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アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル（A/D）変換において、電気的なクロックのジッタ限界に伴い、標本化、量子化、符号化までを全て光領域で実現する光A/D変換が注目を集めている。光領域での標本化については、低ジッタの光パルス光源によるサンプリングでその有効性は既に実証されているが、光量子化については、様々な手法を用いた研究が現在も精力的に行われている状況である。本研究では、これまでにない、半導体素子の周波数チャープを利用した光量子化技術を提案し、光処理ならではの、低消費電力で駆動可能な高速光A/D変換技術の実現を目指すことをねらいとしている。
この光量子化技術は、本研究課題を始める前に既に提案しているが、昨年度までに8レベルの簡易な実証実験しか行っていない。本提案技術の有効性を向上するため、今年度は、系構成の見直しや光フィルタの最適化などから、より実用的な量子化レベルでの実証実験を試みた。
本手法では半導体素子に光増幅素子を用いているため、この素子に入力されるサンプリング光とプローブ光の間に利得競合が発生し、これが発生する周波数チャープのシフト量に大きな影響を与える。結果として、A/D変換の性能にも関わってくることになる。このため、素子に入力するサンプリング光とプローブ光の光パワーに対する影響を詳細に評価し、最適な入力パワーの導出を行った。これにより、最大で15レベルまでの光量子化を実現することに成功した。
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