非線形光学現象を応用した超高速光ファイバ伝送と光信号処理の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13852010
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松本 正行 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10181786)
• 研究分担者: 塩澤 俊之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40029210) ; 丸田 章博 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40252613) ; 戸田 裕之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00202200) ; 河崎 善一郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60126852)
• キーワード: 非線形光学 / 光ファイバ / 光通信 / 光信号処理 / ソリトン

研究概要

・高速非線形パルス伝送のための分散マネージメント伝送路の設計と製作
双峰ソリトンの考え方を拡張し、分散マネージメントソリトンには多峰ソリトンからなる系統が存在することを示した。また、双峰ソリトンの存在を実験的に検証するための実現可能な伝送路の設計を行ない、その伝送路への入射パルス対の発生実験を行なった。
高密度分散マネージメント伝送路にエルビウム添加光ファイバ増幅器とラマン増幅を併用して、増幅器間隔100km、40Gbit/sの周回実験を行い、伝送距離2,600kmで符号誤り率10-9以下を得た。
40Gbit/s分散マネージメントソリトン伝送において、スライディング周波数シフト制御を施すことで伝送距離が拡大することを実験で示した。
偏光子を用いた分布型偏波モード分散補償の提案と解析を行った。高速・長距離の光ファイバ伝送において問題となるファイバの偏波モード分散を補償する方法として、透過信号電力が最大になるように制御された可回転偏光子を伝送路中に分布的に挿入する方法を考案し、その有効性を数値シミュレーションによって示した。
・ファイバ中の非線形光学効果を利用した信号処理の理論と実験
ファイバ中の自己位相変調効果を用いた光信号再生器の解析を行った。同期変調器、高非線形ファイバ、および狭帯域光バンドパスフィルタからなるファイバ型3R全光信号再生器に関して、正常分散ファイバ中のスペクトル拡散/切り出しを動作原理とするものと、異常分散ファイバを用いたソリトン制御効果を動作原理とするものの特性比較を行った。信号振幅の安定化については前者が、タイミング安定化については後者が、優れた性能を有することを示した。
全光アナログ-デジタル変換デバイスについて、四光波混合を用いた標本化およびソリトン現象を用いた量子化操作の統合実験を行ない、その実現可能性を示した。また、スーパーコンティニューム光の発生実験を行ない、その出力特性が全光アナログ-ディジタル変換に応用可能であることを示した。
正常分散ファイバ中のカー効果を利用した光RZ受信器が、光雑音で特性が制限される系においても受信感度が改善されることを実験で示した。

研究成果

• [文献書誌] M.Matsumoto, M.Shinomiya, T.Ohnishi: "Study of cascaded operation of nonlinear-optical-loop-mirror 2R regenerator"Electronics Letters. 38・13. 576-577 (2002)
• [文献書誌] S.Waiyapot, M.Matsumoto: "Timing and energy jitter of actively mode-locked dispersion-managed fibre ring laser"Electronics Letters. 38・25. 1643-1645 (2002)
• [文献書誌] D.Alzetta, M.Matsumoto: "Distributed polarization-mode dispersion compensation using polarizers"IEEE Photonics Technology Letters. 15・6(掲載予定). (2003)
• [文献書誌] M.Matsumoto: "Analysis of a 2R optical regenerator utilizing self-phase modulation in a highly nonlinear fiber"Technical Digest of 2002 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2002). CThAA6. (2002)
• [文献書誌] M.Matsumoto, M.Shinomiya, T.Ohnishi: "Study of cascaded operation of nonlinear-optical-loop-mirror 2R regenerator"Technical Digest of 7th OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2002). 10B1-5. (2002)
• [文献書誌] M.Matsumoto: "Nonlinear effects in optical fibers"Technical Digest of 7th OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2002). 10D3-1. (2002)
• [文献書誌] M.Matsumoto: "Analysis of a 2R optical regenerator utilizing fiber nonlinearity"Proceedings of SPIE, Optical Transmission Systems and Equipment for WDM Networking. 4872. 314-319 (2002)
• [文献書誌] M.Matsumoto: "Performance of all-optical signal regeneration utilizing self-phase modulation in fibers"Technical Digest of Sixth International Symposium on Contemporary Photonics Technology (CPT 2003). D-3. (2003)
• [文献書誌] M.Matsumoto: "Analysis of a 2R optical regenerator utilizing self-phase modulation in a highly nonlinear fiber"Technical Digest of 2003 Optical Fiber Communication Conference (OFC2003). MF87. (2003)
• [文献書誌] D.Alzetta, M.Matsumoto: "Distributed polarization-mode dispersion compensation using polarizers"Technical Digest of 2003 Optical Fiber Communication Conference (OFC2003). ThP2. (2003)
• [文献書誌] M.Suzuki, R.Takami, H.Toda: "Receiver sensitivity of optical RZ receiver using nonlinearity in normal dispersion fiber"7th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2002). 1OB1-2. 106-107 (2002)
• [文献書誌] H.Toda, S.Kobayashi, I.Akiyoshi: "Reduction of pulse-to-pulse interaction of optical RZ pulses in dispersion managed fiber"Asia-Pacific Optical and Wireless Communications (APOC2002). 4906-54. 267-272 (2002)
• [文献書誌] A.Maruta, T.Inoue, Y.Nonaka, Y.Yoshika: "Bisoliton propagating in dispersion-managed system and its application to high-speed and long-haul optical transmission"IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics. 8・3. 640-650 (2002)
• [文献書誌] A.Maruta, T.Inoue, Y.Nonaka, Y.Yoshika: "Bi-soliton solution in a dispersion managed system and its application to high speed and long haul communication"Optical Solitons-Theoretical and Experimental Challenges-Ed. by K. Porsezian and V. C. Kuriakose, Lecture Notes in Physics(LNP-613), Springer-Verlag, Berlin. 247-264 (2003)
• [文献書誌] S.Oda, Y.Yamamoto, A.Maruta, K.Kitayama: "Optical Analog-to-Digital Conversion Utilizing Nonlinear Phenomena in Fiber"Abstracts of 9th International Workshop on Femtosecond Technology (FST 2002). 103 (2002)
• [文献書誌] A.Maruta, T.Inoue, Y.Nonaka, Y.Yoshika: "Bi-soliton in dispersion-managed optical fiber transmission system"Abstracts of International Workshop on Nonlinear Physics : Theory and Experiment II. (2002)
• [文献書誌] T.Inoue, Y.Yoshika, A.Maruta: "Wavelength-division-multiplexed bi-soliton transmission in dispersion-managed system"Technical Digest of Topical Meeting on Nonlinear Guided Waves and Their Applications 2002 (NLGW2002). NLMD-57 (2002)
• [文献書誌] A.Maruta, Y.Nonaka, T.Inoue: "Error preventable line-coding schemes using bi-soliton to suppress intra-channel interactions in dispersion-managed system"Technical Digest of Topical Meeting on Nonlinear Guided Waves and Their Applications 2002 (NLGW2002). NLTuD-26 (2002)
• [文献書誌] A.Maruta, Y.Yamamoto, S.Oda, K.Kitayama: "All-Optical Analog-to-Digital Conversion utilizing Nonlinear Phenomena in Fiber"Technical Digest of LEOS 2002 Annual Meeting. WI2. (2002)
• [文献書誌] S.Oda, A.Maruta, K.Kitayama: "All-Optical Analog-to-Digital Conversion based on Fiber Nonlinearity"Technical Digest of Sixth International Symposium on Contemporary Photonics Technology(CPT 2003). D-2. (2003)
• [文献書誌] A.Maruta: "Parameter range of Bi-soliton propagating in dispersion-managed system"Technical Digest of the European Conference on Lasers and Electro-Optics and the European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC 2003). (to be presented). (2003)
• [文献書誌] A.Hasegawa, M.Matsumoto: "Optical Solitons in Fibers"Springer. 200 (2002)