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サブ20フェムト秒光ファイバソリトンの発生と伝搬機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13450136
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関独立行政法人情報通信研究機構 (2003)
東京大学 (2001-2002)

研究代表者

土屋 昌弘  独立行政法人情報通信研究機構, 基礎先端部門・光通信技術グループ, 主任研究員 (50183869)

研究分担者 井筒 雅之  独立行政法人情報通信研究機構, 上席研究員 (70093375)
神谷 武志  大学評価学位授与機構, 学位審査研究部, 教授 (70010791)
岸 眞人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00150285)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2001年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード光ファイバソリトン / フェムト秒 / 高次分散効果 / パルス圧縮 / 究極的時間幅 / スーパーコンティニューム発生 / 超高速フォトニクス / パルス伝搬 / 光ファイバ / 光ソリトン / フェムト秒技術 / スーパーコンティニューム / 分散平坦化光ファイバ / パラメトリックプロセス
研究概要

高次光ファイバソリトン効果は超短光パルス発生に利用される。実際、15μm帯光電界振動4周期に相当する時間幅20フェムト秒(fs)程度の光パルス発生も可能である。本研究では、時間軸における光ファイバ技術の究極性能と制限要因について本手法に基く解明を行い、さらには、発生広帯域スペクトルを波長多重通信用光源により適したものとする手法を検討した。結果、「光ファイバ四次分散特性は、光ファイバソリトンの究極的性質(パルス幅)に対する制限要因や広波長帯域デバイス動作に大きな影響を与える」旨の新たな知見を含む結論に達した。以下は関連成果の抜粋である。
(1)光ファイバソリトンとしては最短時間幅となる15.6fsの光パルス発生に成功し、従来記録更新に成功した。これを通じて、新たな時間領域の開拓に貢献したものと考える。
(2)光ファイバソリトンの究極的時間幅が光ファイバ四次分散によって支配されることを初めて指摘し、それを実験的に検証した。以下(3)と併せて、光ファイバ四次分散効果発現の明確検証はこれが最初である。
(3)異常分散平坦化光ファイバの四次分散特性が広帯域パラメトリック利得発生に対して有効に機能することを新たに指摘し、実証した。
(4)上記(3)の活用方法として、高性能光スーパーコンティニューム源や広帯域波長可変光源(ファイバ型光パラメトリック発振器を提案し、それらの動作原理確認を行うと共に、従来方法と比較して格段に優れた性能(1000分の一程度の光ファイバ短尺性、1dB以下のスペクトル平坦度、1400-1750nmの発振波長帯域、その他)を確認した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] 神谷武志, 土屋昌弘: "「超高速フォトニクス」"Ultrafast Photonics""応用物理. 70/11. 1271-1280 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Investigation on fiber-soliton compression into sub-20 fs regime in dispersion-flattened fiber"Japanese Journal of Applied Physics. 43/01. 132-136 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Dispersion-flattened-fibre optical parametric oscillator for wideband wavelength-tunable ps pulse generation"Electronics Letters. 39/1. 86-88 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Broadband and extremely flat super-coutinnum generation via optical parametric gain extended spectrally by fourth-order dispersion in anomalous-dispersion-flattened fibers"Special issue on Nonlinear Optics of IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 8/3. 521-526 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsuchiya, K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi: "Sub-100 fs higher order soliton compression in dispersion-flattened fibers"IEICE TRANSACTIONS an Electronics. E85-C/1. 141-149 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Higher-Order Soliton Compression of Optical Pulses from 5 ps to 20 fs by a 15.1 in-long Single-Stage Step-like Dispersion Profiled Fiber"Japanese Journal of Applied Physics. 40/11. 6426-6429 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsuchiya, K.Igarashi, R.Yatsu, K.Taira, K.Y.Koay, M.Kishi: "Sub-100 fs SDPF optical soliton compressor for diode laser pulses"Optical and Quantum Electronics. 33/7. 751-766 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshida, T.Hoshida, Y.Nasu, M.Kishi, H.Tsuchiya: "Experimental Investigation no Carrier Dynamics in SCH-MQW Waveguide Saturable Absorber of Passively Mode-locked Monolithic Laser Diode"Optical and Quantum Electronics. 33/7. 735-743 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kamiya, M.Tsuchiya: "Ultrafast Photonics"Oyobutsuri. 70-11. 1271-1280 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Investigation on fiber-soliton compression into sub-20 fs regime in dispersion-flattened fiber"Japanese Journal Applied Physics. 43-1. 132-136 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Dispersion-flattened-fibre optical parametric oscillator for wideband wavelength-tunable ps pulse generation"Electronics Letters. 39-1. 86-88 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Broadband and extremely flat super-continuum generation via optical parametric gain extended spectrally by fourth-order dispersion in anomalous-dispersion-flattened fibers"Special issue on Nonlinear Optics of IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 8-3. 521-526 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsuchiya, K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi: "Sub-100 fs higher order soliton compression in dispersion-flattened fibers"IEICE TRANSACTIONS on Electronics. E85-C-1. 141-149 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Higher-Order Soliton Compression of Optical Pulses from 5 ps to 20 fs by a 15.1 m-long Single-Stage Step-like Dispersion Profiled Fiber"Japanese Journal Applied Physics. 40-11. 6426-6429 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsuchiya, K.Igarashi, R.Yatsu, K.Taira, K.Y.Koay, M.Kishi: "Sub-100 fs SDPF optical soliton compressor for diode laser pulses"Optical and Quantum Electronics. 33-7. 751-766 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshida, T.Hoshida, Y.Nasu, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Experimental Investigation on Carrier Dynamics in SCH-MQW Waveguide Saturable Absorber of Passively Mode-locked Monolithic Laser Diode"Optical and Quantum Electronics. 33-7. 735-743 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi, S.Saito, M.Kishi, M.Tsuchiya: "Investigation on fiber-soliton compression into sub-20 fs regime in dispersion-flattened fiber"Japanese Journal of Applied Physics. 43/01. 132-136 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Koji Igarashi: "Broadband and extremely flat super-continuum generation via optical parametric gain extended spectrally by fourth-order dispersion in anomalous dispersion-flattened fibers"Special issue on Nonlinear Optics of Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. Vol.8,No.3. 521-526 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Saito: "Dispersion-flattened-fibre optical parametric oscillator for wideband wavelength-tunable ps pulse generation"Electronics Letters. Vol.39,No.1. 86-88 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koji Igarashi: "Fourth-Order Dispersion Effect on Generation of Flat and Broadband Super-Continuum in Anomalous-Dispersion-Flattened Fiber"Technical Digest of 7th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2002). PD-2-3. 21-22 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Tsuchiya: "Fiber-Optic Soliton Pulse Generation in the Sub-20 fs Regime"Program and Abstracts of The Third CREST Symposium on "Function Evolution of Materials and Devices based on Electron /Photon Related Phenomena". 109 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Saito: "Wideband wavelength tunable pulse source for S and E band based on fibre optic parametric oscillator"Technical Digest of International Topical Workshop on Contemporary Photnic Technologies (CPT2003). F-3. 99-100 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 五十嵐浩司: "4次分散による異常分散帯域制限とサブ20fsDFFソリトン圧縮に対する影響"第63回応用物理学会学術講演会論文集. 27a-YA-7/III. 949 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 齊藤聡: "分散平坦化ファイバを用いる同期励起パラメトリック発振器"2003年電子情報通信学会総合大会講演論文集. C-4-28. 314 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 神谷武志: "超高速フォトニクスUltrafast Photonics"応用物理. Vol.70 No.11. 1271-1280 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tsuchiya: "Sub-100 fs SDPF optical soliton compressor for diode laser pulses"Optical and Quantum Electronics. Vol.33 Issue7/10. 751-766 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Igarashi: "Higher-Order Soliton Compression of Optical Pulses from 5 ps to 20 fs by a 15.1 m-long Single-Stage Step-like Dispersion Profiled Fiber"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.40, Part1 No.11. 6426-6429 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tsuchiya: "Sub-100 fs higher order soliton compression in dispersion-flattened fibers"IEICE TRANSACTIONS on Electronics. Vol.E 85-C No.1. 141-149 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Saito: "Optimization of sub-picosecond EDF preamplifier dynamics for ultrashort soliton pulse compression"Technical Digest of International Tpical Workshop on Contemporary Photnic Technologies (CPT2002). E-7. 73-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 五十嵐浩司: "短尺異常分散平坦化ファイバを用いるスーパーコンティニューム光発生 Supercontinuum generation by a short anomalous dispersion-flattened fiber"2001年電子情報通信学会エレクトロニクスサイエティ大会講演論文集1. C-4-16. 254-254 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 土屋昌弘: "ディジタルフォトにクスの要素技術:新規SC光源とフォトニックインバータ"化学技術振興事業団合同シンポジウム「光子機能制御研究のフロンティア」講演資料集. 54-61 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 齊藤聡: "サブ20fs高次ソリトン圧縮のためのサブps光パルスEDF増幅過程についての-検討 A numerical investigation of sub-ps pulse EDF preamplification process for a sub 20 fs class higher order soliton compression"第49回応用物理学関係連合講演会発表予定. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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