2022 年度研究成果報告書

超テラビット級光送信器に向けた高速変調半導体レーザの研究

研究課題

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研究課題/領域番号	20K04605
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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関	早稲田大学
研究代表者	硴塚孝明早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 准教授 (20522345)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	半導体レーザ / 光ファイバ通信 / 光送信器
研究成果の概要	超100 GBaud級かつ光ファイバ伝送の長延化をもたらす振幅変調光送信器をシミュレーションにより提案した。分布反射型薄膜レーザにDetuned loading効果を導入し、直接変調時の周波数変動量を70%低減できることを示した。また、振幅と周波数の混合変調信号により、112 Gbit/sのNRZ信号をO帯内で70 nmに亘り10 km伝送可能であることを原理確認した。本変調条件の実装のため、DFB(分布帰還)領域と電界吸収変調領域を有する内部損失変調レーザを提案し、単一電圧駆動による112 Gbit/sの振幅・周波数混合変調信号の生成と、波長範囲40 nmに亘る10 km伝送を確認した。
自由記述の分野	光エレクトロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	次世代の大容量光送信器の実現に向けて、100 Gbaudを超える変調器集積レーザおよび直接変調レーザの検討が進んでいる。振幅変調の高速化に伴い、O帯における光ファイバの波長分散耐性の課題が顕在化してきたが、この点に着目した変調光源の検討は報告例が少ない状況であった。本研究は、振幅変調信号の分散耐性を向上する振幅・周波数混合変調信号の効果を検討し、加えて所望の変調信号を生成するための高速な変調レーザ構造を提案したもので、光伝送とデバイス構造の両面から方針を提示したものである。本成果は、今後も高速化が期待される光送信器用振幅変調レーザの光ファイバ伝送の長延化に寄与するものである。