| 研究課題/領域番号 |
19H00770
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
横山 士吉 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (00359100)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2022年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2021年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2020年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2019年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 光変調器 / 電気光学 / ポリマー / シリコン導波路 / 信号伝送 / 高速変調 / 進行波型電極 / ポリマー変調器 / シリコンハイブリッド / 高速光伝送 / 多値変調 / 変調器 / 光導波路 / 光データ伝送 / 光信号伝送 / シリコン / 高周波 / 光変調 / ハイブリッド / ポリマーデバイス / 光通信 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ポリマー変調器のさらなる広帯域化を加速化することを目的に、シリコン導波路を用いたハイブリッド構造を応用し、広帯域化と超高速伝送レートの動作実証につなげる。光変調器は高速光伝送のコアデバイスであり、イーサネットなど大容量通信技術ではシンボル・レートが100G以上の光デバイス集積技術の開発が望まれている。一方、既存の光変調器は帯域限界のため、複数チャネルを用いた信号の多値化や並列化によって伝送レートを高めている。このようなシステムの複雑化と消費電力の増加に対して、本研究で目指す高性能変調器は未来の超高速光伝送への応用に向け新しいデバイス技術の創成につながることが期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、シリコン導波路と電気光学ポリマーを組み合わせたハイブリッド型変調器を作製し、高効率な光信号生成を目指し進行波型電極を適応した広帯域変調の評価と解析を進めた。その結果、シンボルレートが100Gbaudの信号生成を実現し、200Gbit/sの信号伝送を実証することができた。生成した光信号の定量的評価では、信号誤り率の解析を光ファイバー伝送の条件下で行い、エラーフリーの信号精度を確認するとともに、110℃までの温度負荷をかけても信号精度の劣化が生じないことを確認した。最終的に本研究の目標となる高速光変調デバイスを作製し、高効率な光変調性能を実証することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
年、短距離～長距離光ファイバー通信分野で、データ伝送量の増加に根本的に対応するため高いシンボルレートの変調技術の開発が強く望まれている。しかし、100Gbaudを超える光変調が可能な実用的なデバイスは限定的であり、既存の材料・デバイス技術の延長では容易に到達することは困難な状況にある。このような背景のもと、本研究ではハイブリッド光変調器の研究を進め、高精度な高速信号の生成やデバイス信頼性の向上につながる研究成果を得ることができた。得られた成果は、光ファイバー通信分野において産業界からの期待にも応え得るものであり、学術的な知見の取得のみならず産業界への貢献にもつなげることができた。
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