非線形光学効果と電気光学効果を用いた光電融合コヒーレントシリアルパラレル信号処理

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ブロードバンドインターネットを基軸とする高度情報化社会では、基幹光ネットワークにエクサビット毎秒級の超大容量性が将来要求されると予測される。このようなシステムの構築のため、ディジタルコヒーレント光通信システムの研究開発が2000年代から活発化しており、ネットワークの高度化には超高速、広帯域、高機能な中継ノードが必須になると考えられる。本研究では、理論と実験の両面から、分極反転周期変調擬似位相整合ニオブ酸リチウムアレイ光導波路に電圧制御機能を搭載した新たな光-電気ハイブリッド信号処理デバイスを創出する。当該素子の結晶や構造等のデバイスパラメータを自在に制御することにより、高次の非線形光学効果に基づく光段におけるコヒーレントシリアル-パラレル信号処理と、電気光学効果に基づく電気段におけるシンセサイジングを同時に実現する。光子と電子に秘めた普遍的特質を活かし合い、これらの巧みな合成動作に基づく先進信号処理技術を開拓し、超高速かつ広帯域でスマートなコヒーレントノードの実現を目指す。今年度は、研究代表者と各研究分担者が役割分担することにより、昨年度の研究成果を踏まえた最適化デバイスの試作を開始し、設計精度や各種基本特性の評価に取り組んだ。さらに、参画研究者のそれぞれの専門性を活かすことにより、設計時の予測性能と実装仕様等を比較検証し、翌年度の実験対策を行った。これらにより、当該デバイスの時間、周波数、位相、空間の全軸上の信号処理について検討を行うことができた。