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光波の潜在的な超高速性と超広帯域性とを活用するには、光を高速に変調できて、かつ、それが復調できる事が基本的に必要である。われわれは、従来の光変調器および光復調器の応答速度に限界があるとしても、それらを適当に組み合わせることによって、それ以上の高い周波数で高速光変調および復調できる方法に関する研究を行い、本年度は次のような結果を得た。
(1)光導波路解析法 一般に光導波路の特性方程式は超越方程式によって表されるので、計算機解析によるのが常識である。が、われわれは方程式の性質を利用することによって閉じた形式の解を導出した。これと共にビ-ム伝搬法(PBM)における近似を少なくし、数値計算アルゴリズムを簡単化した。それによって光導波路の解析がかなり単純化された。
(2)光導波路損失の低減 従来の方法とは逆に曲がり光導波路の内側を広げる方法を提案し、上の解析法を用いて、1段および2段の分岐干渉型光変調器を解析した。光伝搬および変調特性のミュレ-ションによって、光の導波路外への漏洩の減少など、予想に近い結果を得た。
(3)超高速光変調 上のシミュレ-ション結果を参考にして、以前に提案した縦続変調方式を実現すべく、一つの基板上に2個の分岐干渉型光変調器を直列に集積化した。この変調器の特徴を利用して各々の変調器に適当な直流バイアス与えると、簡単な回路で逆位相の変調が出来ることを見い出した。そして、予想通り、2倍の周波数で変調されることを確かめた。
(4)超高速光復調 APDのバイアス電圧に局部信号を重畳することによって検波と同時に周波数変換を行い、直接検波では出力の出ないような高周波変調光が復調できることを実際に確認した。
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