論理機能切替え可能な全光論理回路と大容量光通信への応用

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04473
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21020:通信工学関連
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 八嶋 弘幸 東京理科大学, 工学部情報工学科, 教授 (30230197)
• 研究分担者: 五十嵐 保隆 東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 准教授 (80434025)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 光論理回路 / QS-SOA

研究成果の概要

本研究では量子ドット半導体光増幅器に着目し、論理機能切替え可能な全光論理回路を提案し、その諸特性を求め、大容量光通信への応用を検討する。提案する全光論理回路はゼロ復帰2値位相変調を入力とし、2入力および3入力に切替え可能で、さらに論理演算子切替機能を有する。提案回路は160Gbpsで動作し、4種類の論理演算を切り替えることが可能である。シミュレーションにより、出力信号品質は消光比12.28dBが得られた。また、自然放出雑音および位相誤差耐性を検討し、提案回路の諸特性を求めた。検討の結果、提案回路は論理機能切替可能な全光論理回路として有効なものであることを明らかにした。

自由記述の分野

通信工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

通信の大容量化に向けて全光信号処理のための全光論理回路を実現する必要があり、AND,OR,NOR,XORなどいくつか提案されているが、いずれもその構成が大きく異なり、入出力信号強度が異なるため、これらを組み合わせた回路を構成するのは難しいという問題がある。
提案する全光論理回路は、一つの回路で論理演算子を切替可能な機能を有しており、各論理演算に対する特性も均一で、組み合わせ論理回路の設計が容易になり、全光信号処理の実現に向けて大きな意義がある。また、提案回路は位相変調された信号に対するものであり、コヒーレント光通信の全光受信機の実現にも寄与できる可能性がある。