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2023 年度 実績報告書

光通信の大容量化に向けた広帯域バラメトリック光増幅および波長変換技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H01330
研究機関東海大学

研究代表者

遊部 雅生  東海大学, 総合科学技術研究所, 教授 (60522000)

研究分担者 山口 滋  東海大学, 理学部, 教授 (40297205)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード光通信 / 大容量 / 広帯域 / 光増幅 / 波長変換 / 光パラメトリック / ガス分光 / センサ
研究実績の概要

非対称な2つのピークからなる位相整合曲線を有するマルチQPM素子の片端面に第二高調波(SH光)波長のみを反射するダイクロイックミラーを直接蒸着し、SH光を反射する光ファイバ入出力型モジュールを用いて、QPSK変調を施したSバンドの信号光を光パラメトリッック増幅し、同時に発生するLバンド帯アイドラ光の信号品質をビット誤り率の測定により評価した。単一の素子を用いたEDFAの帯域外の光パラメトリック増幅において光通信に適用可能な信号品質が得られることを始めて実証することに成功した。
EDFAの帯域外の光パラメトリック増幅を用いて光ファイバの損失を補償して中継伝送が可能であることを実証した。前年度までにSバンド信号を中継増幅し、中継後はLバンド帯アイドラ光を伝送していたが、最終年度ではSバンド信号を直接受信できる受信系を準備しSMFで伝送された信号光を中継増幅後に再びSMFを伝送し信号品質を評価した。信号光を直接増幅した場合はアイドラ光を利用した場合のような位相共役効果による分散補償の効果は得られないが、適切な分散補償を行うことにより、Sバンド信号を直接OPAにより中継増幅することにより、EDFAの帯域外においても伝送距離の延伸が可能であることを始めて実証した。
多くの炭化水素系ガスは中赤外波長である3400nm帯において分子振動の基本振動による極めて強い吸収を示すが、高価で特殊な検出器が必要などの課題があり、より簡便な構成でのガスセンシングが望まれている。1700nm帯は3400nm帯の倍の光周波数に相当するため、倍音振動による吸収が期待できる。1400nmの波長可変レーザを1700nmへ変換して測定対象であるジメチルジスルフィドの吸収スペクトルを測定できたので、最も強い吸収が得られる1684nmを直接発生可能な半導体レーザを用いて、上記ガス濃度計測が可能であることを実証した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Parametric optical amplification using a reflective multiple quasi-phase-matched LiNbO<sub>3</sub> waveguide module2024

    • 著者名/発表者名
      Asobe Masaki、Kawabata Yuki、Yagi Daiki、Kazama Takushi、Enbutsu Koji、Umeki Takeshi
    • 雑誌名

      Optics Continuum

      巻: 3 ページ: 207~218

    • DOI

      10.1364/OPTCON.520219

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transmission of signal and idler using optical parametric amplifier based on PPLN waveguide2024

    • 著者名/発表者名
      Asobe Masaki、Wanifeni Ndadi、Kazama Takushi、Enbutsu Koji、Umeki Takeshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 32 ページ: 8437~8446

    • DOI

      10.1364/OE.519000

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Repeated transmission of S band signal using optical parametric amplifier based on PPLN waveguide2024

    • 著者名/発表者名
      Ndadi Wanifeni, Masaki Asobe, Takushi Kazama, Koji Enbutsu , and Takeshi Umeki
    • 学会等名
      2024年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Transmission of S band signal using optical parametric amplifier based on PPLN waveguide2023

    • 著者名/発表者名
      Ndadi Wanifeni, Masaki Asobe, Takushi Kazama, Koji Enbutsu, and Takeshi Umeki
    • 学会等名
      Optica Nonlinear Optics Topical Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmission of S band signal utilizing spectral inversion in PPLN based optical parametric amplifier2023

    • 著者名/発表者名
      Ndadi Wanifeni, Masaki Asobe, Takushi Kazama, Koji Enbutsu, and Takeshi Umeki
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会ソサエティ大会
  • [学会発表] Efficient frequency mixing using PPLN waveguides for optical communication and gas sensing2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Asobe
    • 学会等名
      Dynamics Days Central Asia and Caucasus
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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