2波長レーザーを用いる次世代光ファイバ無線のための位相変調技術の開発

利用双波长激光器开发下一代光纤无线相位调制技术

• 批准号: 21K04923
• 负责人: 兵頭 政春
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04923/
• 关键词: 2モード発振レーザ; 複屈折性結晶; 直交偏光; 2波長レーザー; マイクロチップレーザー; 位相変調

2つの縦モードで同時に発振する2モード発振マイクロチップレーザの出力光を用いた次世代ファイバ無線のための位相変調技術を開発するため，前年度は，レーザ光を長さ17 mmのLiNbO3複屈折性結晶に導入することにより，2つのモード光がほぼ完全な直交偏光状態に変換できることを実証した．その一方でそれらの偏光状態は結晶の温度変化の影響を想定以上に強く受けることが明らかになったため，エアシールドを自作して負帰還制御を掛けることにより，結晶の温度変化を±0.01℃以下に抑えることに成功し，透過光の偏光状態を長時間安定に維持することが可能になった．本年度は，位相変調器の仕様としての温度変化の許容量を決定するため，実験装置各部における偏光状態の詳細な数値シミュレーションを行い，ミリ波パワー効率と偏光楕円の楕円率の観点からミリ波の変調効率への影響を検討した．その結果，温度変化の許容量は偏光軸の回転角に換算して±0.9°以下に制御する必要があることを明らかにした．また，偏光状態の負帰還制御において，ナイキスト周波数の1/2よりも低い周波数でループが発振に至る現象がしばしば観測されたため，数値シミュレーションを行ってその原因を調査した．その結果，単純な積分器を実装したディジタル制御系においては，出力を記述する漸化式がサンプリング周波数の1/πの周波数で発散するため，この周波数でループが発振に至る可能性があることを明らかにした．本年度の研究結果を踏まえ，来年度は，負帰還制御の精度をさらに向上させる改良を行い，偏光状態の安定度の向上につながる研究を実施する．

为了使用来自两种模式振荡的微芯片激光器的输出灯为下一代纤维无线电开发相位调制技术，该激光同时在两种纵向模式下振荡，上一年，通过将激光光引入17 mm长的LINBO3 LINBO3 LINBO3 BIREFRINGING CRYSTAL CRYSTAL SLIGHT中，几乎可以将激光光转化为几乎完美的元素。另一方面，已经发现，这些极化状态比晶体的温度变化更强烈地影响了比预期的，因此，通过采用负反馈控制，我们成功地抑制了晶体的温度变化至±0.01°C以下，从而使传输光的极化状态稳定了很长的时间。在今年，为了确定温度变化能力作为相位调节器规范，我们从实验设备的每个部分进行了极化状态的详细数值模拟，并从毫米波电源功率效率和极性椭圆度的极性椭圆度的角度检查了对毫米波调制效率的影响。结果，揭示了温度变化能力必须控制在±0.9°以下，转换为极化轴的旋转角度。此外，在极化状态的负反馈控制中，经常观察到循环振荡以低于Nyquist频率1/2的频率发生的现象，因此进行了数值模拟以研究原因。结果，据透露，在实现简单积分器的数字控制系统中，描述输出频率以1/π的频率差异的复发方程式，因此循环可能会在此频率下导致振荡。根据今年研究的结果，明年我们将实施改进，以进一步提高负面反馈控制的准确性，从而改善了极化状态的稳定性。

项目成果

Interference between a weak coherent photon and a heralding photon

弱相干光子和预示光子之间的干涉

• 发表时间: 2021
• 作者: 仲間一貴;菊地雄亮;林健太;岡本勝就;一色秀夫;渡邉恵理子;Aojie Xu，Lifeng Duan，Yun zhang
• 通讯作者: Aojie Xu，Lifeng Duan，Yun zhang

2モード発振マイクロチップレーザーの制御と応用

双模振荡微片激光器的控制及应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 高島綾人;時実悠;長谷栄治;安井武史;兵頭政春
• 通讯作者: 兵頭政春

Experimental observation of three-photon interference by introducing unbalanced path-length difference

引入不平衡光程差的三光子干涉实验观察

• 发表时间: 2021
• 作者: Ipsita Chakraborty;Daiki Matsubayashi;Tomoki Omachi;Yasushi Hasegawa and Hiroshi Kano;平島 耕介，兵頭 政春，張 贇，齋藤 伸吾;Lifeng Duan，Aojie Xu，Yun zhang
• 通讯作者: Lifeng Duan，Aojie Xu，Yun zhang

Parallel-to-orthogonal polarisation-state converter for dual-mode Nd:YVO4 microchip laser.

用于双模 Nd:YVO4 微芯片激光器的平行至正交偏振态转换器。

• DOI: 10.1049/ell2.12266
• 发表时间: 2021
• 期刊: Electron. Lett
• 作者: Masaharu Hyodo;Yun Zhang;Masayoshi Watanabe;Shingo Saito
• 通讯作者: Shingo Saito