強度輸送方程式法による空間直交振幅変調信号光の非干渉検出に関する研究

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本研究課題においてこれまでに行われてきた複素振幅変調信号光の強度輸送方程式法による検出に関する検討は，シミュレーションにおいては振幅と位相の両方が変調された信号光を想定し様々な検証が進めてられてきたが，実験においては位相のみ変調された信号光を用いた検討に留まっていた．R04年度は信号光の振幅と位相の両方が変調された信号光を用いた実験的な検証を進めるために，単一位相空間光変調器（SLM）による複素振幅変調信号光の生成とそのTIE法による検出についての検討を行った．単一位相SLMによる光波の複素振幅変調技術はその実用上の重要性から様々な方法が提案されている．主に4種類の複素振幅変調法について，TIE法による検出に適した信号光を生成可能であることをシミュレーションおよび光学実験により明らかにした．機械学習による複素振幅変調信号光中の強度データページと位相データページの分類復号にも着手した．TIE法により検出される位相分布には典型的な雲状のノイズが重畳しがちであることが知られている．本研究課題の重要な検討項目であるシングルショット撮像によるTIE法では，このノイズが比較的大きくなる傾向があり，実験的に高精度なデータページの復号を実現できていなかった．そこで畳み込みニューラルネットワークを利用した分類器を用いると，たとえ大きな位相ノイズが存在する場合でも十分に高精度なデータページの復号が可能であることをシミュレーションにより示した．実験にも着手しはじめこの結果の実験的な検証を進めている．部分コヒーレント光によるホログラム再生と再生信号光のTIE法による検出に関する検討も進めている．現状，ホログラム記録はせず，空間位相変調器で位相変調された部分コヒーレント光中の位相データページを検出する実験には成功している．