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2010 年度 実績報告書

絶対位相制御光周波数コムによるマルチ光周波数基準の発生と光周波数同期網への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20360175
研究機関大分大学

研究代表者

古賀 正文  大分大学, 工学部, 教授 (60448545)

研究分担者 水鳥 明  大分大学, 工学部, 助教 (10190646)
西川 正  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (20374069)
石澤 淳  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 研究主任 (30393797)
高田 篤  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (00548563)
キーワードCarrier-Envelope Offset Phase Lock / オクターブ光 / 半導体レーザ / 短パルス光 / 次世代フォトニックネットワーク / f-2f干渉計 / 光PLL
研究概要

LDを種光として生成した25GHz繰返しパルスに対して(1/100)光ゲート分周し、EDFAによりピークエネルギーを高めてオクターブ光を発生させる本方式について、英国電気学会Electronics Lettersへ投稿し採録された。本方式の新規性が認められた結果である。
その後、各スペクトル成分におけるCNRを十分に確保するために、シミュレーションによるマイクロ波信号源位相雑音の評価、その後実験系の再構築を行いCNRの向上を果たした。詳細を以下に記す。
(1)シミュレーション:位相雑音によるスペクトル成分の広がりの程度とピーク強度の低下の程度を定量的に明らかにした。オクターブ光端では25GHz繰返しパルス用マイクロ波信号の位相雑音は約4000倍になる。位相雑音は、CNRを劣化させf-2f干渉信号の観測を困難にする要因となる。25GHzではSSB位相雑音としては-110dBc/Hz@10kHz以下が必要である。
(2)CNRの向上:より帯域を拡大することによりパルス幅を100fsecまで細くし、かつ光ゲートを2段とし不要な成分の抑圧度を高めた結果、SC光のオクターブ拡がり時のレベルが昨年の-30dBから-20dBへ向上した。効率も高まり、1W平均出力で得られた結果である(上記学会発表時では2.5W)。その結果を踏まえて、1300nm光源とのビート信号を観測したところ、-70dBmRFビート信号が観測できた。
続いて、PSAへの展開である。光周波数同期網のもとで容易となる光PLLの実証例題として、位相感応型光増幅機能を確認したところ、励起光が信号光に位相同期し増幅特性が確認できた。また、PSAを中継増幅器として用いる多増幅中継光ファイバ伝送系において、100段のPSK変調多中継伝送系では符号誤り率が10^(-5)におけるパワーペナルティを0.1dB以下に抑えるには、各PSA励起光と信号光の位相差の分散が30 mrad以下である事を示した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Octave-spanning frequency comb generated by 250-fs pulse train emitted from 25 GHz externally phase-modulated laser diode for carrier-envelope-offset-locking2010

    • 著者名/発表者名
      A.Ishizawa, T.Nishikawa, A.Mizutori, H.Takara, S.Aozasa, A.Mori, H.Nakano, A.Takada, M.Koga
    • 雑誌名

      IET Electronics Letters

      巻: 46 ページ: 1343-1344

    • 査読あり
  • [学会発表] 25GHzモード間隔キャリアエンベロープオフセット周波数ロック光周波数コムのためのオクターブ光発生2011

    • 著者名/発表者名
      石澤淳、西川正、水鳥明、高良秀彦、青笹真一、森淳、寒川哲臣、中野秀俊、高田篤、古賀正文
    • 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
    • 年月日
      2011-01-09
  • [学会発表] 25GHz位相・強度変調で得られた短パルス光によるオクターブ光発生2010

    • 著者名/発表者名
      石澤淳、西川正、水鳥明、高良秀彦、青笹真一、森淳、寒川哲臣、中野秀俊、高田篤、古賀正文
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 25GHz間隔通信波長帯光コムのキャリアエンベロープ制御へ向けて2010

    • 著者名/発表者名
      石澤淳、西川正、水鳥明、高良秀彦、 中野秀俊、高田篤、古賀正文
    • 学会等名
      第5回超高速光エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-20
  • [学会発表] Approach to achieving a wider mode spacing carrier-envelope phase-locked frequency comb at telecommunications wavelength region2010

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nishikawa, Atsushi Ishizawa, Akira Mizutori, Hidehiko Takara, Hidetoshi Nakano, Atsushi Takada, Masafumi Koga
    • 学会等名
      The 2th Shanghai Tokyo Advanced Research Symposium on Ultra Intense Laser Science
    • 発表場所
      Xiamen(China)(Invited)
    • 年月日
      2010-05-27
  • [学会発表] New Approach to Achieving a Carrier-Envelope Phase-Locked Frequency Comb with 25-GHz Mode Spacing2010

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ishizawa, Tadashi Nishikawa, Akira Mizutori, Hidehiko Takara, Shinichi Aozasa, Atsushi Mori, Hidetoshi Nakano, Atsushi Takada, Masafumi Koga
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-optics(CLEO)
    • 発表場所
      San Jose(USA)
    • 年月日
      2010-05-19

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公開日: 2012-07-19  

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