| 研究課題/領域番号 |
15K18082
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
和田 雅人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 研究員 (20635817)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 光キャリア伝送 / 安定化光源 / 位相同期 |
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| 研究実績の概要 |
・伝送用狭線幅光源の開発
長距離化に対しては、コヒーレンスを確保するため主光源のスペクトル線幅を1 kHzよりも十分小さくすることが求められるが、市販のファイバレーザー等ではこれを満たさないため、伝送用光源の開発が必要であった。申請者のチームは、ULE（Ultra-Low Expansion）光共振器を用いて安定化した1064 nmのNd:YAGレーザーに光コムを位相同期（PLL）することにより、コムの線幅を1 Hzレベルに狭窄化している。これを利用して波長1.55 μmの半導体レーザーをコムにオフセットロックすることで伝送光源の狭線幅化に取り組んだ。当初、レーザーは電流と温調の2重制御を用いることで、光源については伝送に悪影響を与えぬよう十分堅牢な状況にすることを目標としていたが、半導体レーザーをコムに安定にロックすることができなかった。この原因は、半導体レーザーを駆動する電流コントローラーの電流ノイズであり、根本的な原因は実験室の電源設備であることが確認された。
・光増幅器の配置及び関連特性に関する検討
ファイバ長が100 km以上になると伝播損失を補うため、光アンプやリピーターレーザーを用いて光増幅を行うことが必須となる。リピーターレーザーを本研究に組み込むとシステムが煩雑になり、リンクの堅牢性が犠牲になるので光アンプ方式の採用を検討した。光アンプとしては利得20 dBが得られる双方向EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)を中間点に配置するのが最もシンプルである。線幅1 kHzの光源を用いて、120 kmの距離でEDFAによる光増幅が伝送光源の安定度を劣化させないことを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初、レーザーは電流と温調の2重制御を用いることで、光源については伝送に悪影響を与えぬよう十分堅牢な状況にすることを目標としていたが、半導体レーザーを駆動する電流コントローラーの電流ノイズにより、レーザーをコムに安定にロックすることができなかった。これは、実験室の電源設備に起因するものであり、解決が困難であった。また、研究組織の改編により、実験室の移転が行われたこともあり、研究の進捗が計画よりも遅れるに至った。
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| 今後の研究の推進方策 |
半導体レーザーを光コムにオフセットロックをすることは、現在の環境では難しい。そのため、ULE光共振器を用いて安定化した波長1.5 μmの半導体レーザーを本研究の伝送用光源とする。光アンプに関しては双方向EDFAの安定性が確認されたので、これを用いることとする。また、光ビートをとるための光干渉計の構成及びその周囲の環境が光キャリア伝送の精度に影響を及ぼすことが新しくわかった。そのため、光干渉計の温調システムや防振機構の開発の検討を計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究が計画通りに進捗しなかったため。その原因としては、予期していなかった電源ノイズが顕在化し、半導体レーザーの安定化ができなかったことが挙げられる。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度行った実験により、伝送光源及び光キャリア伝送システムの構成の一部である光干渉計の雑音が伝送周波数の安定度に影響することを確認した。よって、より高い周波数安定度での周波数伝送を行うためのシステムを構築するため、雑音低減のための物品の購入の検討を行う。
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