External-modulator-free quadrature amplitude modulation laser source

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18801
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: YOKOTA Nobuhide 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (00734542)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 直交振幅変調 / 相互注入同期 / 半導体レーザ

Outline of Final Research Achievements

Large-capacity optical communication systems require the use of both amplitude and phase of light. Quadrature amplitude modulation is promising scheme for such communications. In this study, we investigated external-modulator-free quadrature amplitude modulation scheme using directly modulated lasers. Mutually injection-locked semiconductor lasers indicated reduced phase noise which is desirable for optical communications. We developed a frequency locking scheme for the injection locked semiconductor lasers and a measurement scheme for intrinsic modulation response of semiconductor lasers. We fabricated an integrated device for proof-of-concept experiments. Our future work will clarify the detail of the quadrature amplitude modulation laser source.

Free Research Field

光エレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

直交振幅変調方式の信号光は外部変調器を用いることで生成可能である。しかし、近年急速に成長している情報サービスを安価に利用していくためには、外部変調器を用いることなく半導体レーザから直交振幅変調方式の信号光を直接生成することが重要である。本研究はこのような困難な課題に挑戦し評価技術の開発と素子の試作を実現したことから、今後の足掛かりとなる成果が得られたものである。