光ソリトンの振舞とその超長距離超高速通信への応用に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04102003
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長谷川 晃 大阪大学, 工学部, 教授 (60240834)
• 研究分担者: 丸田 章博 大阪大学, 工学部, 助手 (40252613) ; 戸田 裕之 大阪大学, 工学部, 助手 (00202200) ; 松本 正行 大阪大学, 工学部, 助教授 (10181786)
• キーワード: ソリトン / 光通信 / 非線系光学 / ソリトン制御

研究概要

1)ランダムな複屈折性をもつファイバ中のソリトンエネルギーの減衰の様子を表す理論式を新たに導出した。ソリトン制御を施せば伝送路に複屈折性が存在しても高速光伝送ができることを理論的に明らかにした。
2)ソリトンファイバリングレーザ共振器を形成するファイバの分散性を周方向に増大させると、より良好な短パルスを生成可能であることを数値計算で明らかにした。
3)スライディング周波数制御を用い、適切な帯域幅のガイディングフィルタを用いて、幅15psの10GHz光ソリトンパルスを16,000km以上にわたって安定に伝送させた。
4)MQW電界吸収型変調器の出力光パルスを適切な群遅延分散の分散補償ファイバに伝送させれば、分散波成分を低減させ、かつ波長多重ソリトンの初期重なりを低減できることを実験で明らかにした。
5)10GHz×2波長多重光ソリトン周回実験を行い、スライディング周波数制御を用いた伝送系では、伝送路光増幅器の利得に波長依存性の影響を低減できることを実験で明らかにした。
6)ファイバの分散パラメータの値を指数関数的に減少させると(分散マネージメント)、長い増幅器間隔でも安定に時分割多重および波長分割多重ソリトンを伝送できることを理論計算で明らかにした。
7)光ファイバ中のNRZパルス伝送時の波形歪みが高次の分散効果と非線形効果によって生じることを理論的に明らかにし、初期パルスの位相変調や伝送路光増幅器の非線形特性利得によって波形歪みが抑えられることを明らかにした。
8)離散的増幅伝走路中のダ-クソリトン伝送の際の不安定現象が種々のソリトン制御技術で抑えられることを数値シミュレーションにより明らかにした。
9)隣接する光ソリトンパルスの位相差に情報信号をのせて通信を行なう光ソリトン位相変調方式の伝送特性および変復調方式の実現可能性を理論的に明らかにした。
10)誘導変調不安定と断熱増幅を組み合わせたピコ秒パルス光源でのソリトンパルス形成の様子を数値シミュレーションにより明らかにした。また、ラマン増幅による断熱的増幅を用いたソリトン圧縮の実験を行った。
11)遠隔励起光増幅器を採用することにより光増幅器に励起光を注入するポンプステーションの配置間隔の拡大が図れること、波長多重伝送系での衝突の影響を抑えられることを示した。

研究成果

• [文献書誌] T.Okamawari,A.Hasegawa,and Y.Kodama,: "Analyses of Soliton interactions by means of Pertubed Inverse Scattering Transform" Physical Review A. 51. 3203-3220 (1995)
• [文献書誌] V.S.Grigoryan,A.Hasegawa,and A.Maruta: "Control of Optical Soliton by Light Waves" Optics Letters. 20. 857-859 (1995)
• [文献書誌] R.Ohhira,A.Hasegawa,and Y.Kodama: "Methods of Stable Optical Soliton Transmission in fiber with Distributed Dispersion" Optics Letters. 20. 701-703 (1995)
• [文献書誌] H.Toda,H.Yamagishi and A.Hasegawa: "10GHz optical soliton transmission experiment in a sliding frequency recirculating fiber loop" Optics Letters. 20. 1002-1004 (1995)
• [文献書誌] S.Kumar,and A.Hasegawa: "Suppression of the Gorden-Haus noise by a modulated Raman pump" IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology. 13. 658-665 (1995)
• [文献書誌] M.Matsumoto,H.Ikeda,T.Uda,and A.Hasegawa: "Stable soliton transmission in the system with nonlinear gain" IEEE/OSA J.Lightwave Technology. 13. 658-665 (1995)
• [文献書誌] H.Ikeda,M.Matsumoto,and A.Hasegawa: "Transmission control of dark solitons by means of nonlinear gain" Optics Letters. 20. 1113-1115 (1995)
• [文献書誌] M.Matumoto,H.Ikeda,and A.Hasegawa: "Reduction of Gorden-Haus effect on dark solitons by means of nonlinear gain" Electronics Letters. 31. 482-483 (1995)
• [文献書誌] A.Hasegawa: "Optical Solitons in Communications,from Integrability to Controllability" Acta Applicandae Mathematicae. 39. 482-483 (1995)
• [文献書誌] A.Hasegawa: "Role of Optical solitons in high speed communication systems" Pure App.l.Opt.4. 265-269 (1995)
• [文献書誌] A.Maruta and Y.Kodama: "Suppression of interactions between adjacent optical dark solitons by means of synchronized phase modulation" Optics Leters. 20. 1752-1754 (1995)
• [文献書誌] A.Hasegawa,S.Kumar and Y.Kodama: "Reduction of collision induced jitters in dispersion managed soliton transmission systems" Optics Letters. 21. 39-41 (1996)
• [文献書誌] A.Hasegawa,and Y.Kodama: "Solitons in Optical Communications" Oxford University Press, 320 (1995)