ピコ秒応答薄膜ファブリ・ペロ-電気光学変調器の開発とその2次元並列光信号処理への応用

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460156
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小林 哲郎 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (10029522)
• 研究分担者: 森本 朗裕 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (00142307)
• キーワード: ファブリ・ペロ-変調器 / 超高速 / 2次元 / 並列演算 / 光信号処理 / 光論理演算

研究概要

高速、広帯域のファブリ・ペロ-電気光学変調器(FP変調器)は薄膜化することにより2次元化が容易である。本研究では、この変調器の設計、試作を進め、2次元アレイ化による並列光信号処理への応用をめざした。
まず、素子の動作の基礎となるFP光変調器による論理演算について、動作確認の予備実験を行った。変調電極を2分割したLiTaO_3横形位相変調器を用いてFP変調器を試作し、電極印加電圧に対してAND、OR、NOT、EOR、NORの各動作を実験的に確認した。
次に、薄膜FP変調器の設計と試作を行った。電気光学結晶にLiTaO_3DKDPを採用し、いずれも縦形の変調器アレイ(4×4)を設計し試作を進めた。DKDPは縦形構成にするとき変調電圧が低くてすむが、試作を進める中で、結晶の薄膜化にかなりの困難を伴うことが確認された。一方LiTaO_3は薄膜化が比較的容易であり、10μm程度は実現できることが確認された。今回の試作では、ランダムアクセス光ゲ-トの動作確認を主目的とし、変調器バイアス点の調整の容易さを考慮して、1mmの厚さのものを試作した。
本素子の動作にはマトリックス素子の全面にわたって一様なバイアス点を維持することが重要である。解析の結果、変調器の面精度と平行度が素子特性に大きな影響を与えることが判明した。試作変調器アレイで平行度を観測した結果、各素子内での平行度は十分であり、全面にわたっても比較的良好であった。
また、試作素子を用いて変調実験を行い、FP変調器の基礎動作を確認し、バイアス点の設定を比較的良好に実現することができた。
今後、高速性の確認と光信号処理への応用が重要であるが、本研究によりこれらの見通しを得ることができた。

研究成果

• [文献書誌] KOBAYASHI,Tetsuro: "Electro-Optical Synthesis of Picosecond Optical Pulses" OSA Proc,on Picosecond Electron.and Optoelectron.Ed.by T.C.L.G.Sollner and D.M.Bloom. 4. 81-86 (1989)
• [文献書誌] KOBAYASHI,Tetsuro: "Ultrafast Optical Signal Processing Using New Type One-Way Optical Beam Deflector" Tech.Dig.1990 Int'l Topical Meeting on Optical Computing,Kobe,paper 12A2,to be presented. (1990)
• [文献書誌] MORIMOTO,Akihiro: "Ultrafast Unidirectional Electrooptic Deflector" Tech.Dig.1990 Conf.on Lasers and Electro-Optics,Anaheim,paper CFC8,to be presented. (1990)
• [文献書誌] 小林哲郎: "超短光パルス技術" 電子情報通信学会誌. 72. 171-180 (1989)
• [文献書誌] 森本朗裕: "レ-ザ-の超高速波形制御" 光学. 18. 479-480 (1989)
• [文献書誌] 森本朗裕: "変調サイドバンドの選択制御による高繰り返しピコ秒光パルス生成" 電子情報通信学会論文誌CーI. J73ーCーI. (1990)
• [文献書誌] 小林哲郎: "超高速光技術,矢島達夫編" 丸善, (1990)