Research on broadband optical parametric amplification adn wavelength conversion for large capacity optical communication

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複数の位相整合ピークを有するマルチQPM素子において、SHG過程による励起光の発生に用いる位相整合ピークと光パラメトリック増幅(OPA)過程に用いる位相整合ピークの効率が後者の方が大きくなる非対称な位相整合曲線を得るための、周期分極反転構造の位相変調の最適化の方法を確立した。実際の素子作製においては導波路サイズの不均一性により所望の非対称性な位相整合曲線が得られたため、以降の検討ではこの素子を原理検討に用いることとした。SHG過程で発生した励起光を効率良く導波路に入射する構造として、2ピークマルチQPM素子の片端面にSH光波長のみを反射するダイクロイックミラーを設けた反射型のファイバ入出力他モジュールを作製した。同モジュールを往復で用いることにより、マルチQPM素子を用いた構成しては始めてOPA過程による信号利得を得ることに成功した。励起光の発生とOPA過程を個別のPPLN導波路を用いる構成の光パラメトリック増幅器を用いて中継伝送が可能であることを実験的に検証した。最大で長さ130kmのシングルモードファイバ(SMF)を伝送後も伝送前の信号光と同等の信号品質が得られることを確認した。OPAで得られるアイドラ光は信号光と位相共役の関係にあるため、前段のSMFの異常分散により波形歪を伴った信号光は、OPAにより波形の時間反転が行われ、同じ絶対値を持つ正常分散を受けたのと同等の波形に変換される。再び異常分散をもつ後段のSMFを伝送することにより、分散による波形歪が補償できることが明らかになった。波長変換技術を利用して炭化水素系ガスの倍音振動による光吸収が予想される1700nm帯の光を発生し、ジメチルジスルフィドの吸収スペクトルの測定を行った結果、1683nmに倍音振動によるものと見られる吸収ピークが得られることを見出した。