目標グリッドへの高精度波長安定化、の一連の動作を行うシステムを構築し、システムトータルとしての波長切替時間100ms以下を目指す。目標とする100msの切替時間は、通常のＷＤＭシステムの切替時間よりも一桁以上短い。すなわち、現在技術のＷＤＭシステム用レーザ波長切替技術よりも一桁以上は高精度が高くかつ一桁以上切替時間が短い波長切替を実現する。
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