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2010 年度 実績報告書

超大容量フォトニックネットワーク用光機能回路の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20360162
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

津田 裕之  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90327677)

研究分担者 神成 文彦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)
小原 實  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90101998)
キーワードフォトニックネットワーク / 光道波路 / 相変化材料 / 導波路型回折格子 / 光スイッチ / スペクトル制御回路 / 分散補償回路 / 光通信
研究概要

スペクトル整形機能を有する高分解能光合分波回路の研究において、群遅延特性及び透過特性のリップルの低減と、透過帯域の一層の拡大のために、レンズ型位相変調部の再設計を行った。第1の改良点は、レンズ型位相変調器の光軸上でレンズを折り曲げる構造を考案した点である。この構造によって、レンズを構成する樹脂材料と石英の屈折率差による反射光が迷光として出力ポートに結合しなくなり、群遅延特性及び透過特性のリップルを低減することができる。第2の改良点は、レンズの両側の曲率半径を異なる値にすることによって、設計の自由度を増やし、低損失化と広帯域化を実現する点である。これらの設計を取り入れた構成について、分散補償能力をシミュレーションしたところ、3-dB帯域幅を37GHz以上に維持して±1000ps/nmの分散補償が可能であることが分かった。これらの設計に基づいた可変分散補償回路を試作した。
相変化材料を用いた光ゲートスイッチを試作した。結晶→アモルファススイッチング及びアモルファス→結晶スイッチングのスイッチング時間(0-90%)を計測したところ、各々75ns、50nsであった。アモルファス化パルスのパルス幅は14ns、ピークパワは160mWであり、結晶化パルスのパルス幅は400ns、ピークパワは25mWである。また、繰り返しスイッチング測定を行い、調芯のずれにより透過率が徐々に低下しているが、1000回のスイッチングが可能であり、平均消光比約10dBで動作することを実証した。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Demonstration of 1000-times switching of a phase-change optical gate with Si wire waveguides2011

    • 著者名/発表者名
      D.Tanaka, Y.Ikuma, Y.Shoji, M.Kuwahara, X.Wang, K.Kintaka, H.Kawashima, T.Toyosaki, H.Tsuda
    • 雑誌名

      Electron.Lett.

      巻: Vol.47 ページ: 268-269

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Aberration-Correcting Algorithm for an SLM-based Optical Switch2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sorimoto, K.Kintaka, H.Kawashima, M.Mori, T.Hasama, H.Ishikawa, H.Tsuda, H.Uetsuka
    • 雑誌名

      IEICE Electron.Express

      巻: Vol.7 ページ: 1728-1734

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible optical gate switching in a Si wire waveguide integrated with a Ge_2Sb_2Te_5 thin film2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ikuma, Y.Shoji, M.Kuwahara, X.Wang, K.Kintaka, H.Kawashima, D.Tanaka, H.Tsuda
    • 雑誌名

      Electron.Lett.

      巻: Vol.46 ページ: 1460-1462

    • 査読あり
  • [学会発表] 相変化材料を用いた自己保持型超小型光スイッチ2011

    • 著者名/発表者名
      津田、田中、豊崎、伊熊、庄司、桑原、王、金高、河島
    • 学会等名
      2011年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      東京都市大学(東京)
    • 年月日
      2011-03-14
  • [学会発表] GST薄膜の相変化特性評価と光スイッチへの応用2011

    • 著者名/発表者名
      豊崎、田中、庄司、桑原、王、金高、河島、伊熊、津田
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京)
    • 年月日
      2011-01-10
  • [学会発表] テーパ構造の最適化による低損失AWG設計2011

    • 著者名/発表者名
      吉田、反本、津田
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京)
    • 年月日
      2011-01-09
  • [学会発表] Siスラブ導波路上のレンズとグレーティングを用いた光ファイバとSi導波路接続の検討2011

    • 著者名/発表者名
      秦、津田
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京)
    • 年月日
      2011-01-09
  • [学会発表] Ultra-Compact Optical Switch Using Phase-Change Material2010

    • 著者名/発表者名
      H.Tsuda
    • 学会等名
      Asia Communications and Photonics Conference and Exhibition 2010
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-12-11
  • [学会発表] Optical Gate Switch Using Phase-Change Material and Si Wire Waveguide2010

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tanaka, Yuichiro Ikuma, Yuya Shoji, Masashi Kuwahara, Xiaomin Wang, Kenji Kintaka, Hitoshi Kawashima, Tatsuya Toyosaki, Hiroyuki Tsuda
    • 学会等名
      The Symposium on Phase Change Optical Information Storage
    • 発表場所
      Atami, Japan
    • 年月日
      2010-11-26
  • [学会発表] Athermal and Polarization-Independent Waveguide Structure Using Silicone Resin2010

    • 著者名/発表者名
      J.Odori, H.Tsuda
    • 学会等名
      16th Microoptics Conference
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Fabrication of a grating with phase change material and its static optical switching performance2010

    • 著者名/発表者名
      Xiaomin Wang, Masashi Kuwahara, Makoto Fujimaki, Hitoshi Kawashima, Hiroyuki Tsuda, Yoshimichi Ohki
    • 学会等名
      36th International Conference on Micro & Nano Engineering
    • 発表場所
      Genoa, Italy
    • 年月日
      2010-09-21
  • [学会発表] 相変化材料を用いた導波路型光ゲートスイッチにおけるスイッチング動作2010

    • 著者名/発表者名
      田中、伊熊、庄司、桑原、王、金高、河島、豊崎、津田
    • 学会等名
      光エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      千歳アルカディア・プラザ(北海道)
    • 年月日
      2010-08-27
  • [学会発表] Comparative Simulation of Three Types of 3-dB Coupler Using a Si Wire Waveguide2010

    • 著者名/発表者名
      D.Tanaka, Y.Ikuma, H.Tsuda, K.Kintaka
    • 学会等名
      The International Conference on Communications and Electronics
    • 発表場所
      Nha Trang, Vietnam
    • 年月日
      2010-08-12
  • [学会発表] Reversible Switching of an Optical Gate Using Phase-Change Material and Si waveguide2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ikuma, Y.Shoji, M.Kuwahara, X.Wang, K.Kintaka, H.Kawashima, D.Tanaka, H.Tsuda
    • 学会等名
      Integrated Photonics Research, Silicon and Nano Photonics 2010
    • 発表場所
      Monterey, U.S.A.
    • 年月日
      2010-07-26
  • [学会発表] Low-Crosstalk Offset Crossing Waveguide Fabricated on SOI Substrates2010

    • 著者名/発表者名
      D.Tanaka, Y.Shoji, K.Kintaka, H.Kawashima, Y.Ikuma, H.Tsuda
    • 学会等名
      15th Optoelectronics and Communications Conference
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2010-07-09
  • [学会発表] Polarization Insensitive Wavelength Selective Switch Using LCOSs and Monolithically Integrated Multi-layered AWG2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sorimoto, H.Tsuda, H.Ishikawa, T.Hasama, H.Kawashima, K.Kintaka, M.Mori, H.Uetsuka
    • 学会等名
      15th Optoelectronics and Communications Conference
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2010-07-06
  • [学会発表] Photonic functional devices for future communication systems2010

    • 著者名/発表者名
      H.Tsuda
    • 学会等名
      12th International Conference on Transparent Optical Networks
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2010-06-29
  • [学会発表] シリコーン樹脂充填溝構造を用いた温度無依存光導波路2010

    • 著者名/発表者名
      小鳥、岩本、伊藤、津田
    • 学会等名
      レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      福井大学(福井)
    • 年月日
      2010-05-28
  • [学会発表] Si細線導波路を用いた三種類の結合器における性能の分析と比較2010

    • 著者名/発表者名
      田中、金高、伊熊、津田
    • 学会等名
      レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      福井大学(福井)
    • 年月日
      2010-05-28
  • [学会発表] An athermal delay circuit using trenches filled with silicone resin2010

    • 著者名/発表者名
      K.Iwamoto, J.Odori, J.Ito, H.Tsuda
    • 学会等名
      15th European Conference on Integrated Optics
    • 発表場所
      Cambridge, England
    • 年月日
      2010-04-07
  • [産業財産権] 導波路型分光光度計2010

    • 発明者名
      津田、反本、河島、森、上塚
    • 権利者名
      慶應義塾大学、産総研
    • 産業財産権番号
      特願2010-150045
    • 出願年月日
      2010-06-30
  • [産業財産権] 導波路型光ゲートスイッチ2010

    • 発明者名
      津田、伊熊、田中、豊崎、庄司、金高、桑原、王、河島
    • 権利者名
      慶應義塾大学、産総研
    • 産業財産権番号
      特願2010-264600
    • 出願年月日
      2010-11-29
  • [産業財産権] 導波路型光保護素子及び導波路型光保護装置2010

    • 発明者名
      津田、伊熊、田中、豊崎、庄司、金高、桑原、王、河島
    • 権利者名
      慶應義塾大学、産総研
    • 産業財産権番号
      特願2010-281287
    • 出願年月日
      2010-12-17

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公開日: 2012-07-19  

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