フォトリフラクティブ4波混合を用いた光バスに関する基礎的研究

光による直接制御可能な光バスシステム実現を目的として、PRCMの多段接続構成へ向けてのその増幅・分配特性について基礎的研究を行った。まず、PRCM単体の設計・評価に関しては、従来の位相共役反射率のみならず,バスラインを構成するためには信号の増幅率の評価も必要であり、結合モード方程弐を用いた解析を行い新知見を得ている。具体的には、次の段への接続利得であるバス利得と、光信号抽出のための分岐利得について、各々検討した。次に、PRCMの心臓部である交差偏光4波混合においては用いる偏光の組み合わせから二つの動作モードが存在することを示し、これらの特性がまったく異なることを明らかにした。理論的、実験的検討から、動作モード1においては、高い分岐利得が得られ、また、動作モード2においては高いバス利得を確保できることを明らかにした。従って、実際の光バスシステム構成においては、二つの動作モードを適宜組み合わせ、安定した利得を確保する必要がある。実験においては、複数のBaTiO_3結晶を用いてPRCMの多段接続系を実現し、各利得の測定と、理論解析との比較によるポンプ比、結晶方位角などの最適化に成功した。現状のフォトリフラクティブ結晶の場合、応答速度に難点があるが、将来の材料の開発や、空間並列化によって処理速度向上が期待でき、現状でもスイッチング後のレスポンスは光速度であるなどの利点がある。これらの結果は、今後光バスの空間並列化を実現して行く上で、光制御可能なモジュールの多段接続系における基礎データとして極めて有用である。

光による直接制御可能な光バスシステム実現を目的として、PRCMの多段接続構成へ向けてのその増幅・分配特性について基礎的研究を行った。まず、PRCM単体の設計・評価に関しては、従来の位相共役反射率のみならず,バスラインを構成するためには信号の増幅率の評価も必要であり、結合モード方程弐を用いた解析を行い新知見を得ている。具体的には、次の段への接続利得であるバス利得と、光信号抽出のための分岐利得について、各々検討した。次に、PRCMの心臓部である交差偏光4波混合においては用いる偏光の組み合わせから二つの動作モードが存在することを示し、これらの特性がまったく異なることを明らかにした。理論的、実験的検討から、動作モード1においては、高い分岐利得が得られ、また、動作モード2においては高いバス利得を確保できることを明らかにした。従って、実際の光バスシステム構成においては、二つの動作モードを適宜組み合わせ、安定した利得を確保する必要がある。実験においては、複数のBaTiO_3結晶を用いてPRCMの多段接続系を実現し、各利得の測定と、理論解析との比較によるポンプ比、結晶方位角などの最適化に成功した。現状のフォトリフラクティブ結晶の場合、応答速度に難点があるが、将来の材料の開発や、空間並列化によって処理速度向上が期待でき、現状でもスイッチング後のレスポンスは光速度であるなどの利点がある。これらの結果は、今後光バスの空間並列化を実現して行く上で、光制御可能なモジュールの多段接続系における基礎データとして極めて有用である。