電気光学効果を用いた導波型光波長操作デバイス

• 研究課題/領域番号: 14041210
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 村田 博司 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (20239528)
• 研究分担者: 塩見 英久 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (00324822) ; 岡村 康行 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80144442) ; 田中 拓男 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (40283733)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円); 2003年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
• キーワード: 光周波数シフタ / SSB変調 / 分極反転 / 電気光学変調器 / 擬似速度整合 / 光導波路 / 光集積回路 / タンタル酸リチウム

研究概要

本研究は、電気光学的手法を用いて、コンパクトで安定性や制御性に優れた低電力駆動チューナブル光波長操作デバイス(光波長・周波数シフタ・光SSB変調器)を研究することを目的とするものである。本年度は、下記の研究成果を得ることができた。
1.光波長・周波数シフタの動作解析と設計
昨年、一昨年の研究成果をベースとして、さらに高性能なデバイスを追究すべく、ミリ波帯(〜38GHz)動作光SSB変調器、準ミリ波帯(〜15GHz)動作光周波数シフタの動作解析、設計を行なった。
2.デバイスの試作・動作実験
Radio-On-Fiberシステム向け光SSB変調器の試作を行った。基板にはz-cut LiTaO_3を用いた。動作実験の結果、試作したデバイスにおいて、設計周波数38GHz付近で極めて良好なSSB変調動作を確認した。SSB変調動作時の+1次、-1次サイドバンド間の消光比は30dB以上であった。これは、従来のデバイスの消光比15dBを大きく上回るもので、分極反転構造SSB変調器の有用性を明らかにすることができた。また、光周波数シフタについても試作・実験を行ない、設計周波数15GHzで良好な光周波数シフタ動作を確認した。
3.Radio-On-Fiberシステムへの応用
試作光SSB変調器にミリ波コネクタと光ファイバを接続・固定して変調器モジュールを作製し、さらにDFBレーザーと長距離光ファイバ、高速光ディテクター等を接続してミリ波無線信号の光ファイバ伝送実験を行った。SSB変調を用いた信号伝送の場合は、光ファイバの波長分散による信号劣化はほとんど見られず、有用性を実証することができた。また、試作モジュールと光ファイバを用いて、実際に無線信号を中継することにも成功した。

研究成果

• [文献書誌] 村田 博司: "分極反転構造導波型電気光学SSB変調器"レーザー研究. 32・3(印刷中). (2004)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Low-power and low-chirp guided-wave electrooptic intensity modulator by use of domain-inverted structure"Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2003 (CLEO2003).. 1・1. CWA-19 (2003)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "26GHz optical single-sideband modulation by using guided-wave electrooptic modulator with periodically polarization-reversed structures"Proceedings of the 10th International Workshop on Femtosecond Technology(FST2003). 1・1. 152 (2003)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "38GHz optical single-sideband modulation by using guided-wave electrooptic modulators with periodic polarization-reversal"Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2004 (CLEO2004). (To be published.). (2004)
• [文献書誌] 村田 博司: "26GHz分極反転構造電気光学SSB変調器とRadio-On-Fiberシステムへの応用"信学技報. 103・240. 81-86 (2003)
• [文献書誌] 金田一賢: "周期分極反転構造を用いたミリ波帯電気光学SSB変調器"信学技報. 103・616. 1-6 (2004)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Novel guided-wave single-sideband electrooptic modulators by using periodically domain-inverted structure"Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2002(CLEO2002). 1・1. 204-205 (2002)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Optical single-sideband modulation by using periodically domain-inverted LiTaO_3 guided-wave modulators"Proceedings of the Microwave Photonics Conference 2002(MWP2002). 1・1. 53-56 (2002)
• [文献書誌] Atsushi Ishikawa: "Quasi-velocity-matched guided-wave electrooptic modulator by using stoichiometric domain-inverted LiTaO_3"Proceedings of the sixth International Topical Workshop on Contemporary Photonic Technologies(CPT2003). 1・1. 5 (2003)
• [文献書誌] 村田 博司: "周期ドメイン反転構造と3分岐導波路干渉計を用いた電気光学光周波シフタ"電子情報通信学会 光エレクトロニクス研究会(OPE) 技術報告. 142. 71-76 (2003)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Novel guided-wave electrooptic single-sideband modulator by using periodically domain-inverted structure for a long wavelength operation"Proceedings of the Optical Fiber Communication Conference 2003(OFC2003). (To be published). (2003)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Low-power and low-chirp guided-wave electrooptic intensity modulator by use of domain-inverted structure"Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2003(CLEO2003). (To be published). (2003)