CMOSドライバ回路を搭載したLiNbO_3高速光スイッチの開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15360032
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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院, 教授 (80108670)
• 研究分担者: 神田 豊 福岡工業大学, 工学部, 教授 (10140807) ; 金谷 晴一 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (40271077) ; 円福 敬二 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (20150493) ; 松浦 寛 古河電気工業(株), 研究開発本部, 主査
• キーワード: CMOSドライバ回路 / 高速光スイッチ / 方向性結合器 / 広帯域光変調器 / マイクロ波フィルタ

研究概要

本研究の目的は、我々がこれまで開発してきた高速マッハツェンダー(MZ)型光変調器に方向性結合器及びCMOSドライバ回路をオンチップ搭載することにより、高速光スイッチを開発することである。
平成15年度の研究実績を以下に示す。
(1)高速光スイッチ用電極の設計
マイクロ波フィルタの原理を応用して、変調帯域及び変調度(電圧増幅度)を自由にコントロールできる広帯域光変調器用電極を設計した。設計には、現有するの電磁界シミュレータ(アジレントテクノロジ;Momentum)を用いた。シミュレーション結果は、設計値とよく一致し、実用化の可能性が示唆された。
(2)光計測技術の確立
LiNbO3基板端面と光ファイバの接続法を確立し、光ファイバ対応パワーメータ及び光源により光変調器の低温での光学的動作特性を評価し、光導波路のスイッチング特性を確認した。
(3)CMOSドライバの設計
ワークステーションを用いて、東京大学VDECよりライセンス提供されたCAD Tool(Cadence ; icfb)及びHspiceにより、CMOS増幅器を設計した。現在テスト用チップを製作中である。今後、得られた試作チップのマイクロ波領域での特性を評価する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Kenji Yoshida et al.: "Design and Performance of Superconducting Circuit for LiNbO3 Optical Modulator and Switch"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 13・2. 1027-1030 (2003)
• [文献書誌] Haruichi Kanaya et al.: "Design of HTS Coplanar Waveguide Matching Circuit for Low Noise CMOS-HTS Receiver"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 13・2. 1031-1034 (2003)
• [文献書誌] Haruichi Kanaya et al.: "Design Method of Miniaturized HTS Coplanar Waveguide Bandpass Filters using Cross Coupling"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 13・2. 265-238 (2003)
• [文献書誌] Haruichi Kanaya et al.: "Development of CMOS Coplanar Waveguide Matching Circuit for RF Front-end"2003 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings. 3. 1692-1695 (2003)