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2013 年度 実績報告書

CW半導体レーザーからのGHz繰返し10フェムト秒光パルス発生の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24360143
研究機関東京電機大学

研究代表者

西川 正  東京電機大学, 工学部, 教授 (20374069)

研究分担者 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, 主任研究員 (30393797)
瀧口 浩一  立命館大学, 理工学部, 教授 (70633254)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード超短パルス光 / 高繰返し / 光周波数コム / 光位相変調器 / 光強度変調器 / 波形整形
研究概要

本研究課題の光変調器ベースの高繰返し短パルス光源において、18~28 GHzという広い繰返し周波数可変性と、1530~1575 nmという広い波長可変性を兼ね備えた短パルス光源の開発に成功し、CLEO2013国際会議での発表を行った。本方式では非線形チャープに起因してパルス波形にペデスタルが残留する問題があったが、ガウス型の光学バンドパスフィルターを用いてこの非線形チャープ部分を除去する事でベデスタル成分を効果的に抑制できる事をシミュレーション計算で明らかにした。さらに本25 GHz高繰り返し光源に対して、波形成形器を用いてラインbyラインで各輝線スペクトルに周期的にランダムな位相変調を加える事で、繰り返しを775 GHzにまで高められるという計算結果を得た。短パルス化に対しては、EDFA中のファイバーの分散値と長さを最適化する事で、広い増幅スペクトル帯域を持つEDFAが開発できれば、EDFA中での非線形効果で3.9 fsの短パルスも達成可能であることをシミュレーションで明らかする事が出来た。
また、短パルス化と分光応用に必要になるスペクトル帯域拡大の為に、シリコン導波路の構造分散を制御する事により、シリコン導波路ベースでは世界最高記録となる広帯域なSC光発生に成功した。なお、この成果で応用物理学会春季学術講演会のPoster Awardを受賞した。光源の絶対位相制御に必要になる、デュアルピッチPPLN導波路を用いた2f-3f自己参照干渉法の研究に関しても良好な効率を達成する事ができた。
さらに、シミュレーション計算によって、ラインbyラインスペクトル整形手法を用いた新規波形の生成可能性に関して今年度も引き続き検討した。高速多値伝送用光デバイスの評価に重要な25 Gbaud-QPSKパルスパターン信号生成と、PLCスペクトル整形器の位相・振幅調節量との関係を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度は研究代表者の移籍により計画に遅れが見られたが、二年目には立ち上げが順調に進んだ結果、一部未達成の目標もあるが、研究の進捗に伴い新たに計画実施した課題において賞を受賞する等、トータルでは順調に進展している。

今後の研究の推進方策

大学の海外研修制度を利用して、光周波数コムの研究でノーベル物理学賞を受賞したヘンシュ先生の研究室に滞在できる機会を得たので、そこで行っているデュアルコム分光の研究に必要とされる高繰り返し光源として、本課題で開発中の光源を適用する為の研究開発についても合わせて実施する。また、東京電機大学、NTT物性科学基礎研究所、立命館大学で得られた研究成果を互いに融合していく事で、研究目標の早期達成を図る。

次年度の研究費の使用計画

次年度への繰越は、年度末に無理にぴったり予算を使い切る事でかえって無駄が生じるのを避ける為に生じた。
次年度使用額は10万円未満と少額であり、次年度の使用計画の大枠に変更は生じない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Carrier-envelope offset locking with a 2f-to-3f self-referencing interferometer using a dual-pitch PPLN ridge waveguide2014

    • 著者名/発表者名
      K. Hitachi, A. Ishizawa, T. Nishikawa, M. Asobe, T. Sogawa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 ページ: 1629-1635

    • DOI

      10.1364/OE.22.001629

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-noise characteristics of a 25-GHz-spaced optical frequency comb based on a phase- and intensity-modulated laser2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ishizawa, T. Nishikawa, A. Mizutori, H. Takara, A. Takada, T. Sogawa, and M. Koga
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 ページ: 29186-29194

    • DOI

      10.1364/OE.21.029186

    • 査読あり
  • [学会発表] デュアルピッチPPLN導波路によるコリニアな2f-3f自己参照干渉法2014

    • 著者名/発表者名
      日達研一,石澤淳,西川正,増子拓紀,忠永修,遊部雅生,寒川哲臣,後藤秀樹
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] 分散制御シリコン導波路を用いたオンチップスーパーコンティニウム光2014

    • 著者名/発表者名
      後藤貴大、石澤淳、西英隆、松田信幸、高磊、日達研一、西川正、山田浩治、寒川哲臣、後藤秀樹
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] Highly stabilized carrier-envelope-offset frequency of an Er-doped mode-locked fiber laser with a dual-pitch PPLN waveguide2013

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hitachi, Atsushi Ishizawa, Tadashi Nishikawa, Masaki Asobe, and Tetsuomi Sogawa
    • 学会等名
      The International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • 発表場所
      Atsugi (Japan)
    • 年月日
      20131126-20131129
  • [学会発表] 光変調器を用いた高繰返しレーザーの波長可変性2013

    • 著者名/発表者名
      ヌルエミー ビンティ チェアニ、山崎美穂、石澤淳、日達研一、小栗克弥、後藤秀樹、西川正、寒川哲臣
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] 位相変調レーザーを用いたスーパーコンティニウム光の位相雑音特性2013

    • 著者名/発表者名
      石澤淳、西川正、水鳥明、高良秀彦、高田篤、寒川哲臣、古賀正文
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      20130916-20130920
  • [学会発表] 広モード間隔光周波数コムの現状と将来2013

    • 著者名/発表者名
      石澤淳
    • 学会等名
      徳島大学フロンティア研究センター講演会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      20130712-20130712
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase Noise Characterization of a 25-GHz-Spaced Optical Frequency Comb from a Phase-Modulated Laser2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ishizawa, Tadashi Nishikawa, Akira Mizutori, Hidehiko Takara, Atsushi Takada, Tetsuomi Sogawa, Masafumi Koga
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-optics
    • 発表場所
      San Jose (USA)
    • 年月日
      20130609-20130614
  • [学会発表] Wide range wavelength and repetition rate tunable tens of GHz sub-picosecond pulse source2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nishikawa, Miho Yamazaki, Nuremy Binti, Atsuhi Ishizawa, Kenichi Hitachi, Katsuya Oguri, and Tetsuomi Sogawa
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-optics
    • 発表場所
      San Jose (USA)
    • 年月日
      20130609-20130614
  • [学会発表] High-efficiency carrier-envelope offset locking in a 2f-to-3f self-referencing interferometer with a dual-pitch PPLN ridge waveguide2013

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hitachi, Atsushi Ishizawa, Tadashi Nishikawa, Masaki Asobe, and Tetsuomi Sogawa
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-optics
    • 発表場所
      San Jose (USA)
    • 年月日
      20130609-20130614
  • [産業財産権] 自己参照干渉装置2014

    • 発明者名
      日達研一、石澤淳、西川正
    • 権利者名
      日本電信電話株式会社、学校法人東京電機大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2014-031320
    • 出願年月日
      2014-02-21

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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