高非線形光ファイバを用いた全光学的信号処理

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本研究は、光ファイバをベースにした超高速全光信号処理デバイスの開発を行なうことを目的とする。全光学的波長変換、全光学的閾値弁別、全光学的時間多重分離などを可能にする全光学的信号処理デバイスを開発し、160Gbit/s光伝送システムテストベッド上での評価を行う。これらの高非線形光ファイバを用いた光信号処理回路の開発により、100Gbit/sを超える超高速光情報ネットワークを支える基盤技術の確立を目指す。今年度は、民間研究機関との共同研究を実施し、酸化ビスマスガラスなどの新規ガラス材料にフォトニック結晶ファイバ(PCF)構造を導入することにより、非線形性を増強し分散を制御した高非線形ファイバの性能向上をはかった。酸化ビスマスガラスの材料分散は、PCFの構造分散によりキャンセルされ玉波長1550nm帯での分散が低減された。シリカファイバへの融着が可能であるため、素子の安定性は高い。しかし、融着接続損がまだ大きく、この点が実用化を阻害する原因であることがわかった。次に、この高非線形ファイバを用いた全光信号処理デバイスへの応用を検討した。四光波混合に基づく波長変換器、再生中継器などを対象とした。融着損失を低減し、さらに伝搬損失の低減によりファイバ長を2-3mにできれば、応用分野は今後大幅に拡大できることが期待できる。