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Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser in an Optical FSK Communication System

Research Project

Project/Area Number 09450151
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field 情報通信工学
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

SATO Takashi  Niigata University Engineering Professor, 工学部, 教授 (10143752)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) OHKAWA Masashi  Niigata University Engineering Associate Professor, 工学部, 助教授 (90213644)
MARUYAMA Takeo  Niigata University Engineering Professor, 工学部, 教授 (10018492)
Project Period (FY) 1997 – 1999
Project Status Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥10,400,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 1998: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 1997: ¥5,900,000 (Direct Cost: ¥5,900,000)
KeywordsSemiconductor Laser / Frequency Stabilization / Optical FSK Communication / Magneto-Optical Effect / Stabilization in Transmitter and Receiver / 半導体レーザ
Research Abstract

The current optical communication systems are using the intensity modulation method, but it will be difficult for this method to handle the high speed and large capacity communication needs in the near future. We intended to develop the optical frequency modulation method for the next generation systems. This needs the frequency stabilization of a semiconductor laser. So, we stabilized the oscillation frequency of a semiconductor laser under the direct frequency shift keying (FSK) using the Rb-D2 absorption lines at 780 nm wavelength. The high frequency stability was obtained in the PEAK method, which is the system using the simple envelope detection circuit, under the direct FSK. We, then, investigated the stabilization method applicable to 1.5 μm wavelength for the optical communication systems. We intended to use the inner second harmonic generation (SHG) of the semiconductor laser to get the control signal for the frequency stabilization, because this SHG wavelength is around 780 nm. We also tested how to use two frequency references, I.e., the Rb-D2 absorption line and an etalon, for Stabilizing the 1.5 μm wavelength semiconductor laser, because they have different and supplementary characteristics as a frequency reference. We finally investigated the estimation method of the frequency stability using the beat note between two laser frequency.

Report

(4 results)
  • 1999 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (69 results)

All Other

All Publications (69 results)

  • [Publications] 丸山慎也、佐藤 孝、他: "半導体レーザの内在的二次高調波の外部変調器を用いた観測系の検討"平成9年度電子情報通信学会信越支部大会. 論文番号M12. 311-312 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 中村弘樹、佐藤 孝、他: "直接FSK変調時における半導体レーザの発振周波数安定化法の検討"平成9年度電子情報通信学会信越支部大会. 論文番号S2. 409-410 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 中村 仁、佐藤 孝、他: "Rb原子の磁気光学効果とPEAK方式を用いた半導体レーザの周波数安定化"第7回電気学会東京支部新潟支所研究発表会. 論文番号IV-8. 53-54 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 細谷邦之、佐藤 孝、他: "エタロンとRb原子の吸収線を用いた半導体レーザーの周波数安定化における基準信号の評価"平成9年度日本物理学会新潟支部第26回例会. 論文番号PS8. (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 二文字俊哉、佐藤 孝、他: "磁気光学効果を用いたPEAK方式による半導体レーザの周波数安定化法の検討"平成9年度日本物理学会新潟支部第26回例会. 論文番号PS9. (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Publications] 岡崎 正、佐藤 孝、他: "1.5μm帯半導体レーザーを用いた内在的二次高調波光の観測"平成9年度日本物理学会新潟支部第26回例会. 論文番号PS12. (1997)

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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] T. Nimonji, T. Sato, 他: "Oscillation frequency stabilization of a semiconductor laser using the magneto-optical effects of Rb-D2 absorption line"SPIE Diodes and Applications III. 3415-3. 17-28 (1998)

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  • [Publications] T. Sato, T. Maruyama, 他: "Oscillation wavelength shift of visible and infrared laser diodes in a magnetic field"SPIE Diodes and Applications III. 3415-26. 173-181 (1998)

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  • [Publications] H. Nakamura, T. Sato, 他: "Oscillation frequency stabilization of a semiconductor laser under direct FSK by using the PEAK method"SPIE Diodes and Applications III. 3415-27. 182-191 (1998)

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  • [Publications] 岡崎 正、佐藤 孝、他: "1.5μm帯半導体レーザの光フィードバック時における内在的二次高調波の観測"平成10年度電子情報通信学会信越支部大会. 論文番号N3. 301-302 (1998)

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  • [Publications] 細谷邦之、佐藤 孝、他: "二つの周波数基準を用いた半導体レーザの周波数安定化の研究"平成10年度電子情報通信学会信越支部大会. 論文番号N7. 309-310 (1998)

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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 加藤 京、佐藤 孝、他: "Rb原子の磁気光学効果を用いた半導体レーザの周波数安定化〜ファラデー効果を用いたPEAK方式による安定化〜"第8回電気学会東京支部新潟支所研究発表会. 論文番号II-10. 53-54 (1998)

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  • [Publications] 高橋吉宏、佐藤 孝、他: "Rb原子の吸収線とエタロンを用いた半導体レーザーの周波数安定化"平成10年度日本物理学会新潟支部第27回例会. 論文番号PS8. (1998)

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  • [Publications] 植杉 徹、佐藤 孝、他: "半導体レーザーの光フィードバック時における内在的二次高調波の研究〜外部変調器を用いた観測〜"平成10年度日本物理学会新潟支部第27回例会. 論文番号PS9. (1998)

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  • [Publications] 丸山慎也、佐藤 孝、他: "半導体レーザの光フィードバック時における基本波と内在的二次高調波"電子情報通信学会技術研究報告. LQE98-120. 73-78 (1999)

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  • [Publications] 加藤 京、佐藤 孝、他: "Rb吸収線の磁気光学効果を用いた半導体レーザの周波数安定化〜ファラデー効果を用いたPEAK方式による制御信号の改善〜"平成11年度電子情報通信学会信越支部大会. 論文番号D4. 133-134 (1999)

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  • [Publications] 細谷邦之、佐藤 孝、他: "エタロンと原子の吸収線を用いた半導体レーザの周波数安定化"1999年電子情報通信学会ソサイエティ大会. 論文番号SC-3-4. 291-292 (1999)

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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 東 亮一、佐藤 孝、他: "Rb吸収線のファラデー効果を用いた半導体レーザの周波数安定化〜PEAK方式による制御信号の評価〜"第9回電気学会東京支部新潟支所研究発表会. 論文番号III-3. 29-30 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Publications] 相羽 努、佐藤 孝、他: "エタロンと原子の吸収線を用いた半導体レーザの発振周波数安定化システムの評価"第9回電気学会東京支部新潟支所研究発表会. 論文番号P-21. 177-178 (1999)

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  • [Publications] 酒井雅文、佐藤 孝、他: "光フィードバック時における集光レンズと半導体レーザーの二次高調波との関係"平成11年度日本物理学会新潟支部第28回例会. 論文番号22. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 嵯峨 孝、佐藤 孝、他: "直接FSK変調時における半導体レーザーの周波数安定化―微小変調幅と安定度の評価―"平成11年度日本物理学会新潟支部第28回例会. 論文番号23. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 岡崎 正、佐藤 孝、他: "1.5μm帯半導体レーザの内在的二次高調波の増大に関する研究―光フィードバックの効果―"電子情報通信学会技術研究報告. LQE99-121. 37-42 (2000)

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      1999 Final Research Report Summary
  • [Publications] 加藤 京、佐藤 孝、他: "Rb原子のファラデー効果を用いた半導体レーザの発振幅を広げない周波数安定化"2000年電子情報通信学会総合大会. 論文番号C-4-7. 355 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [Publications] Shin-ya Maruyama, Takashi Sato, etc.: "Observation System for the Inner Second Harmonic Generation of a Semiconductor Laser Using the External Modulator"Shin-Etsu Shibu Conference of IEICE. Paper No. M12.. (1997)

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  • [Publications] Hiroki Nakamura, Takashi Sato, etc.: "Oscillation Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser under Direct FSK"Shin-Etsu Shibu Conference of IEICE. Paper No. S2.. (1997)

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  • [Publications] Hitoshi Nakamura, takashi Sato, etc.: "'Frequency Stability of a Semiconductor Laser Using the magneto-Optical Effect and PEAK Method."Niigata Conference of IEE. Paper No. -8.. (1997)

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  • [Publications] Kuniyuki Hosoya, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using the Etalon and Rb Absorption Line and Its Reference Signal"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. PS8.. (1997)

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  • [Publications] Toshiya Nimonji, Takashi Sato, etc.: "Oscillation Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using the Magneto-Optical Effects and PEAK Method"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. PS9.. (1997)

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  • [Publications] Tadashi Okazaki, Takashi Sato, etc.: "Observation of the Inner Second Harmonic Generation of a 1.5 micron Semiconductor Laser"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. PS12.. (1997)

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  • [Publications] Toshiya Nimonji, Takashi Sato, etc.: "Oscillation Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using the Magneto-Optical Effects of Rb-D2 Absorption Line"SPIE Laser Diodes and Applications 3. vol. 3415, No. 3. 17-28 (1998)

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  • [Publications] Takashi Sato, Kouichi Matsumoto, etc.: "'Oscillation Wavelength Shifts of Visible and Infrared Laser Diodes in a Magnetic Field'"SPIE Laser Diodes and Applications 3. vol. 3415, No. 26. 173-181 (1998)

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  • [Publications] Hiroki Nakamura, Takashi Sato, etc.: "'Oscillation Frequency Stabilization of Semiconductor Laser under Direct FSK by Using the PEAK Method'"SPIE Laser Diodes and Applications 3. Vol. 3415, No. 27. 182-191 (1998)

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  • [Publications] Tadashi Okazaki, Takashi Sato, etc.: "Observation of the Inner SHG of a 1.5 micron Semiconductor Laser under the Optical Feedback"Shin-Etsu Shibu Conference of IEICE. Paper No. N3. 301-302 (1998)

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  • [Publications] Kuniyuki Hosoya, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using Two Frequency references"Shin-Etsu Shibu Conference of IEICE. Paper No. N7. 309-310 (1998)

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  • [Publications] Takashi Kato, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using the Magneto-Optical Effect The PEAK Method Using the Faraday Effect"Niigata Conference of IEE. Paper No. -10. (1999)

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  • [Publications] Yoshihiro Takahashi, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using Rd Absorption Line and Etalon"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. PS8.. (1998)

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  • [Publications] Toru Uesugi, Takashi Sato, etc.: "'Observation of the Inner SHG of a Semiconductor Laser under the Optical Feedback'"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. PS9.. (1998)

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  • [Publications] Shin-ya Maruyama, Takashi Sato, etc.: "Fundamental Wave and the Inner Second-Harmonic Generation of a Semiconductor Laser under the Optical Feedback"IEICE Technical Report. LQE98-120. (1999)

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  • [Publications] Takashi Kato, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using the Magneto-Optical Effect"Shin-Etsu Shibu Conference of IEICE. Paper No. D4.. (1999)

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  • [Publications] Kuniyuki Hosoya, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using Both Etalon and Atomic Spectra"Conference of IEICE. Paper No. SC-3-4. (1999)

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  • [Publications] Ryouichi Higashi, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using the Faraday Effect"Niigata Conference of IEE. Paper No. III-3. (1999)

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  • [Publications] Ryouichi Higashi, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser Using Both Etalon and Atomic Spectra and Its Evaluation"Niigata Conference of IEE. Paper No. P-21. (1999)

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  • [Publications] Masafumi Sasaki, Takashi Sato, etc.: "Relation between SHG of a Semiconductor Laser and lenses under the Optical Feedback"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. 22. (1999)

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  • [Publications] Takashi Saga, Takashi Sato, etc.: "Frequency Stabilization of a Semiconductor Laser under the direct FSK"Niigata Conference of Physical Society of Japan. Paper No. 23. (1999)

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  • [Publications] Tadashi Okazaki, Takashi Sato, etc.: "Investigation on Increasing the Inner SHG of 1.5micron Semiconductor Laser -Optical Feedback-"IEICE Technical Report. LQE99-121.. (2000)

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  • [Publications] 加藤 京、佐藤 孝、他: "Rb吸収線の磁気光学効果を用いた半導体レーザの周波数安定化〜ファラデー効果を用いたPEAK方式による制御信号の改善〜"平成11年度電子情報通信学会信越支部大会. 論文番号D4. 133-134 (1999)

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  • [Publications] 細谷邦之、佐藤 孝、他: "エタロンと原子の吸収線を用いた半導体レーザの周波数安定化"1999年電子情報通信学会ソサイエティ大会. 論文番号SC-3-4. 291-292 (1999)

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  • [Publications] 嵯峨 孝、佐藤 孝、他: "直接FSK変調時における半導体レーザーの周波数安定化-微小変調幅と安定度の評価-"平成10年度日本物理学会新潟支部第26回例会. 論文番号23. (1999)

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  • [Publications] 岡崎 正、佐藤 孝、他: "1.5μm帯半導体レーザの内在的二次高調波の増大に関する研究-光フィードバックの効果-"電子情報通信学会技術研究報告. LQE99-121. 37-42 (2000)

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Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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