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マイクロ光周波数コムによる超低位相雑音THzキャリア発生

研究課題

研究課題/領域番号 21K18726
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関徳島大学

研究代表者

久世 直也  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (50852258)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード光周波数コム / THz / 位相雑音 / 低位相雑音
研究開始時の研究の概要

次世代無線通信では100 GHz以上の高周波のミリ・THz波のキャリアが必要になる。しかし、既存のエレクトロニクス技術である周波数逓倍による手法では位相雑音の劣化が問題となる。本研究では、マイクロコムと呼ばれる集積可能なチップスケールの光周波数コムの低位相雑音化の研究を行い、マイクロコムをフォトディテクタに照射することで、マイクロコムのコムモード間隔(100 GHz - 1 THz)に対応した低位相雑音なミリ・THz波発生を行う。

研究実績の概要

去年度までに2波長自己遅延ヘテロダイン干渉計(two-wavelength delayed-self heterodyne interferometer: TWDI)を使って長尺ファイバーにマイクロコムを安定化することで、マイクロコムの繰り返し周波数の低位相雑化、ならびに低位相雑音THz波発生に成功した。しかし、低位相雑音と引き換えにシステムの複雑性が増加した。そこで、簡易的な方法としてAvoided Mode Crossing (AMX)を利用する手法を提案し、数値計算で原理実証を行った。提案手法では結合共振器系を使うことでAMXの位置と強さを調整する。さらに、実験による原理実証の準備として、結合共振器系における共鳴周波数の基本特性の評価と、結合共振器系からのマイクロコム発生を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

マイクロコムの新規低雑音化手法を考案し、数値計算による原理実証に成功したため。

今後の研究の推進方策

AMXを利用する手法の実験的な原理実証を進める。具体的にはAMXが起きる共鳴周波数モードを変えることでマイクロコムの光スペクトルが変化し、それによりマイクロコムの位相雑音が低減かどうかを確認する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 13件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Stepped-Frequency THz-Wave Signal Generation From a Kerr Microresonator Soliton Comb2024

    • 著者名/発表者名
      Nawwar Omnia、Minoshima Kaoru、Kuse Naoya
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 42 号: 7 ページ: 2260-2266

    • DOI

      10.1109/jlt.2023.3336991

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb2024

    • 著者名/発表者名
      Cuevas Jonathan、Iwami Ryugo、Uchida Atsushi、Minoshima Kaoru、Kuse Naoya
    • 雑誌名

      APL Photonics

      巻: 9 号: 3

    • DOI

      10.1063/5.0173287

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low phase noise THz generation from a fiber-referenced Kerr microresonator soliton comb2022

    • 著者名/発表者名
      Kuse Naoya、Nishimoto Kenji、Tokizane Yu、Okada Shota、Navickaite Gabriele、Geiselmann Michael、Minoshima Kaoru、Yasui Takeshi
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 5:312 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s42005-022-01100-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal control of a Kerr microresonator soliton comb via an optical sideband2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto Kenji、Minoshima Kaoru、Yasui Takeshi、Kuse Naoya
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 47 号: 2 ページ: 281-281

    • DOI

      10.1364/ol.448326

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Amplification and phase noise transfer of a Kerr microresonator soliton comb for low phase noise THz generation with a high signal-to-noise ratio2021

    • 著者名/発表者名
      Kuse Naoya、Minoshima Kaoru
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 号: 1 ページ: 318-318

    • DOI

      10.1364/oe.446903

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 結合リング型微小光共振器を利用した赤・青側デチューニングマイクロコムの発生2024

    • 著者名/発表者名
      西本 健司, 美濃島 薫, 久世 直也
    • 学会等名
      第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermally insensitive Kerr microresonator soliton comb2023

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kuse, Kenji Nishimoto, Kaoru Minoshima
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stepped-Frequency THz-wave Signal Generation from a dissipative Kerr microresonator soliton comb2023

    • 著者名/発表者名
      Omnia Nawwar, Kaoru Minoshima, Naoya Kuse
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wafer-Scale Fabrication of High-Q Ta2O5 Microresonator2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kitora, Mayu Funakoshi, Kenji Nishimoto, Kaoru Minoshima, Naoya Kuse
    • 学会等名
      Optica Advanced Photonics Congress 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectral Broadening of a Kerr Microresonator Soliton Comb via the use of a Coupled-Ring Microresonator2023

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nishimoto, Kaoru Minoshima, Naoya Kuse
    • 学会等名
      Optica Advanced Photonics Congress 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb2023

    • 著者名/発表者名
      Jonathan Cuevas, Kaoru Minoshima, Naoya Kuse
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集積光コム光源(マイクロコム)と通信への応用2023

    • 著者名/発表者名
      久世 直也
    • 学会等名
      InterOpto 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合リング型微小光共振器を利用したマイクロコムのスペクトル広帯域化2023

    • 著者名/発表者名
      西本 健司, 美濃島 薫, 久世 直也
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱鈍感なマイクロコム2023

    • 著者名/発表者名
      久世 直也, 西本 健司, 美濃島 薫
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合リング型微小光共振器を利用したマイクロコムの広帯域化2023

    • 著者名/発表者名
      西本 健司, 美濃島 薫, 久世 直也
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロコム発生のための五酸化タンタルを用いた低損失微小共振器の開発2023

    • 著者名/発表者名
      木虎 宏輝, 舩越 茉由, 西本 健司, 安井 武史, 美濃島 薫, 久世 直也
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Low phase noise THz generation from a Kerr microresonator soliton comb2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kuse, Kenji Nishimoto, Yu Tokizane, Shota Okada, Gabriele Navickaite, Michael Geiselmann, Kaoru Minoshima and Takeshi Yasui
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Photonics and Electronics Convergence -Advanced Nanophotonics and Silicon Device Systems- (ISPEC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of high-Q Ta2O5 microresonator2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kitora, Mayu Funakoshi, Kenji Nishimoto, Takeshi Yasui, Kaoru Minoshima, and Naoya Kuse
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Photonics and Electronics Convergence -Advanced Nanophotonics and Silicon Device Systems- (ISPEC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Phase Noise THz Generation from a Fiber-Referenced Microresonator Soliton Comb2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kuse, Kenji Nishimoto, Yu Tokizane, Shota Okada, Gabriele Navickaite, Michael Geiselmann, Kaoru Minoshima and Takeshi Yasui
    • 学会等名
      2022 URSI-Japan Radio Science Meeting (URSI-JRSM 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Injection locking of two CW lasers via a Kerr microresonator soliton comb for low noise THz generation2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kuse and Kaori Minoshima
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low noise 560 GHz generation from a fiber-referenced Kerr microresonator soliton comb2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kuse, Kenji Nishimoto, Yu Tokizane, Shota Okada, Kaoru Minoshima and Takeshi Yasui
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal control of Kerr microresonator soliton comb via an optical sideband2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nishimoto, Kaoru Minoshima, Takeshi Yasui and Naoya Kuse
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 注入同期によるマイクロコムのコムモードの出力増幅と位相雑音転写2022

    • 著者名/発表者名
      久世 直也,美濃島 薫
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 長尺ファイバーに安定化したマイクロコムによる低位相雑音560 GHz発生2022

    • 著者名/発表者名
      久世 直也, 西本 健司, 時実 悠, 岡田 昇太, Navickaite Gabriele, Geiselmann Michael, 美濃島 薫, 安井 武史
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase noise reduction of a dissipative Kerr-microresonator soliton comb by a sideband cooling2021

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kuse, Nishimoto Kenji, Takeshi Yasui and Kaoru Minoshima
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal control of a Kerr microresonator soliton comb via an optical sideband2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nishimoto, Kaoru Minoshima, Takeshi Yasui and Naoya Kuse
    • 学会等名
      International Symposium on Novel maTerials and quantum Technologies ISNTT 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ-ソリトンコムの光サイドバンドによる熱冷却2021

    • 著者名/発表者名
      西本 健司, 美濃島 薫, 安井 武史, 久世 直也
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ光コムを用いたテラヘルツ無線通信の検討2021

    • 著者名/発表者名
      時実 悠, 岡村 康弘, 岸川 博紀, 久世 直也, 安井 武史
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ光コムを用いたTHz波発生の位相ノイズ測定2021

    • 著者名/発表者名
      岡田 昇太, 時実 悠, 久世 直也, 西本 健司, 安井 武史
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ光コムの光・THz変換を用いたテラヘルツ通信の品質向上についての検討 (前方励起ファイバー光増幅によるASEの抑制)2021

    • 著者名/発表者名
      岡田 昇太、西本 健司、時実 悠、岸川 博紀、岡村 康弘、久世 直也、安井 武史
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ光コムのフォトミキシングによって発生させたテラヘルツ波の特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      岡田 昇太,時実 悠,久世 直也,西本 健司,安井 武史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] マイクロコム制御装置2024

    • 発明者名
      久世 直也、西本 健司
    • 権利者名
      徳島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-026869
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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