2017 Fiscal Year Annual Research Report
電気光学変調器ベース光周波数コムを用いた超高精度周波数変換技術の創出
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17H02803
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川 正 東京電機大学, 工学部, 教授 (20374069)
日達 研一 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, 研究主任 (60564276)
小栗 克弥 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, 主幹研究員 (10374068)
増子 拓紀 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 (60649664)
赤塚 友哉 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 (90548257)
今井 弘光 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, 研究員 (00649551)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光周波数コム / 電気光学変調 / スーパーコンティニューウム / 自己参照干渉法 / キャリアエンベロープオフセット / 位相雑音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本目的は、光コムを超高精度な周波数変換器とし、光→光(サブペタヘルツ)や光→マイクロ波(メガヘルツ)及びミリ波(ギガヘルツ)へ高精度な周波数変換技術を確立し、次世代の時刻・周波数同期技術に貢献することである。初年度の目標は、25 GHz間隔電気光学変調(EOM)コムの周波数安定化を成功させることであった。EOMコムはCW半導体レーザー(中心波長1542 nm)や線幅1 Hzレーザーを種光源にし、信号発生器から出力される25 GHz正弦波で駆動した位相・強度変調器で38 nmのスペクトル幅を持つ平坦な25 GHzモード間隔の光コムを発生させ、シングルモードファイバーに通して分散を付与し、チャープ補償することで短パルス化する。フィルターキャビティを用いてASE成分を除去した後、光ゲート（パルスピッカー）を導入し、繰返し周波数を1 GHzまで低減した後にEDFAで平均1 Wにまで増幅し、長さ1 mのガラスブロックに通して分散を与えてチャープ補償することにより、パルス幅150 fsの短光パルス発生を行った。続いて、その短光パルスをフォトニック結晶ファイバーへ結合し、2/3オクターブ帯域以上のSC光を発生させ、2f-3f自己参照干渉法により信号対雑音比20 dB程度のキャリアエンベロープオフセット(CEO)周波数の検出し、フィードバック制御により周波数安定化に成功した。我々が実現したEOMコムは、国際標準規格であるITU-Tグリッド間隔に合致する為、将来の光通信へ貢献が期待できる。更に、EOMコムのCEO信号にはEOMコムを駆動する信号発生器に位相雑音情報が含まれている。そこで、このEOMコムのCEO信号を外部マイクロ波基準信号と位相比較して信号発生器にフィードバック制御することにより、従来の信号発生器だけでは実現困難であった超低雑音なマイクロ波発生に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度の最大目標である、EOMコムのCEO検出および周波数安定化に成功した。さらに、このCEO信号を用いて、信号発生器の大幅な雑音低減に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、EOMコムを用いて市販の信号発生器からの極低雑音マイクロ波・ミリ波発生に挑戦する。我々が開発しているEOMコムは、一般的なMLレーザーベース光コムとは異なり、中心波長から離れるに従って、雑音が拡大され、スペクトル幅が太くなるという問題点があった。我々は、雑音拡大に伴ってスペクトル幅が太くなる、EOM コムの問題点を利用して、高感度な「雑音検出器」として用いることで、従来よりも低雑音な周波数可変マイクロ波・ミリ波を発生させる。また、これまで以上に研究分担者と研究交流を密にしていくことで、研究推進力を加速する。
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