ピコ秒応答薄膜ファブリ・ペロ-電気光学変調器の開発とその2次元並列光信号処理への応用

皮秒响应薄膜法布里-珀罗电光调制器的研制及其在二维并行光信号处理中的应用

• 批准号: 01460156
• 负责人: 小林 哲郎
• 金额: $ 4.29万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01460156/
• 关键词: ファブリ・ペロ-変調器; 超高速; 2次元; 並列演算; 光信号処理; 光論理演算

高速、広帯域のファブリ・ペロ-電気光学変調器(FP変調器)は薄膜化することにより2次元化が容易である。本研究では、この変調器の設計、試作を進め、2次元アレイ化による並列光信号処理への応用をめざした。まず、素子の動作の基礎となるFP光変調器による論理演算について、動作確認の予備実験を行った。変調電極を2分割したLiTaO_3横形位相変調器を用いてFP変調器を試作し、電極印加電圧に対してAND、OR、NOT、EOR、NORの各動作を実験的に確認した。次に、薄膜FP変調器の設計と試作を行った。電気光学結晶にLiTaO_3DKDPを採用し、いずれも縦形の変調器アレイ(4×4)を設計し試作を進めた。DKDPは縦形構成にするとき変調電圧が低くてすむが、試作を進める中で、結晶の薄膜化にかなりの困難を伴うことが確認された。一方LiTaO_3は薄膜化が比較的容易であり、10μm程度は実現できることが確認された。今回の試作では、ランダムアクセス光ゲ-トの動作確認を主目的とし、変調器バイアス点の調整の容易さを考慮して、1mmの厚さのものを試作した。本素子の動作にはマトリックス素子の全面にわたって一様なバイアス点を維持することが重要である。解析の結果、変調器の面精度と平行度が素子特性に大きな影響を与えることが判明した。試作変調器アレイで平行度を観測した結果、各素子内での平行度は十分であり、全面にわたっても比較的良好であった。また、試作素子を用いて変調実験を行い、FP変調器の基礎動作を確認し、バイアス点の設定を比較的良好に実現することができた。今後、高速性の確認と光信号処理への応用が重要であるが、本研究によりこれらの見通しを得ることができた。

High-speed, band-wide optical modulators (FP modulators) are easy to thin film and to subdivide. This study focuses on the design, trial implementation and application of parallel optical signal processing for two-dimensional optical modulators. The logic calculation of FP light modulator, the preparation of action confirmation, and the implementation of FP light modulator. The operation of the phase modulator is tested in the middle of the phase modulator, and the operation of the electrode voltage is confirmed in the AND, OR, NOT, EOR and NOR operations. The design and trial of thin film FP modulator are carried out. Electric optical crystal LiTaO_3DKDP is adopted, and the design of the modulator (4×4) is tried out. DKDP has been confirmed to have low voltage, low temperature, and low crystallization temperature. It is easy to thin LiTaO_3 film, but it is confirmed that the film thickness is 10μm. This time, try to confirm the main purpose of the switch, consider the ease of adjustment of the switch, and try to make the switch 1mm thick. The action of this element is important for maintaining the overall position of this element. The analysis results show that the surface accuracy and parallelism of the modulator have great influence on the sub-characteristics. Try to adjust the parallelism test results, the parallelism of each element is very good, the overall comparison is good The basic operation of FP modulator is confirmed, and the setting of the test element is compared well. In the future, high speed and optical signal processing applications are important.

项目成果

森本朗裕: "変調サイドバンドの選択制御による高繰り返しピコ秒光パルス生成" 電子情報通信学会論文誌CーI. J73ーCーI. (1990)

Akihiro Morimoto：“通过选择性控制调制边带生成高度重复的皮秒光脉冲”IEICE Transactions C-I (1990)。

森本朗裕: "レ-ザ-の超高速波形制御" 光学. 18. 479-480 (1989)

Akihiro Morimoto：“激光器的超高速波形控制”光学 18. 479-480 (1989)。

MORIMOTO,Akihiro: "Ultrafast Unidirectional Electrooptic Deflector" Tech.Dig.1990 Conf.on Lasers and Electro-Optics,Anaheim,paper CFC8,to be presented. (1990)

MORIMOTO，Akihiro：“超快单向电光偏转器”Tech.Dig.1990 Conf.on Lasers and Electro-Optics，阿纳海姆，论文 CFC8，即将发表。

KOBAYASHI,Tetsuro: "Electro-Optical Synthesis of Picosecond Optical Pulses" OSA Proc,on Picosecond Electron.and Optoelectron.Ed.by T.C.L.G.Sollner and D.M.Bloom. 4. 81-86 (1989)

小林哲郎：“皮秒光脉冲的电光合成”OSA Proc，皮秒电子和光电子编辑，作者：T.C.L.G.Sollner 和 D.M.Bloom。

小林哲郎: "超高速光技術,矢島達夫編" 丸善, (1990)

小林哲郎：《超高速光学技术，矢岛龙夫主编》丸善，（1990）