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次世代アナログ光ファイバ無線用高線形性光変調器の高度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K14745
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

山口 祐也  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, 研究員 (30754791)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード光エレクトロニクス / 光変調器 / 光ファイバ無線 / 光ファイバ通信 / 光変調
研究開始時の研究の概要

本研究では次世代のモバイルネットワークを構成し得る技術であるアナログ光ファイバ無線(A-RoF)を実現するために必要となる高線形性光変調器の性能計算と線形性向上、低消費電力化に関する研究を行う。従来のデジタル光ファイバ無線(D-RoF)では実現することの難しい低遅延性が、今後のIoT、特に自動車やドローン等の高速移動体との通信では重要になると考えられる。そこで、申請者が世界に先駆けて開発した高線形光変調技術をさらに発展させ、Beyond5G/6Gを構成し得るアナログ光ファイバ無線で要求される性能を数値計算し、実際に高線形化・低消費電力化した光変調デバイスを実現する。

研究成果の概要

本研究ではアナログ光ファイバ無線の高度化のための光変調デバイスに関する研究開発を行った。提案してきた高線形性LN光変調デバイスに対して、薄膜基板構造を新規に導入することで2倍以上の基本性能向上を達成した。また、線形変調技術の拡張として4値デジタル変調器を開発し、光変調と同時に行われる光領域波形整形について動作実証を行った。Beyond 5Gに向けた取り組みとしてミリ波帯で高効率に動作する光変調器の開発に取り組み、薄膜LN構造にて従来比6dB以上の高感度化を達成した。また、新規デバイスを用いた光ファイバ無線実験では、キャリア周波数100GHzにて70Gbpsを超える信号伝送を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Beyond 5Gや6Gに代表される次世代無線通信や、それを支えるネットワークである次世代光ファイバ通信はICT社会を進化させていくために重要な社会インフラである。本研究では、このような新しいネットワークのための物理層における研究開発として、これまでに使うことが難しかった高周波数帯で高効率且つ高線形に動作する光変調器の新規開発に取り組み、将来ネットワークへの適用可能性を示した。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Transparent Fiber-Millimeter-Wave-Fiber System in 100-GHz Band Using Optical Modulator and Photonic Down-Conversion2022

    • 著者名/発表者名
      Dat Pham Tien、Yamaguchi Yuya、Motoya Masayuki、Oikawa Satoshi、Ichikawa Junichiro、Kanno Atsushi、Yamamoto Naokatsu、Kawanishi Tetsuya
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 40 号: 5 ページ: 1483-1493

    • DOI

      10.1109/jlt.2022.3141058

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LNOI photonics fabricated on Si wafer by room temperature bonding2021

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, Y. Yamaguchi, A. Kanno, and R. Takigawa
    • 学会等名
      7th International Workshop on Low Temperature Bonding for 3D Integration
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated Optical Intensity Modulator with Analog Waveform-Shaping Function for PAM-4 Signal2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi, A. Kanno, N. Yamamoto, T. Kawanishi
    • 学会等名
      International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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