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2次非線形光学効果による非線形屈折率を用いた導波形光制御デバイスに関する研究

利用二阶非线性光学效应产生的非线性折射率的波导光控器件研究

基本信息

批准号：
08750060
负责人：
村田博司
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、2次の非線形光学効果に起因する実効的な非線形屈折率効果を応用した、新しい導波形光-光スイッチ・変調器の可能性を追求した。2次の非線形光学効果を持つ媒質において、波長変換過程の位相整合条件がわずかにみたされないときには、光波に対する実効的な屈折率が光強度により変化する、すなわち非線形屈折率が生じることが、近年明らかとなった。この効果は、超高速応答性と鋭い波長選択性を示し、かつ実光吸収を伴わないという、3次の非線形性による非線形屈折率にはない特長を持っている。したがって、2次の非線形性による非線形屈折率効果を利用することで、従来の光-光スイッチ・変調器では得ることのできない新しいタイプの光デバイスを実現可能と考えられる。デバイスの構造としては、方向性結合器を考え、理論、実験の両面から研究を進めた。1.動作解析:2次非線形光学効果による実効的非線形屈折率効果がある場合の方向性結合器型導波路における光波伝搬特性を、結合モード解析、BPM解析を用いて解析した。導波光学系で重要となる、光波モードの界分布、位相速度による伝搬特性の変化を求め、光-光スイッチ・変調器の動作を明らかにした。2.設計:上記の解析結果に基づき、ニオブ酸リチウムを用いた場合のデバイスの設計を行った。光-光スイッチ動作に必要な光電力は、動作波長1μm、結合長1cm、導波路断面積10μm^2の時に、5Wとなった。3.試作・実験:設計したデバイスの試作・動作実験を行った。位相整合条件の制御には分極反転構造を用いた。微細な分極反転パターンを設計通りに作製することが難しく、光-光スイッチ実験には至らなかったが、実効的な非線形屈折率効果を確認した。以上により、本研究をさらに発展させるための基礎を固めることができた。

This study pursues the possibility of using non-linear refractive index effects and new waveform light-optical modulators that cause and cause secondary nonlinear optical effects. The secondary non-linear optical effect is maintained by the medium, the phase integration condition of the wavelength conversion process, the light wave The refractive index of the に対する実 effect is the light intensity により剉化する, the non-linear refractive index が生じることが, and the recent らかとなった. Excellent effect, ultra-fast response and wavelength selection properties, excellent light absorption and performanceいという, tertiary non-linearity によるnon-linear refractive index にはないspeciality をhold っている.したがって、Quad nonlinearityによるNonlinear refractive index effectをutilizationすることで、従来の光-光スイッチ・変adjusting device では got ることのできない新しいタイプの光デバイスを実appears possible と考えられる.デバイスのstructural としては, directional combiner をtest え, theory, 実験の両面から research を Advance めた. 1. Action analysis: secondary non-linear optical effect, non-linear refractive index effect, directional coupler type waveguide path, light wave transfer characteristics, combined モード analysis, BPM analysis, and いて analysis. Guided wave optics system is important, boundary distribution of light wave, phase velocity, change characteristics, and light-light modulator action. 2. Design: The analysis results mentioned above are based on the analysis results and the design of the のデバイスの design for the occasion. Light-optical operation requires no photoelectric power, an operating wavelength of 1μm, a coupling length of 1cm, a waveguide cross-sectional area of 10μm^2, and a 5W power. 3. Prototype・実験: The design is a trial production・action is done. The phase integration condition is controlled by the polarization and reverse structure. Fine polarization reverse 転パターンを design pass りに production することが difficult しく, light-light スイッチ実験には to らなかったが, the non-linear refractive index effect of the 実 effect has been confirmed. Based on the above, this research is based on the basics of this research.