位相シフト周期分極反転構造を利用した導波型SSB光変調器/光周波数シフタの研究

采用相移周期极化反转结构的波导单边带光调制器/光移频器研究

• 批准号: 12750297
• 负责人: 村田 博司
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750297/
• 关键词: 導波型光変調器; SSB変調; ドメイン反転; 擬似速度整合; 進行波型電気光学変調器; 光周波数シフタ; 光導波路; タンタル酸リチウム; 光変調器; SSB光変調器; 光集積回路; 電気光学効果

本研究は、研究代表者が考案した新しい位相シフト周期分極反転構造電気光学変調器を用いて、数十GHzオーダの非常に高い周波数で動作する、小型で、高性能な、新しいSSB(Single Side Band)光変調器/光周波数シフタを実現することを目的とする。このデバイスは、[1]超高速動作(〜100GHz)[2]小型、安定、低電力駆動(〜100mW)[3]電極構成がシンプルな進行波電極のみである(給電、駆動回路の制約なし)という優れた特長を持つものである。本年度は、下記の研究成果を得た。1.SSB光変調器/光周波数シフタの動作解析と設計昨年度の研究成果を基にしてデバイスの動作解析を進めて、設計手法をほぼ確立した。特に、分極反転構造を等周期ではなく非周期にして、反転領域、非反転領域の長さを調節すれば、変調動作帯域を大幅に拡大できることを見出した。解析に基づき、このような広帯域動作デバイス(中心周波数15GHz、3dB帯域幅20GHz)の設計を行なった。2.デバイスの試作設計した等周期・非周期分極反転構造デバイスをそれぞれ試作した。基板にはタンタル酸リチウムを用いた。分極反転構造の作製にはパルス電圧印加法を、光導波路の作製はプロトン交換法を用いた。変調電極はAlを用いて作製した。3.動作実験掃引型ファブリーペロー干渉計を用いて試作デバイスからの変調光スペクトルを観測したところ、設計周波数15GHz付近で良好なSSB光変調動作/光周波数シフタ動作が得られた。試作デバイスの周波数特性およびDCバイアス電圧に対する動作特性は設計値と良く一致した。これらのことから、提案したデバイスの基本動作を実証することに成功した。

This study aims to develop a novel phase splitter, a periodic polarization splitter, an optical modulator with a high frequency, a compact size, a high performance, and a novel SSB(Single Side Band) optical modulator. [1] Ultra-high speed operation (~ 100GHz)[2] Compact, stable, low-power operation (~ 100mW)[3] Electrode composition (power supply, control circuit) This year's research results were recorded. 1. The analysis and design of SSB optical modulator/optical frequency spectrum is based on the research results of last year. Special, polarized, non-periodic, non-periodic The design of the analysis base and bandwidth operation (center frequency 15GHz, 3dB bandwidth 20GHz) is proposed. 2. The design of periodic and non-periodic pole-splitting structure is tried out. The base plate is in the middle. Pole-splitting structure is used for electric voltage printing and optical waveguide. The electrode is tuned to Al and is controlled by the electrode. 3. The operation mode of the optical modulator is selected according to the design cycle of 15GHz, and the SSB optical modulator operation/optical cycle operation is obtained. The operating characteristics of the test equipment are consistent with the design values. The basic actions of the proposal were successfully demonstrated.

项目成果

Hiroshi Murata: "Electrooptic SSB modulator/optical frequency shifter by using periodically domain-inverted structure with a spatial shift"Proceedings of the 8th Microoptics Conference(MOC'01). 1・1. 202-205 (2001)

Hiroshi Murata：“使用具有空间位移的周期性域反转结构的电光 SSB 调制器/光学移频器”第 8 届微光学会议论文集（MOC01）（2001 年）。

Hiroshi MURATA: "Optical Pulse Generation by Electrooptic Modulation Method and its Application to Integrated Ultrashort Pulse Generators (Invited Paper)"IEEE Journal of Selected Topics of Quantum Electronics . 6・6. 1325-1331 (2000)

Hiroshi MURATA：“电光调制方法的光脉冲生成及其在集成超短脉冲发生器中的应用（特邀论文）”IEEE 量子电子学主题精选 6・6（2000 年）。

Hiroshi MURATA: "Optical Synthesis by using Quasi-Velocity-Matched LiTaO_3 Guided-Wave Optical Phase Modulators"Proceedings of the 7th International Workshop on Femtosecond Technology (FST2000). 1・1. 108 (2000)

Hiroshi MURATA：“使用准速度匹配 LiTaO_3 导波光学相位调制器进行光学合成”第七届国际飞秒技术研讨会论文集 (FST2000) 1·108 (2000)。

Hiroshi Murata: "Guided-wave electrooptic LiTaO_3 modulators using domain-inverted structure"Proceedings of the 2nd International Laser, Lightwave and Microwave Conference(ILLMC2001). 1・1. 133-135 (2001)

Hiroshi Murata：“使用域反转结构的导波电光 LiTaO_3 调制器”第二届国际激光、光波和微波会议论文集 (ILLMC2001) 1・1 (2001)。

Hiroshi Murata: "Novel electrooptic SSB modulator/optical frequency shifter using periodically domain-inverted structure"Proceedings of the 4th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Opiles(CLEO/Pacific Rim2001). 1・1. 106-107 (2001)

Hiroshi Murata：“使用周期性域反转结构的新型电光 SSB 调制器/光移频器”第四届环太平洋激光和光电会议论文集（CLEO/Pacific Rim2001）（106-107）。