光ファイバ中のパラメトリック効果を用いた高機能光信号処理デバイスに関する研究

近年、インターネットの普及に伴い、情報トラフィックが年率2倍という驚異的な比率で増大しており、光ファイバ通信システムの基幹伝送系に対して更なる大容量化が急速に求められている。この要望に応えるには、波長変換やスイッチングなどの信号処理を光領域で行う光信号処理技術の確立が求められる。本研究は、光ファイバ中の光パラメトリック増幅効果を用いて次世代光通信システムに必要な種々の高機能光デバイスを実現することを目的として行われた。その結果として、主に以下の成果を挙げた。まず、近年注目を集めている2つのポンプ光を用いた光パラメトリック効果の解析を行い、背後にある原理を解明した。また、損失分散を持つファイバ中における光パラメトリック効果を検証した結果、適当な損失分散を持っファイバでは、正常分散領域においてもパラメトリック効果が誘起されることを、理論的・実験的に初めて明らかにした。通常のファイバでは異常分散領域でしかパラメトリック効果が起こらないだけに、本研究成果の意義は大きく、ファイバの損失分散を上手く設計することでパラメトリック効果の帯域を劇的に拡大できる可能性を示唆している。さらに、円偏波維持ファイバを用いると光パラメトリック効果特性が向上することに着目し、円偏波維持ファイバの製造した。これを用いて、160Gpsという高ビットレートの信号の偏波無依存波長変換に初めて成功した。また、パラメトリック効果の一種である楕円偏波回転効果を利用することで、40Gbpsの全光波形再生器が実現できることを実証した。

近年、インターネットの普及に伴い、情報トラフィックが年率2倍という驚異的な比率で増大しており、光ファイバ通信システムの基幹伝送系に対して更なる大容量化が急速に求められている。この要望に応えるには、波長変換やスイッチングなどの信号処理を光領域で行う光信号処理技術の確立が求められる。本研究は、光ファイバ中の光パラメトリック増幅効果を用いて次世代光通信システムに必要な種々の高機能光デバイスを実現することを目的として行われた。その結果として、主に以下の成果を挙げた。まず、近年注目を集めている2つのポンプ光を用いた光パラメトリック効果の解析を行い、背後にある原理を解明した。また、損失分散を持つファイバ中における光パラメトリック効果を検証した結果、適当な損失分散を持っファイバでは、正常分散領域においてもパラメトリック効果が誘起されることを、理論的・実験的に初めて明らかにした。通常のファイバでは異常分散領域でしかパラメトリック効果が起こらないだけに、本研究成果の意義は大きく、ファイバの損失分散を上手く設計することでパラメトリック効果の帯域を劇的に拡大できる可能性を示唆している。さらに、円偏波維持ファイバを用いると光パラメトリック効果特性が向上することに着目し、円偏波維持ファイバの製造した。これを用いて、160Gpsという高ビットレートの信号の偏波無依存波長変換に初めて成功した。また、パラメトリック効果の一種である楕円偏波回転効果を利用することで、40Gbpsの全光波形再生器が実現できることを実証した。