シリコンフォトニックチップ上での光短パルス振幅形状・位相測定技術の研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14548
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 近藤 圭祐 宇都宮大学, 工学部, 助教 (80878413)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: シリコンフォトニクス / 集積光デバイス / 光検出器 / 光パルス波形測定器

研究成果の概要

本研究はシリコンフォトニクス技術により製作するチップサイズの光短パルス測定器の開発を目指した．本研究によって，チップサイズの光相関器と波長可変フィルタの組み合わせによる短パルスの振幅と位相の測定を実証できた．光相関器は長さ1.36 mmの光導波路上に埋め込まれた32個の二光子吸収フォトダイオードアレイで構成される．波長可変フィルタの走査によりピコ秒パルスの波長を1545.5-1555.0 nmの範囲で分解し，それぞれの波長における相関関数を測定することでスペクトログラムを取得した．そして，そのスペクトログラムからパルスの振幅と位相を再生することに成功した．

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

シリコンフォトニクスを含む微小光デバイスの分野では，発光，受光，変復調，伝送，スイッチング，波長合分波，偏光制御といった様々な素子と技術が長年研究されている。しかし，短パルス波形の計測技術に関しては，光相関計（パルス時間幅の測定器）のチップスケール化がほんの数例報告されている程度で，ほとんど未開拓の領域といえる．本研究成果により，光短パルスの位相を含む詳細な波形をシリコンフォトニクスチップ上の極めて微小な領域で測定できることが世界で初めて実証された．これは光パルスの産業応用の拡大にも貢献するものと期待される．