半導体光増幅器中の4光波混合を用いた波長選択信号再生の研究

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半導体光増幅器(SOA)中の、4光波混合による波長変換を用いた多重分離(DEMUX)・ルーティング、およびそのために有用なスーパーコンティナム(SC)光の発生、光パルス圧縮、SOAの利得の高速応答について検討した。1.SC光パルス発生と光パルス圧縮光パラメトリック発振器で発生した1.5μm帯の180fsの光パルスから、1mの分散補償用ファイバ(正常分散ファイバ)を用いて、約300nmのスペクトル幅をもつSC光を発生した。異常分散ファイバにより分散補償することにより約43fsの光パルスへの圧縮に成功した。この結果は、光ファイバ中の光カー効果と2次分散を考慮した解析結果とよく一致することがわかった。2.2色ポンプ・プローブ法によるSOAの利得応答特性の測定SC光から、バンドパスフィルタで異なる2波長成分を切り出し、2色ポンプ・プローブ法の光源とした。これにより時間分解能を100fs台にすることができた。組成の異なる量子井戸を積層した活性層を用いることにより、利得帯域幅を拡大した非対称MQW構造半導体光増幅器のダイナミックスをこの2色ポンプ・プローブ法により測定した。その結果、長波長ほど利得の飽和が速く回復することがわかった。この結果は、レート方程式を用いた詳細な解析とも良く一致することがわかった。3.光時分割信号の多重分離SOAの4光波混合を用いて、光時分割多重信号の多重分離(DEMUX)を行い、チャネル毎に異なる波長の信号として出力した。波長とタイミングが異なる複数のポンプ光を用い、SOAにより波長とタイミングが異なる複数の4光波混合を生成し、バンドパスフィルタで各4光波混合光を分離した。実験により、160Gbit/s相当のOTDM信号からDEMUXされた、波長とタイミングが異なる2つの出力光が得られることを確認した。