半導体レーザ増幅器中の4光波混合を用いた波長選択信号再生の研究

半导体激光放大器中四波混频波长选择性信号再生的研究

• 批准号: 13026203
• 负责人: 河口 仁司
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13026203/
• 关键词: 半導体光増幅器; 4光波混合; 多重分離; 利得飽和; 超短光パルス; 多重量子井戸; ポンプ-プローブ法; ヘテロダインポンプ-プローブ法

半導体光増幅器(SOA)の極短光パルスに対する利得飽和特性、およびSOA中の4光波混合とその多重分離(DEMUX)への応用に関する研究を行い、以下の点について成果を得た。1.SOAのフェムト秒光パルスに対する利得飽和特性組成の異なる量子井戸を複数積層した活性層を用いることにより利得幅を拡大した、MQW構造SOAにフェムト秒光パルスを入力し、利得飽和特性を評価した。その結果、利得飽和の波長依存性は小さいが、わずかに長波長ほど飽和出力が大きいことがわかった。これは、エネルギーの高い準位から低い準位へ、キャリアが供給されているためであると考えられる。2.ポンプープローブ法によるSOA利得ダイナミックスの測定直交偏光ポンプ-プローブ法を用いて、利得幅を拡大したSOAの光学利得のダイナミックスを測定し、数100fsの高速応答が得られることが分かった。利得幅を拡大したSOAでは利得の偏光依存性が大きく、又、利得が最大になる波長も偏光により異なる。そこで、同一の偏光でも利得のダイナミックスが測定できるように、ヘテロダインポンプ-プローブ法を実現し、高速応答性を確認した。3.SOA中の4光波混合のDEMUXへの応用SOAを光非線形媒質として用い、サブピコ秒光パルス間の4光波混合特性について理論的に検討した。特に多チャンネルの信号が波長の異なる出力として同時にとり出せる多重分離(DEMUX)への応用を目的として解析した。これは時分割多重信号の周波数多重信号への変換でもある。その結果、DEMUXの最高速度は主にSOAの利得帯域幅で決まっており、利得帯域幅の広いSOAの実現が不可欠であることがわかった。

Semiconductor optical raised picture (SOA) の very short light パ ル ス に す seaborne る gain saturation characteristics, お よ び SOA の 4 waves in mixed と そ の multiple separation (DEMUX) へ の 応 with に masato す る を line い, the following の に つ い た を て achievements. 1. の SOA フ ェ ム ト second light パ ル ス に す seaborne る gains saturation characteristic of の different な る quantum well opens を plural horizon し た を active layer with い る こ と に よ り gains を picture company, big し た, MQW structure SOA に フ ェ ム ト second light パ ル ス を し into force, the gain saturation characteristics を review 価 し た. そ の results, small gain saturation の wavelength dependence は さ い が, わ ず か に long wavelength ほ ど saturated output が big き い こ と が わ か っ た. こ れ は, エ ネ ル ギ ー の い quasi high bit か ら い below へ, キ ャ リ ア が supply さ れ て い る た め で あ る と exam え ら れ る. 2. ポ ン プ ー プ ロ ー ブ method に よ る gains SOA ダ イ ナ ミ ッ ク ス の determination of orthogonal polarization ポ ン プ - プ ロ ー を ブ method with い て, gains を company, big し た の optical gain SOA の ダ イ ナ ミ ッ ク ス を し, number 100 fs の high-speed 応 answer が ら れ る こ と が points か っ た. Gains を picture company, big し た SOA で は gains の polarization dependence が big き く, and the biggest gains が に な る wavelength も polarization に よ り different な る. そ こ で, same の polarization で も gains の ダ イ ナ ミ ッ ク ス が determination で き る よ う に, ヘ テ ロ ダ イ ン ポ ン プ - プ ロ ー を ブ method be し now, high-speed 応 answer を confirm し た. 3. の 4 waves are mixed in SOA の DEMUX へ の 応 with SOA を optical nonlinear medium と し て い, サ ブ ピ コ second light パ ル ス の four waves mixing characteristics between に つ い て theory に beg し 検 た. Special に more チ ャ ン ネ ル が の signal wavelength の different な る output と し て also に と り out せ る multiple separation (DEMUX) へ の 応 purpose を と し て parsing し た. When <s:1> れ ある, multiple signals are divided by the frequency of <s:1> and the number of waves of multiple signals is changed by へ and <s:1>. そ の results, DEMUX の top speed は main に の gains 帯 domain of SOA で definitely ま っ て お り, gains 帯 domain of の hiroo い SOA の be が now do not owe で あ る こ と が わ か っ た.

项目成果

H.Kawaguchi, Y.Ito: "Waveforms of subpicosecond optical pulses generated by spectral filtering"OECC/IOOC2001. 516-517 (2001)

H.Kawaguchi、Y.Ito：“光谱滤波产生的亚皮秒光脉冲的波形”OECC/IOOC2001。

山吉康弘, 河口仁司: "半導体光増幅器中のピコ秒光パルス間の4光波混合を用いた全光型多重分離特性の解析"電子情報通信学会、信学技法. PS2001-12. 19-24 (2001)

Yasuhiro Yamayoshi、Hitoshi Kawaguchi：“使用半导体光放大器中皮秒光脉冲之间的四波混合来分析全光解复用特性”，电子、信息和通信工程师学会，IEICE 技术 (2001 年)。 ）

L.Occhi, Y.Ito, H.Kawaguchi, L.Schares, J.Eckner, G.Guekos: "Intraband gain dynamics in bulk semiconductor optical amplifiers:Measurements and Simulations"IEEE J.Quantum Electorn.. Vol38,No1. 54-60 (2002)

L.Occhi、Y.Ito、H.Kawaguchi、L.Schares、J.Eckner、G.Guekos：“块状半导体光放大器的带内增益动态：测量和模拟”IEEE J.Quantum Electorn.. Vol38，No1。

H.Kawaguchi, N.K.Das, Y.Yamayoshi: "Analysis of optical DEMUX and phase-conjugate characteristics based on four-wave mixing in semiconductor optical amplifiers"10th European Conference on Integrated Optics, ECIO. 479-482 (2001)

H.Kawaguchi、N.K.Das、Y.Yamayoshi：“基于半导体光放大器中四波混频的光解复用和相位共轭特性分析”第十届欧洲集成光学会议，ECIO。

片山健夫, 伊藤慶孝, 河口仁司: "利得波長幅を拡大した半導体光増幅器のフェムト秒光パルス利得飽和特性"2001年(平成13年)秋季、第62回応用物理学会学術講演会. 13P-Y-8. 910 (2001)

Takeo Katayama、Yoshitaka Ito、Hitoshi Kawaguchi：“具有扩展增益波长宽度的半导体光放大器的飞秒光脉冲增益饱和特性”，2001 年秋季，日本应用物理学会第 62 届年会（2001 年）。 ）