| 研究課題/領域番号 |
20H00357
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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30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 日本大学 (2022-2023)
日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所 (2020-2021) |
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研究代表者 |
石澤 淳 日本大学, 生産工学部, 教授 (30393797)
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| 研究分担者 |
高 磊 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40650429)
徐 学俊 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (80593334)
Cong Guangwei 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (20470049)
山田 浩治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (50574927)
西川 正 東京電機大学, 工学部, 教授 (20374069)
山本 宗継 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究主幹 (00358285)
赤塚 友哉 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子科学イノベーション研究部, 主任研究員 (90548257)
今井 弘光 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子科学イノベーション研究部, 主任研究員 (00649551)
増子 拓紀 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60649664)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2023年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2022年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2021年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2020年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
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| キーワード | 光周波数コム / 電気光学変調 / スーパーコンティニューム光発生 / シリコンフォトニクス / マイクロ波 / 光電変換 / スーパーコンティニューム光 / 広帯域光発生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、Siフォトニクス技術を用いて電気光学変調(EO)コムをオンチップ集積し、EOコムの絶対位相の制御帯域を拡大する。続いて、超高精度にマイクロ波と光波を直接変換できる周波数変換ギアとして光周波数からマイクロ波あるいはその逆方向に、高度に制御することにより、従来の光シンセサイザーの枠組みを超えて光を起点として任意の周波数の電磁波が発生な可能な“光RFシンセサイザー”を開拓する。これにより“真の光電変換”というパラダイムシフトを齎すことができる。本提案では将来の光格子時計を用いた高精度な時刻周波数同期用に、光コムとSiフォトニクスの両技術が融合発展する光電変換技術を世界に先駆けて実証する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，超高速光技術とシリコンフォトニクス技術を融合させることで電気光学変調コムをオンチップ集積し，超高精度にマイクロ波と光波を直接変化することができる周波数変換ギアとして光周波数からマイクロ波あるいはその逆方向に，高度に制御することにより，従来の光シンセサイザーの枠組みを超えて光を起点として任意の周波数の電磁波(サブPHｚからkHz迄)が発生可能な“光RFシンセサイザー”を開拓することである．令和5年度はCW半導体レーザー(波長: 1552 nm)をLN 強度変調器で強度変調し，先球ファイバを用いて，3台直列接続のSi 変調器(導波路長：2 mm×3台)にTE 偏波で空間結合し，25 GHz 信号を印加することで，EO コム発生を行った．後段に，5 W 出力の光増幅器および高非線形ファイバを接続し，波形整形器で分散制御することで短パルス光発生を行った．長さ1.4 mの高非線形ファイバ用いたときの光スペクトル帯域幅が850 GHz@-60 dBレベルまで拡大し，信号対雑音比も40 dB以上と高いことが分かった．また，パルス幅も約2 ps まで短パルス化に成功した．更に，EOコムの周波数安定化には広帯域光発生が必要条件となるが，EOコムは繰り返し周波数が高いため、 高効率な非線形導波路が必要となる．我々はSiN導波路にグラフェンを埋め込む新たな構造の導波路を作製し，ファイバーレーザーを用いて広帯域光発生を観測した．その結果，低パルスエネギーでも短波長側でGrの長さに依存して帯域が拡ること確かめられグラフェンの非線形増強効果を実証した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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