音響・磁気光学導波路型波長選択光スイッチング集積回路およびWDM交換器の研究

声/磁光波导波长选择光开关集成电路及WDM交换机研究

• 批准号: 14041207
• 负责人: 後藤 信夫
• 金额: $ 2.69万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14041207/
• 关键词: 情報通信工学; 量子エレクトロニクス; 応用光学・量子光工学; フォトニックネットワーク; 光スイッチ

導波路型波長選択光スイッチング集積回路、光交換器および光ルータに関し検討を行い、良好な成果が得られた。1.弾性表面波(SAW)-光相互作用による集積型スイッチ素子の検討コリニア音響光学(AO)相互作用を用いた波長選択スイッチ素子において、スイッチングの消光比、波長選択性の改善、およびスイッチング動特性の評価のため、FDTD法によりスイッチングに伴う光波伝搬の解析を行った。SAWテーパ型導波路により重み付けAO相互作用を行った場合のFDTD解析を行い、波長選択性のフィルタリング特性におけるサイドローブを-20dB以下に抑えられることを計算機シミュレーションにより確認した。素子の構成要素である相互作用領域、入力Y合波領域、出力Y分岐領域を一体とした素子において解析し、入力Y合波領域の光波伝搬特性がサイドローブの特性に影響を与えていることを明らかにした。2.マイクロ波静磁表面波(MSSW)-光相互作用による高速スイッチ素子の検討MSSWによる磁気光学(MO)効果を用いたスイッチング素子としてGGG基板上のCeドープBi:YIG単結晶薄膜を用いた多層構造においてスイッチングの動特性解析と高効率化のための素子最適設計を目的としてFDTD法による解析を行った。時間領域の差分にPLRC (Piecewise Linear Recursive Convolution)法を適用してシミュレーションを行い、MSSWによりTEモードからTMモードへモード変換されていることを確認した。また、より制御効率を高めるとともにスイッチの集積化に適した構成としてMSSWを集束させて伝搬させるためのMSSW導波構造について検討を行った。3.増幅素子の広帯域化とスイッチ素子・交換器との集積化の検討Er-Yb共添加ガーネット結晶薄膜を用いた導波路型増幅素子について素子構成の最適化をめざし、FDTD法による解析を行った。励起光と信号光の結合領域として方向性結合器型の構成を採用し、増幅領域において高効率に励起できることを示した。より広帯域な光増幅が可能なラマン増幅素子をLiTaO_3、基板上LiNbO_3結晶導波路を用いて検討した。電気光学効果を用いた位相整合制御が可能であることを示し、また増幅利得の理論的評価を行った。さらに、誘導ラマン散乱の基礎特性としてLiNbO_3からのラマン散乱の実験的確認を行った。波長選択的スイッチングについての実験的な検討、および光ルーティングシステムのハードウェアおよびソフトウェアに関するさらなる検討が必要であるが、この成果をもとに、さらに高度な研究開発展開が可能になった。

Waveguide wavelength selection optical fiber network integration loop, optical switch and optical fiber network related research, good results achieved 1. The wavelength selectivity of SAW-AO interaction, extinction ratio of SAW-AO interaction, improvement of wavelength selectivity, evaluation of SAW-AO dynamic characteristics, FDTD analysis of SAW-AO interaction. The FDTD analysis of SAW waveguide is carried out in the case of heavy AO interaction, and the wavelength selection is carried out in the case of heavy AO interaction. The interaction domain of the constituent elements of the element, the input Y composite domain, and the output Y branch domain are integrated into the analysis of the element, and the optical transmission characteristics of the input Y composite domain are affected by the characteristics of the element. 2. Magnetostatic Surface Wave (MSSW)-Optical Interaction Analysis of High Speed and High Efficiency Elements for Magneto-Optical (MO) Effect Analysis of Ce: Bi:YIG Crystal Thin Films for Multilayer Structures PLRC (Piecewise Linear Recursive Convolution) method is applied to the time domain, and MSSW is used to confirm the TE model. The integrated structure of MSSW is discussed in detail. 3. Analysis of the optimization of the composition of the amplitude-increasing element by FDTD method for the application of waveguide type amplitude-increasing element in Er-Yb co-doped crystalline thin films. Excitation light and signal light combination field and directional combiner type composition are adopted, amplitude field and high efficiency excitation light combination field are adopted, and excitation light combination field is adopted. The optical amplitude of the optical fiber in the optical fiber band can be increased by using LiTaO_3 and LiNbO_3 crystal waveguide on the substrate. The theory of electrical integration is discussed. The basic characteristics of LiNbO_3 and LiNbO_3 are confirmed. The wavelength of the selected wavelength is selected from the group consisting of the wavelength of the selected wavelength and the wavelength of the selected wavelength. The wavelength of the selected wavelength is selected from the group consisting of the wavelength of the selected wavelength and the wavelength of the selected wavelength.

项目成果

N.Goto, Y.Miyazaki, K.Takahashi: "Dynamic Characteristics Analysis of Wavelength-Division-Multiplexing Guided-Wave Separation Switch Using Acoustooptic Effect"Jpn.J.Appl.Phys.. (to be published). (2003)

N.Goto、Y.Miyazaki、K.Takahashi：“利用声光效应的波分复用导波分离开关的动态特性分析”Jpn.J.Appl.Phys..（待出版）。

Y.Miyazaki: "Electromagnetic Analysis of Near Fields in Tapered Dielectric Waveguides by Spectral Function"PIERS 2003 (Progress In Electromagnetics Research Symposium), Singapore. 3P1.6 (2003)

Y.Miyazaki：“通过谱函数对锥形电介质波导中的近场进行电磁分析”PIERS 2003（电磁学研究研讨会进展），新加坡。

後藤信夫, 宮崎保光: "コリニア音響光学相互作用を用いたWDMルーティング用光波長選択スイッチのFDTD解析"電子情報通信学会論文誌. Vol.J86-C, No.12. 1272-1281 (2003)

Nobuo Goto，Yasumitsu Miyazaki：“使用共线声光相互作用进行 WDM 路由的光波长选择开关的 FDTD 分析”，电子、信息和通信工程师协会学报，第 J86-C 卷，第 1272-1281 期。 2003）

Y.Miyazaki, N.Goto: "Tunable Matrix Switches and Routers Consisting of Waveguide-Type Acousto-Optic Separators with SAW for WDM Systems"Proc. of 2002 IEEE Ultrasonics Symp., Munich, Germany. 3G-5 (2002)

Y.Miyazaki，N.Goto：“用于 WDM 系统的由带 SAW 的波导型声光分离器组成的可调谐矩阵开关和路由器”Proc。

T.Masuda, Y.Miyazaki: "Electromagnetic Scattering and Absorption of Conducting Elliptic Cylinder Coated with Lossy Ferrite Absorber"Proc. of International Symposium on Antennas and Propagation (ISAPi-02). 217-220 (2002)

T.Masuda，Y.Miyazaki：“涂有有损铁氧体吸收体的导电椭圆柱的电磁散射和吸收”Proc。