2014 Fiscal Year Research-status Report
複雑信号印加によるカオス発振半導体レーザーの軌道不安定性制御と秘匿通信への応用
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26790059
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
海老澤 賢史 早稲田大学, 理工学術院, その他 (50386596)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | レーザーカオス / 半導体レーザー / 光カオス通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，カオス発振する半導体レーザー（Laser Diode, LD）の系（戻り光のあるカオス発振LDとそれを光注入したLDによる系）の駆動電流に，電気回路で作成した疑似ランダム信号など複雑な信号を印加することで，カオス発振LDの軌道不安定性が制御可能であることを実験的／数値的に示すこと，さらにそれを用いた秘匿通信手法の構築を目的としている。
当該年度は，印加する疑似ランダム信号を生成するためのノイズジェネレーターの試作を行うなどの実験環境整備を行うとともに，数値シミュレーションにより上記現象の解析を行った。外部共振器を持つ送信器LDと送信器LDから一方向に光注入される受信器LDからなるカオス系を考え，各LDの駆動電流に疑似ランダム信号を印加することで軌道不安定性を変化させ，それを定量化するための指標である軌道拡大率の値が，送信器LDの印加信号の標準偏差や送受信器LD間の結合係数に依存することを示した。前者は送信者が印加ランダム信号の特性によりメッセージを作成できることを，後者は受信者が適切なパラメーターを持たなければ正しいメッセージが復号できないことを示唆している。
さらに，帯域制限を設けた疑似ランダム信号を印加し軌道拡大率の変化を調査した。レーザーカオスの周波数スペクトルのうち，LDの緩和振動周波数よりも高周波側にあるスペクトルの山と同じ帯域の疑似ランダム信号を加えることで効果的に軌道拡大率を変化させることが可能であることを示した。
上記に加え，レーザーカオスの特性を定量化する指標としてフラクタル次元の利用を試みた研究や，双方向光注入レーザーカオス系の軌道不安定性に関する研究に関して，学術講演会等で報告している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験環境整備等に時間がかかってしまったため，当初の計画とは異なり実験的検証に関する報告をすることができなかったものの，翌年度実施予定であった数値シミュレーションの一部を行い，効果的に軌道拡大率を変化させることが可能な印加信号の周波数帯域に関して報告することができた。これにより，当該研究の目的のひとつである半導体レーザーのカオス発振の軌道不安定性を制御する手法の確立に向けて着実に前進しており，現在までの達成度は概ね順調と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は当該年度の研究成果および整備した実験環境を基に，研究実施計画に基づき実験的／数値的な検証を行っていく。
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| Causes of Carryover |
年度末に学術論文投稿の準備のための英文校閲を予定していたが，所属研究機関を異動することとなりその準備のため見合わせたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
学術論文投稿の準備のための英文校閲を依頼することを計画している。
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