外部変調器フリー直交振幅変調光源への挑戦

近年、大型IT企業の有するデータセンター間における大容量通信用光源の需要が急増しており、光電界の実部と虚部における直交性を利用した直交振幅変調を活用した光源の低コスト化や省電力化が重要である。本研究では、コストや消費電力のボトルネックとなる外部変調器を用いることなく半導体レーザから直交振幅変調光を直接生成するための光源技術の開発を目的としており、相互注入同期現象を活用する独自提案の直交振幅変調光源について原理検証する。当該年度では、2つの半導体レーザを導波路型の光フィルタであるリング共振器によって結合したInP光集積回路チップを設計し、ファウンドリサービスを活用して発注した。相互注入同期条件の考察や相互注入同期時の変調周波数応答特性などを評価可能な光集積回路パターンも設計しチップ内に配置した。現在、本チップはファウンドリによって作製されている段階である。また、ファウンドリで作製可能な光集積回路は光フィルタのQ値や半導体レーザの変調速度などの点で制限を受けるため、光集積回路チップの試作と並行して、バルク素子を用いた原理検証実験系の立ち上げを進めた。高Q値を有する光フィルタとして、高反射率ミラーを用いた三角共振器とファブリペローエタロンを候補とし、それぞれをコンパクトに配置可能な光学系の設計を行った。また、2つの半導体レーザ間で安定した強い相互注入同期を得るためのアイデアを検討し手がかりを得た。

近年、大型IT企業の有するデータセンター間における大容量通信用光源の需要が急増しており、光電界の実部と虚部における直交性を利用した直交振幅変調を活用した光源の低コスト化や省電力化が重要である。本研究では、コストや消費電力のボトルネックとなる外部変調器を用いることなく半導体レーザから直交振幅変調光を直接生成するための光源技術の開発を目的としており、相互注入同期現象を活用する独自提案の直交振幅変調光源について原理検証する。当該年度では、2つの半導体レーザを導波路型の光フィルタであるリング共振器によって結合したInP光集積回路チップを設計し、ファウンドリサービスを活用して発注した。相互注入同期条件の考察や相互注入同期時の変調周波数応答特性などを評価可能な光集積回路パターンも設計しチップ内に配置した。現在、本チップはファウンドリによって作製されている段階である。また、ファウンドリで作製可能な光集積回路は光フィルタのQ値や半導体レーザの変調速度などの点で制限を受けるため、光集積回路チップの試作と並行して、バルク素子を用いた原理検証実験系の立ち上げを進めた。高Q値を有する光フィルタとして、高反射率ミラーを用いた三角共振器とファブリペローエタロンを候補とし、それぞれをコンパクトに配置可能な光学系の設計を行った。また、2つの半導体レーザ間で安定した強い相互注入同期を得るためのアイデアを検討し手がかりを得た。