2003 Fiscal Year Annual Research Report
光励起面発光レーザを用いた超高速光信号処理デバイスの研究
Project/Area Number |
03J03314
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
大西 裕 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 面発光レーザ / 全光信号処理 / モードスイッチング / 注入同期 |
Research Abstract |
1.55mm帯面発光レーザを用いた外部光注入実験を行った.面発光レーザの基本モードに対して,信号光に見立てた外部光をシングルモードファイバを通して注入し,外部光と基本モード光の波長を0.1nm程度離調することで,光信号処理に望ましい急峻なスイッチングを伴う非線形入出力特性を得ることができた.これは前年までに行った理論予測を裏付ける結果である.この条件において1Gbpsのパルス列を入力し,出力を5分の1程度の細いパルス列に変換することに成功した.低速の信号を高速信号に切り替える技術として期待される. また,一般にレーザに対して注入同期を行うとレーザの出力は増加することが理論的にも実験的にも知られているが,外部光を照射する位置をレーザ開口からずらすことで,注入同期状態においてレーザ出力が低下するという現象を発見した.この現象は注入同期と可飽和吸収体(非線形エタロン)の複合現象と考え,新たな理論の構築を目指している. さらに,面発光レーザの高次モードに対して外部光を注入した場合には,全光インバータとして動作することを発見した.On状態とOff状態での消光比は20dB以上と非常に高く,偏光依存性も10%程度であった.5GbpsのNRZ信号の入力に対して良好なアイ開口を得ることができた.また動特性の偏光依存性についても検証し,外部光の偏光を時間的にランダムに変化させて入力させたところ,1GbpsのNRZ信号に対しても動作することを確認した.この偏光依存性の小ささは面発光レーザの大きな特徴の一つであり,全光信号再生および光コンピューティングのおける偏光制御不要かつ小型・低消費電力の光インバータの実現が期待される.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Yutaka Onishi, Nobuhiko Nishiyama, Catherine Caneau, Fumio Koyama, Chung-en Zah: "Light-induced transverse -mode switching of a vertical-cavity surface-emitting laser for optical signal processing"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.43No.2A. L178-L189 (2004)
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[Publications] Yutaka Onishi, Fumio Koyama: "All-optical regeneration using a vertical-cavity surface-emitting laser with external light injection"IEICE Transactions. (掲載決定). (2004)
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[Publications] Yutaka Onishi, Nobuhiko Nishiyama, Catherine Caneau, Fumio Koyama, Chung-en Zah: "Dynamic behavior of an all-optical inverter using transverse mode switching in 1.55 μm vertical-cavity surface-emitting lasers"IEEE Photonics Technology Letters. (掲載決定). (2004)
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[Publications] Y.Onishi, N.Nishiyama, C.Caneau, F.Koyama, C.-E.Zah: "Nonlinear optical input-output characteristics of 1.55 μm injection-locked vertical-cavity surface-emitting lasers"Applied Physics Letters. (掲載決定). (2004)