無雑音光増幅器の研究

无噪声光放大器的研究

基本信息

批准号：
10875011
负责人：
菊池和朗
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875011/
关键词：
光増幅雑音光ファイバ通信光パラメトリック効果

项目摘要

エルビウム光ファイバ増幅器の実用化により,光増幅技術は,光ファイバ通信や計測の分野に大きなインパクトを与えつつある。しかしこのようなレーザ増幅器の雑音指数は,自然放出光の作用により,最小の場合でも3dBである。増幅器の利用により光パワーは増加するものの,S/N比は3dB以上劣化することが避けられない。雑音指数0dBの無雑音光増幅器は,光エレクトロニクス分野の研究者・技術者にとって,夢の光増幅器である。量子光学の分野では,このような無雑音光増幅は縮退光パラメトリック効果を用いて実現可能であることが示されている。この光増幅器は位相感応型光増幅器と呼ばれ,光信号の搬送波と位相が同期したポンプ光を用意し,ポンプ光のエネルギーを信号光へ移行させることにより,増幅を実現する。本研究では,非線形光学特性を増強した高非線形分散シフト光ファイバを用いた位相感応型無雑音光増幅器の可能性について検討した。まず,非線形サニャツク干渉系を構成すれば位相感応型無雑音光増幅器が実現できることを示した。次に非線形シュレーディンガー方程式を用いて光ファイバ中の光パラメトリック過程を理論的に解析することにより,最適ファイバ長,最大の増幅度等に関する知見を得た。さらに位相感応型無雑音光増幅器と同一のデバイスで,偏波無依存・波長シフトフリーの位相共役デバイスが構成できることを示し,実験により原理の検証を行った。

随着ERBIUM光纤放大器的实际应用，光学放大技术正在对光纤通信和测量领域产生重大影响。但是，由于自发发射光的作用，这种激光放大器的噪声图即使在最低情况下也是3DB。尽管光电功率随使用放大器的使用而增加，但不可避免的是，S/N比不可避免地会降低超过3DB。具有0DB噪声的无噪声光放大器是光学电子领域研究人员和工程师的梦想光放大器。在量子光学的领域中，这种无噪声的光放大被证明是可以使用退化的光载体效应。该光学放大器称为相位敏感的光学放大器，并通过制备泵灯来放大该相位与光学信号的载波同步，并将泵光的能量转移到信号灯上，从而实现放大。在这项研究中，我们研究了使用高度非线性分散型光纤具有增强的非线性光学特性的相敏感，无噪声光学放大器的可能性。首先，证明可以通过构建非线性Sanitsk干扰系统来实现相关无噪声光学放大器。 Next, by theoretical analysis of optical parametric processes in optical fibers using the nonlinear Schrödinger equation, we obtained knowledge on optimum fiber length, maximum amplification degree, etc. Furthermore, it was shown that polarization-independent and wavelength shift-free phase conjugation devices can be constructed using the same device as the phase-sensitive noiseless optical amplifier, and the principle was verified through experiments.