単一方向光ビーム走査器によるピコ秒光信号処理

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高速で光ビームを掃引することは,光制御のうちでも最も基本的なものの一つである.数十ギガヘルツ以上の周波数で光ビームを制御できる光偏向器が実現できれば,さまざまな超高速光制御が可能と考えられるが,そのような偏向器について従来はほとんど研究がなされていない.本研究者らは,電気光学効果によるマイクロ波空間変調を利用することによって超高速の光偏向を実現するという方法を提案した.この光空間変調器は十数GHzの高繰り返しで,光ビームを一方向にのみ走査できるという特長がある.そこで,以下のように研究を進めた.1)進行波位相格子形光変調器の試作 位相格子変調器をLiTaO_3を用いて設計・試作した.幅広のストリップラインを用いたマイクロ波共振器構成とした.2)単一方向光ビーム走査実験 試作変調器を用いて実験を行った.変調周波数は16GHzである.周波数成分を分離した面上で振幅調整を行い,単一方向に光ビームが走査されていることをストリークカメラを用いて確認した.3)分極反転を用いた光偏向器の検討 マイクロ波による進行波位相格子を用いた偏向器では,動作周波数が10GHzよりも低いものを実現することは困難であることが判明した.そこで電気光学結晶の分極反転技術を利用することによって光偏向器を実現するという方法を新たに考案し,予備実験を行った.4)新しい光空間制御方式の検討 電気光学結晶中の任意部分の結晶軸を反転させ,さまざまな形状に加工できることがわかった.この技術と進行波位相格子を組み合わせると,従来にない超高速光空間制御が実現できるものと考えられ,今後の発展が期待される.