偏光双安定VCSELを用いた全光型JKフリップ・フロップの実現

• 研究課題/領域番号: 26420307
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 片山 健夫 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (80313360)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 光デバイス / 全光型論理素子 / 半導体レーザ / 偏光双安定 / フォトニクスネットワーク

研究成果の概要

光通信に光電変換を用いない全光化は、高速化、低消費電力化のために不可欠であり、全光型フリップ・フロップ素子が多数研究されているが、そのほとんどはRS型であり、JK型の実現は遷移回路の簡単化が容易になるため集積化に課題の多い光素子で回路を構築する際に、素子数が低減できメリットとなる。偏光双安定VCSELに帰還光学系を組み合わせることでJKフリップ・フロップ動作が可能であることを提案し、帰還光学系や異波長光パルス入力による信号処理など要素技術の研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Polarization-Dependent Coupling between a Polarization-Independent HCG and Waveguides (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, J. Ito, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 9 号: 7 ページ: 072703-072703
  • DOI: 10.7567/apex.9.072703
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] All-Optical Shift Register Using Polarization Bistable VCSEL Array (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, D. Hayashi, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: 28 号: 19 ページ: 2062-2065
  • DOI: 10.1109/lpt.2016.2582212
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Flip-flops using polarization bistable VCSEL with AND-gate functionality by two wavelength inputs (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, K. Nakao, D. Hayashi, H. Kawaguchi
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: 13 号: 5 ページ: 20160064-20160064
  • DOI: 10.1587/elex.13.20160064
  • NAID: 130005132826
  • ISSN: 1349-2543
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bit error rates of flip-flop operations with AND gate functionality using a 1.55-µm polarization bistable VCSEL (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Hayashi, K. Nakao, T. Katayama, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: 12 号: 13 ページ: 20150479-20150479
  • DOI: 10.1587/elex.12.20150479
  • NAID: 130005087549
  • ISSN: 1349-2543
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] All-optical 2-bit header recognition and packet switching using polarization bistable VCSELs (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Hayashi, K. Nakao, T. Katayama, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 7 ページ: 8357-8364
  • DOI: 10.1364/oe.23.008357
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-Frequency Self-Modulation in Short-External-Cavity VCSEL with Concave Mirror (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Liu, T. Katayama, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: IEEE Photonics Technology Letters 巻: 27 号: 3 ページ: 280-283
  • DOI: 10.1109/lpt.2014.2368582
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 偏光双安定VCSEL アレイを用いた全光型シフトレジスタ (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫、林大介、河口仁司
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] High-Frequency Self-Modulation in Short-External-Cavity VCSEL with Semi-Spherical Mirror (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Liu, T. Katayama, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: The 11th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2015)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2015-08-24
  • 国際学会
• [学会発表] BER Performance Evaluation and Header Recognition Using All-Optical Flip-Flop Operation with AND-Gate Functionality (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, D. Hayashi, K. Nakao, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe and the European Quantum Electronics Conference 2015 (CLEO/Europe-EQEC 2015)
  • 発表場所: Munich(Germany)
  • 年月日: 2015-06-21 – 2015-06-25
• [学会発表] 波長の異なるデータ光とセット光を用いたANDゲート光フリップ・フロップ動作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 仲尾一也、林大介、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県・大津市)
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] 偏光双安定VCSELを用いた全光型2ビットヘッダ識別による光パケットスイッチング (2014)
  • 著者名/発表者名: 林大介、仲尾一也、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 長崎歴史文化博物館(長崎県・長崎市)
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-31
• [学会発表] 偏光双安定VCSELを用いた全光型2ビットヘッダ識別パケットスイッチング (2014)
  • 著者名/発表者名: 仲尾一也、林大介、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県・徳島市)
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 偏光双安定VCSELを用いた光メモリ動作のビット誤り率測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林大介、仲尾一也、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県・徳島市)
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 凹面鏡外部共振器VCSELによる高速光パルス発生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 劉涛、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県・徳島市)
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 偏光無依存HCGに結合した光導波路の入射偏光による出力切り換え (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤隼、片山健夫、河口仁司
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県・徳島市)
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 偏光制御による高機能フォトニックデバイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山健夫
  • 学会等名: 日本学術会議公開シンポジウム「第4回先端フォトニクスシンポジウム」
  • 発表場所: 日本学術会議(東京都・港区)
  • 年月日: 2014-08-08
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 超高速フォトニクス研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 超高速フォトニクス研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index-j.html