時空融合型光制御デバイスの機能複合化

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本研究では,これまで本研究者か取り組んできた時空融合型光制御機能について, 機能の複合化によるデバイスの高度化を進めてきた. 以下の2つのアプローチから研究を進めた.(1)基本となる疑似速度整合型位相変調器の高速化と低駆動電力化,(2)機能複合化による時空融合光制御デバイスの高度化.平成20年度では, 主に以下の研究成果を得た.1. 擬似速度整合型変調器のスラブ導波路型化我々のデバイスでは, 光の空間的特質を利用するため, 変調電極をマイクロストリップラインとしている. 変調効率を向上するためには, 電極間間隔を短くすることが有効である. マイクロストリップライン型変調器の場合は, 回折の影響から, バルク型では電極間間隔を0.3mm程度にまでにしか短くすることができない. そこで本研究では我々のデバイスのスラブ導波路型化を検討した. プロトン交換法による導波路化の場合,電気光学定数がバルク値より低下するなどの問題があり, 導波路を伴う電極短縮が本当に効率向上に有効であるかは自明では無かった. そこで, 効率に影響を与える全てのパラメータを考慮してシミュレーションにより効率向上の効果を検討した. その結果, およそ0.1mm程度以下にまで電極間隔を短くすることで効率向上が見込めることが明らかとなった. またこのシミュレーションで予想される効率向上率は実験により確かめられた.2. 2つの超高速電気光学偏向器を利用した光信号の時空間マッピング2つの擬似速度整合型電気光学偏向器を利用することで, 光信号の時空間マッピングを実現することを提案し, 実証した. 光信号の時間的特性を時間軸で操作する手法を世界で初めて提案し, 本手法に基づきおよそ2 psのパルス生成を実現した.3. ブラッグ回折型光周波数シフタのシフト量低倍動作進行波位相格子に基づく超10 GHz級光周波数シフタにおいて, 分極反転形状を工夫することで, 周波数シフト量の逓倍動作が可能であることを提案し, 実証した. 世界で初めて16GHzの変調電源を用いて±32 GHzの周波数シフト量を実現した.