全光処理による高速光信号のウェーブレット解析

光ウェーブレットの計算機シミュレーションソフトウェアを構築し、原理確認シミュレーションを行った。一般に高速光信号は、光/電:気サンプリングオシロスコープや光スペクトルアナライザによって観測されるが、これら既存の装置による観測では、光ファイバ中の伝送に伴う光信号波形の劣化要因を特定することは不可能である。一方、光ウェーブレット解析の計算機シミュレーション結果より、光信号に重畳する波長分散や自己位相変調を明確に弁別可能であることが示された。これは高速信号波形の伝送劣化要因の特定に大いに資すると思われる。次に、自在な光ウェーブレットの実装を目指して、ファイバブラッググレーティング(以後FBGと略)のビームスキャニングによる作成方法について検討した。エキシマレーザから出力される波長248nmの紫外光を細く絞り込み、位相マスク上を走査することで、紫外光幅に依存しない長尺FBGの作成を可能とした。また、ビームを走査している途中で、位相マスクと光ファイバの相対位置をナノメートル精度で移動させることにより、任意の位置に自在な位相シフトを形成することを可能とした。これらにより、従来のFBG作成環境では実現できなかった、長尺の位相シフトFBGの作成が可能となった。一例として、Harrウェーブレットに対応するπ位相シフトFBGを作成し、所望の特性のFBGが得られたことを確認している。これらの技術は、高度な光ウェーブレットを標本化FBGで実装する揚合に必要不可欠なものである。最後に、光ウェーブレットのFBGによる実装に当たり、FBG作成時の実現誤差の影響を低減可能なロバスト設計法について検討を行った。ロバスト設計に従って実装を行えば、実現位相誤差が0.2π程度重畳しても、特性劣化が抑えられるという結果が得られた。よって、高度な光ウェープレットの実装時にはロバスト設計を実施することが有効である。

光ウェーブレットの計算機シミュレーションソフトウェアを構築し、原理確認シミュレーションを行った。一般に高速光信号は、光/電:気サンプリングオシロスコープや光スペクトルアナライザによって観測されるが、これら既存の装置による観測では、光ファイバ中の伝送に伴う光信号波形の劣化要因を特定することは不可能である。一方、光ウェーブレット解析の計算機シミュレーション結果より、光信号に重畳する波長分散や自己位相変調を明確に弁別可能であることが示された。これは高速信号波形の伝送劣化要因の特定に大いに資すると思われる。次に、自在な光ウェーブレットの実装を目指して、ファイバブラッググレーティング(以後FBGと略)のビームスキャニングによる作成方法について検討した。エキシマレーザから出力される波長248nmの紫外光を細く絞り込み、位相マスク上を走査することで、紫外光幅に依存しない長尺FBGの作成を可能とした。また、ビームを走査している途中で、位相マスクと光ファイバの相対位置をナノメートル精度で移動させることにより、任意の位置に自在な位相シフトを形成することを可能とした。これらにより、従来のFBG作成環境では実現できなかった、長尺の位相シフトFBGの作成が可能となった。一例として、Harrウェーブレットに対応するπ位相シフトFBGを作成し、所望の特性のFBGが得られたことを確認している。これらの技術は、高度な光ウェーブレットを標本化FBGで実装する揚合に必要不可欠なものである。最後に、光ウェーブレットのFBGによる実装に当たり、FBG作成時の実現誤差の影響を低減可能なロバスト設計法について検討を行った。ロバスト設計に従って実装を行えば、実現位相誤差が0.2π程度重畳しても、特性劣化が抑えられるという結果が得られた。よって、高度な光ウェープレットの実装時にはロバスト設計を実施することが有効である。