フェムト秒光ソリトンパルスを用いた情報通信システムに関する基礎的研究

飞秒光孤子脉冲信息与通信系统基础研究

• 批准号: 07650407
• 负责人: 小柴 正則
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650407/
• 关键词: 光ソリトン; 光ファイバ; 非線形シュレディンガー方程式; 3次分散効果; ショック効果; 自己周波数シフト効果; エルビウムドープ光ファイバ増幅器; 光論理回路

本研究では,フェムト秒光ソリトンパルスを用いた情報信号システム構築に関わる基礎的諸問題について種々検討し,以下の成果を得た.まず,フェムト秒光ソリトンパルス伝送で問題となる3次分散効果,ショック効果,自己周波数シフト効果など,各種の摂動効果をすべて同時に考慮するとともに,偏波分散の影響を調べるための複屈折光ファイバ中のソリトンパルスの伝搬問題,超高速大容量伝送に不可欠な波長・偏波多重化問題,全光学信号処理のための光ソリトンパルスのスイッチング問題など,様々な光ソリトンパルス間の結合問題を取り扱うことが可能な,より一般化された非線形シュレディンガー方程式を導出した.次に,この一般化された非線形シュレディンガー方程式を解くための高精度数値計算アルゴリズムを考案するとともに,これを中核として,フェムト秒光ソリトンパルスを用いた次世代光通信システムの極限性能を追求するための光ソリトンパルス伝搬シミュレータを開発した.さらに,このシュミレータを駆使して,パルス幅やパルス間隔,あるいはパルス間の位相差などがフェムト秒光ソリトンパルス伝搬に与える影響を詳細に調査した.また,光ソリトンを用いた光論理回路デバイス実現の可能性についても種々検討を加え,各種の摂動効果の存在によってその論理演算動作特性が著しく劣化すること,こうした特性劣化を防ぐために分布定数形利得帯域制限増幅器を用いることを提案し,増幅器の利得や利得帯域幅を適当に調整することによって,光論理回路デバイスとしての動作の安定化を図ることが可能であることを見いだした.

In this paper, we discuss the basic problems of information signal system construction in the field of optical communication, and obtain the following results. The third order dispersion effect, the frequency effect, the dynamic effect, the influence of polarization dispersion, the complex refraction effect, the third order dispersion effect, the ultra-high speed and large capacity transmission effect, the wavelength and polarization multiplexing effect, All optical signal processing and optical solution problems, optical solution problems, optical The second generation of optical communication systems has been developed in pursuit of the ultimate performance of the next generation of optical communication systems. In this paper, we investigate the influence of phase difference between different phases of light and space in detail. In addition, various discussions have been conducted on the possibility of implementing optical logic circuit devices using optical cables, and the operating characteristics of logic calculations are deteriorating due to the existence of various "dynamic effects." To prevent this characteristic degradation, it is proposed that a distributed fixed-number gain band limiting amplifier be used, and the gain and gain band amplitude of the amplifier be appropriately adjusted. The stabilization of the operation of the optical logic circuit is possible.

项目成果

小嶋隆史: "分布定数形利得帯域制限増幅器を用いた非対称非線形光ファイバカップラの論理演算動作特性の安定化" 電子情報通信学会論文誌. 78-C-I. 642-649 (1995)

Takashi Kojima：“使用分布式增益限带放大器稳定非对称非线性光纤耦合器的逻辑操作特性”，电子、信息和通信工程师学会汇刊 78-C-I 642-649。