非線形ファイバグレーティングカップラによる光機能デバイス

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13026202
• 研究機関: 室蘭工業大学
• 研究代表者: 今井 正明 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (80002103)
• 研究分担者: 佐藤 信也 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (00300963)
• キーワード: ファイバーグレーティングカップラ / 全光スイッチング / 相互位相変調(XPM) / 光カー効果 / Add / Dropフィルタ / 波長可変光デバイス

研究概要

1.水素充填GeO_2ドープファイバを用いて作製したファイバグレーティングカップラの反射及び透過スペクトルの精密測定を行った。ファイバブラッググレーティングとして、アポダイズドグレーティングが作製可能であり、光スイッチの実験に有効であることがわかった。そこで、2光束干渉法により任意のブラッグ波長をもつアポダイズドグレーティングを光ファイバカップラに書き込んで、ファイバグレーティングカップラ(FGC)を作製した。また、λ/4位相シフトグレーティングはブラッグ反射スペクトルに狭帯域のノッチを生じて、それを利用すると高感度な全光スイッチングができることを数値計算により明らかにした。
2.ファイバグレーティングカップラによる反射スペクトルの時間領域解析結果に基づいて、アポダイズドファイバグレーティングカップラにピコ秒エルビウムファイバレーザ(本科研費購入の設備備品)から超短光パルスを入射する。これに光ファイバ増幅器(15dBm出力)を取付けることにより高出力のピコ秒光パルス(パルス幅〜1ps、ピークパワー〜3.5kW、波長1534nm)が得られた。これをポンプ光として、相互位相変調(XPM)を利用することにより非線形光スイッチングの実験を行った。この際、高強度ポンプ光パルスがファイバブラッググレーティングに及ぼす熱光学効果を無視できないことがわかった。また、ポンプ光と信号光(波長可変光源、1540nm〜1550nm)の偏光状態を変えてスイッチングの消光比を測定した。
3.光スイッチによる反射時間波形の解析結果とオートコリレータ(相関器)を用いて観測した時間反射パルスを比較し、ファイバブラッググレーティングによる非線形パルス反射特性を検討することが本研究の展開として残された。さらに、時間パルス波形の高精度な解析法やそのフォトニックネットワークへの応用は今後の課題である。

研究成果

• [文献書誌] Hiroyasu Sone: "The effect of input azimuth of cross-phase-modulated soliton pulses on supercontinuum generation in a dispersion-flattened/decreasing fiber."IEICE Transactions on Electronics. E86-C・5. 714-718 (2003)
• [文献書誌] Kiraiya Kawanami: "Fiber nonlinear coefficient measurement based on FWM method with depolarized pump light"Proceedings of 29th European Conf.Optical Communication/14th International Conf.Integrated Optics and Optical Fiber Communication. We 3.7.4. 552-553 (2003)
• [文献書誌] Daisuke Saito: "Strain measurement by FBG sensors using artificial neural networks"Technical Digest of 16th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-16). TuP-34. 192-195 (2003)
• [文献書誌] Narihiro Kita: "All-optical switching in fiber-optic grating coupler based on cross-phase modulation"Technical Digest of 16th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-16). ThP-31. 690-693 (2003)
• [文献書誌] Masaaki Imai: "All-optical switching of a nonlinear fiber-optic grating coupler utilizing cross-phase modulation of intense pump pulse at 1.55μm"Proceedings of The 5th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Pacific Rim 2003). TH4A-(8)-5. 624 (2003)
• [文献書誌] 今井正明: "分散特性変化型ファイバ(DFDF:分散フラット/減少ファイバ、テーパファイバ)によるスーパーコンティニウム光の発生(招待講演)"電子情報通信学会光通信システム研究会. 103・256 OCS2003-57. 13-18 (2003)