| 研究課題/領域番号 |
20K04636
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
品田 聡 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 研究マネージャー (00392720)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 体積ホログラム / 半導体レーザアレイ / 面発光レーザ / モード多重 / 空間分割多重 / ホログラム / レーザアレイ / ファイバアレイ / 数モードファイバ / モード分割多重 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
数モードファイバ（FMF）を伝送路とするモード分割多重（MDM）伝送システムにおいて，モード多重信号を一括増幅し，通信距離の延伸化を図る数モード・エルビウム添加ファイバ増幅器（FM-EDFA）が注目されているが，モード間の利得差（DMG）を低減することが課題となっている．本研究では，モード毎の利得を動的に調整可能なDMG補償機能付きFM-EDFAの開発を目指し，ホログラム素子と半導体レーザアレイを組み合わせた簡素な構成により，複数の空間モードの一括生成および出力変調を可能とするFM-EDF励起用モード多重光源を開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，半導体レーザアレイと角度多重体積ホログラムを組み合わせた簡素な空間モード多重光源を提案する．複数のレーザ光を単一レンズに通し体積ホログラムに集光させることにより，任意の空間モードに一括変換し，多重化が可能である．記録過程（ホログラム生成）と再生過程（モード多重光生成）に異なる波長を用いるため，異波長記録再生法を適用し，赤外用の体積ホログラムを生成した．これを用いて，面発光レーザアレイの3出力を一括モード変換し，3種のLPモード多重光の生成を実証した．本モード多重光源を用いた数モードファイバ増幅器のモード間利得差の低減や，光空間無線へのモード多重伝送の適用等を提案している．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
単一モードファイバ通信の伝送容量限界を打破すべく，空間分割多重（SDM）伝送の研究が発展してきている．空間モードを多重化し伝送容量の拡大を図るモード多重伝送では，空間モードを制御し，効率的に多重または分離する合分波器の開発が実現の鍵である．これまで様々な合分波器が報告されているが，本研究では，小型で拡張性の高い体積ホログラムの合分波器に着目し，半導体レーザアレイと直接組み合わせることによるコンパクトなモード多重光源を提案し実証した．本モード多重光源は，モード多重伝送を支える要素技術になり，また光空間無線への適用による大容量化につながるなど，今後の光通信技術の発展に貢献する技術になると考える．
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