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

大容量光通信宽带光参量放大与波长转换研究

基本信息

批准号：
21H01330
负责人：
遊部雅生
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

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。

A method for optimizing the phase modulation of multiple phase alignment parameters using phase alignment parameters in the generation of excitation light in SHG processes is established, in which the phase alignment parameters are used in the amplification (OPA) processes, and in which the phase alignment parameters are used in the generation of asymmetric phase alignment curves. In fact, the element system is not uniform, the desired asymmetric phase integration curve is obtained, and the element principle is discussed. The SHG process generates excitation light, improves the efficiency of the incident waveguide structure, and controls the reflectivity of the incident waveguide structure at the edge of the QPM element at the wavelength of the SH light. In the same way, QPM elements are used to form the OPA process. Excitation of light generation and OPA process in the use of individual PPLN waveguide components of the optical amplifier in the use of the transmission of light generation and OPA process The maximum length is 130km and the signal quality is confirmed after transmission. The OPA has obtained the relationship between the signal light and the phase co-operation, the abnormal dispersion of the SMF in the front stage, the waveform deviation, the signal light, the OPA, the time inversion of the waveform, the same isolation, the normal dispersion, the reception, and the same waveform. Then the abnormal dispersion is transmitted to the SMF in the later stage, and the dispersion is compensated for the waveform distortion. Wavelength conversion technology is used to generate light in the 1700nm band, and the absorption spectrum is measured. The absorption spectrum is measured at 1683nm.

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Broadband optical parametric amplification using PPLN waveguide pumped by detuned second harmonic

使用由失谐二次谐波泵浦的 PPLN 波导进行宽带光学参量放大

DOI：
10.1364/oe.453578
发表时间：
2022
期刊：
Optics Express
影响因子：
3.8
作者：
Asobe Masaki;Yagi Daiki;Kawabata Yuki;Umeki Takeshi;Enbutsu Koji;Kazama Takushi;Kasahara Ryoichi
通讯作者：
Kasahara Ryoichi

Parametric wavelength conversion with bidirectional utilization of a multiple QPM device

利用多个 QPM 器件进行双向参数波长转换

DOI：
10.1364/oe.428868
发表时间：
2021
期刊：
Optics Express
影响因子：
3.8
作者：
Asobe Masaki;Punhavan Saroeun;Kato Masato;Umeki Takeshi;Enbutsu Koji;Kazama Takushi;Kasahara Ryoichi
通讯作者：
Kasahara Ryoichi

反射型波長変換モジュールを用いた光パラメトリック増幅器の検討

采用反射式波长转换模块的光参量放大器研究

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kippei Shoji;Tetsuo Sasaki;工藤勇人川端優樹遊部雅生　風間拓志　圓佛晃次　梅木毅伺
通讯作者：
工藤勇人川端優樹遊部雅生　風間拓志　圓佛晃次　梅木毅伺

反射型マルチ QPM モジュールを用いた光パラメトリック増幅の検討

反射式多QPM模块光参量放大研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuki Kunieda;Kazuyuki Makihara;Shigehito Yamada;Yasuhiko Terada;川端優樹　遊部雅生　風間拓志　圓佛晃次　梅木毅伺　渡邉啓
通讯作者：
川端優樹　遊部雅生　風間拓志　圓佛晃次　梅木毅伺　渡邉啓

PPLN導波路を用いたOPAにおける利得波長域拡大の検討

利用PPLN波导扩大OPA增益波长范围的研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Teruyoshi Sasayama;Naoki Okamura;Kohta Higashino;Takashi Yoshida;八木大希　川端　優樹　遊部雅生　風間拓志　圓佛晃次　梅木毅伺　笠原亮一
通讯作者：
八木大希　川端　優樹　遊部雅生　風間拓志　圓佛晃次　梅木毅伺　笠原亮一