超伝導電極を用いた超高速光変調器の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555014
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吉田 啓二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (80108670)
• 研究分担者: 金谷 晴一 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助手 (40271077) ; 木須 隆暢 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (00221911) ; 円福 敬二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (20150493) ; 井上 靖之 NTT光エレクトロニクス研究所, 研究主任 ; 永妻 忠夫 NTTシステムエレクトロニクス研究所, 主幹研究員
• キーワード: 超伝導 / 光変調器 / マイクロ波・光デバイス

研究概要

LiNbO_3 光変調器において、LiNbO_3 自体は数百 GHz までの高速応答が予想されているが、その性能を極限までに実現するとことを阻んでいる本質的要因である変調用信号電極の損失の問題が顕在化しつつある。本研究は、光変調器の信号電極損失による性能限界を打破するため、世界に先駆けてLiNbO_3 光変調器の信号電極として超低損失・低分散の特徴を有する超伝導電極を導入することにより、超高速・低電力の光変調器実現の端緒を開くことを目的とした。このため、まず超伝導電極の導入の際に前提となる光変調器の低温での動作確認の実験、及び低温計測技術の確立を行った。ついで超伝導電極のマイクロ波特性、光変調器のマイクロ波動作特性を明らかにし、順次高度化することにより超伝導電極導入による性能向上の実験を行った。
平成11年度は、以下の研究を行った。
1)光変調器の低温特性の評価(半波長電圧、DC ドリフト特性の低温での振る舞いを測定し、低温での光挿入損失特性を明らかにした。
2)光変調器の低電力化(超伝導シールド電極を用いた速度整合回路を導入しマイクロ波変調実験を行い、低電力化の検討を行った。)

研究成果

• [文献書誌] K, Yoshida, et al.: "Modeling of High-Tc Superconducting Transmission Line with Anisotropic Complex Conducitivitv"IEICE Trans, Electron.. E83-C. 7-14 (2000)
• [文献書誌] H. Kanaya, et al.: "Design and Preparation of Single-Chip HTS Coplanar Waveguide Bandpass Filters"Superconductor Science and Technology. 12. 978-980 (1999)
• [文献書誌] K, Yoshida, et al.: "A Traveling-Wave-Type LiNbO3 Optical Modulator with Superconducting Electrodes"IEEE Trans. Microwave Theory Tech.. 47. 1201-1205 (1999)
• [文献書誌] K, Yoshida, et al.: "Design and Performance of a Velocity-Matched Broadband Optical Modulator With Superconducting Electrodes"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 9. 3421-3424 (1999)
• [文献書誌] K, Yoshida, et al.: "Evaluation of Microwave Complex Conductivity of YBCO Thin Films by Weakly Coupled Grain Model"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 9. 2129-2132 (1999)
• [文献書誌] K, Yoshida, et al.: "Design and Performance of Miniaturized Superconducting Coplanar Waveguide Filters"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 9. 3905-3908 (1999)