電気光学効果を用いた導波型光波長操作デバイス

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14041210
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 村田 博司 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 講師 (20239528)
• 研究分担者: 塩見 英久 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (00324822) ; 田中 拓男 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (40283733)
• キーワード: 光周波数シフタ / SSB変調 / 分極反転 / 電気光学変調器 / 擬似速度整合 / 光導波路 / 光集積回路 / タンタル酸リチウム

研究概要

本研究は、電気光学的手法を用いて、コンパクトで安定性や制御性に優れた低電力駆動チューナブル光波長操作デバイス(光波長・周波数シフタ・光SSB変調器)を追究することを目的とするものである。本年度は、下記の研究成果を得ることができた。
1.光波長・周波数シフタの動作解析と設計
昨年までの研究成果をベースとして、さらに、デバイスの動作特性の詳細な解析・設計を行った。特に、3分岐導波路を組み合わせた3分岐導波路干渉計と対称コプレーナ電極および周期分極反転構造を組み合わせた新しい光周波数シフタを提案して、その動作解析を行った。これにより、電気回路的・光学回路的に簡単な構成で、10〜数10GHzで動作する高性能電気光学光周波数シフタを実現可能であることを明らかにした。(特許出願中)
2.デバイスの試作・動作実験
光通信システム・Radio-On-Fiberシステムへの応用を考えて、近赤外光(波長1.3〜1.55μm)で動作する光SSB変調器/光周波数シフタの設計・試作を行った。基板にはz-cut LiTaO_3を用いてデバイスを試作した。光スペクトラムアナライザを用いて変調光スペクトルを観測したところ、設計周波数25GHz付近で良好なSSB変調動作を確認した。SSB変調における+1次、-1次サイドバンド間の消光比は15dB以上であった。また、ストイキオメトリー組成LiTaO_3を用いたデバイスの試作・評価も行った。
3.Radio-On-Fiberシステムへの応用
光SSB変調器にマイクロ波コネクタと光ファイバを接続・固定して変調器モジュールを作製し、さらにDFBレーザーと長距離光ファイバ、光ファイバアンプを接続して25GHz無線信号の光ファイバ伝送実験を行った。SSB変調を用いた無線信号伝送の場合は、光ファイバの波長分散による信号の劣化はあまり見られず、その有用性を実証することができた。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Novel guided-wave single-sideband electrooptic modulators by using periodically domain-inverted structure"Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2002(CLEO2002). 1・1. 204-205 (2002)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Optical single-sideband modulation by using periodically domain-inverted LiTaO_3 guided-wave modulators"Proceedings of the Microwave Photonics Conference 2002(MWP2002). 1・1. 53-56 (2002)
• [文献書誌] Atsushi Ishikawa: "Quasi-velocity-matched guided-wave electrooptic modulator by using stoichiometric domain-inverted LiTaO_3"Proceedings of the sixth International Topical Workshop on Contemporary Photonic Technologies(CPT2003). 1・1. 5 (2003)
• [文献書誌] 村田 博司: "周期ドメイン反転構造と3分岐導波路干渉計を用いた電気光学光周波シフタ"電子情報通信学会 光エレクトロニクス研究会(OPE) 技術報告. 142. 71-76 (2003)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Novel guided-wave electrooptic single-sideband modulator by using periodically domain-inverted structure for a long wavelength operation"Proceedings of the Optical Fiber Communication Conference 2003(OFC2003). (To be published). (2003)
• [文献書誌] Hiroshi Murata: "Low-power and low-chirp guided-wave electrooptic intensity modulator by use of domain-inverted structure"Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics 2003(CLEO2003). (To be published). (2003)