2018年10月研究会 アブストラクト

(OPE) 2018-10-18 : 09:30 - 10:50 座長: 中 良弘(九州保健福祉大学)

  1. インプリント法によるポリマー導波路カプラデバイスの作製と評価
    ○中崎蕗乃・石榑崇明(慶大)

    データセンタネットワークのさらなる高速化実現に向け、短距離マルチモードファイバ(MMF)リンクに対しても波長分割多重伝送(WDM)技術を用いる例が検討されている。本研究では、安価で柔軟性に優れるポリマー材料を用いたマルチモード導波路型光カプラを提案する。分岐部分の構造が異なる3種類のY分岐型光導波路カプラを作製した。特にコア部にSI型並びにGI型の屈折率分布を形成した導波路を作製し、様々な光学評価を行った。

  2. Mosquito法によるY分岐型マルチモードポリマー光導波路の作製
    ○中山知樹・石榑崇明(慶大)

    本研究では,マルチモード光ファイバ(MMF)を用いた波長分割多重リンクでの合波素子応用に向けた分岐型ポリマー光導波路の作製を検討した.当研究室にて考案されたMosquito法では,その作製工程上,同一平面内でコアが交差する構造の形成は困難と考えられており,その一例である分岐型光導波路の作製検討はなされて来なかった.そこで,分岐構造設計ならびにその形成方法を検討し,また,損失値に影響をもたらすコア・クラッドモノマー間の相互拡散を評価しながら分岐型光導波路を作製した.

  3. 有機薄膜光集積回路に向けた入出力グレーティングカプラの解析
    ○増田佳祐・雨宮知宏・各務 響・田中真琴・西山伸彦・荒井滋久(東工大)

    われわれは、有機薄膜内に各種光素子を一括集積する有機薄膜光集積回路(Organic Membrane Photonic Integrated Circuits; OMPICs)を提案している。有機薄膜を用いることで、光集積回路をフレキシブル化し、ウェアラブルで高速な光信号処理が実現できる可能性がある。OMPICsでは回路の薄さの観点から、グレーティングカプラを用いた垂直入出射によるアプローチが有効である。本発表では、従来のメタルグレーティングを用いた手法(最大光結合効率-5.8 dB)に改良を加え、光結合効率を-1.79 dBまで改善できたので、その解析結果についてご報告する。

(OCS) 2018-10-18 : 11:00 - 11:50 座長: 西山 伸彦(東工大)

  1. LCOS上波長帯分離光学系によるC+L帯波長選択スイッチ
    ○妹尾和則・山口慶太・片寄里美・鈴木賢哉・橋本俊和(NTT)

    C帯とL帯両方に対応可能なC+L帯波長選択スイッチ(WSS)を提案する。このWSSは各波長帯に対応するPLCフロントエンドを個別に設計・配置することで、スイッチング素子であるLCOS上に波長帯毎に異なる位置に分離集光することが可能であり、従来方式では実現困難だった32GHz以上の広帯域な特性を得ることに成功した。

  2. SOA搭載光スイッチにおける8×32-Gbaud 16-QAM WDM信号伝送
    ○鴻池遼太郎・鈴木恵治郎・井上 崇(産総研)・松本 武・倉橋輝雄・植竹理人・高林和雅・秋山 傑・関口茂昭(富士通研)・並木 周・河島 整・池田和浩(産総研)

    4チャネルInP-SOAをフリップチップ実装により搭載した4×4シリコンフォトニクススイッチを用いて、8 ch., 32 Gbaud, 16-QAM WDM信号の伝送実験を行った。SOAにより、デバイスのFiber-to-fiber損失を広波長帯域にわたって補償できることがわかった。デバイスへの入力光パワーの最適化により、4段の光スイッチを伝送させた場合においても、20% SD-FEC限界以下のBERを得た。

(OPE) 2018-10-18 : 13:10 - 14:25 座長: 中川 剛二(富士通研)

  1. [記念講演][高密度集積型石英系プレーナ光波回路の研究開発」を振り返って
    ○鈴木扇太(NEL)

    Abstract unavailable at this moment

  2. 高速FPCインタフェースを有するEML TOSAの53.2GBaud PAM4動作
    ○白尾瑞基・中村誠希・内山麻美・長谷川清智(三菱電機)

    高速FPCインタフェースを採用した、EML TOSAの動作特性を報告する。また、400G LR4実現に向けた伝送特性に関し、CWDM/LAN-WDM波長グリッドの比較検討を行ったので、これを報告する。

(LQE) 2018-10-18 : 14:35 - 15:50 座長: 片山 健夫 (大分大学)

  1. 1.3-µm帯npn-AlGaInAs/InPトランジスタレーザ電圧変調による大信号光応答の理論解析
    ○後藤優征・吉冨翔一・山中健太郎・西山伸彦・荒井滋久(東工大)

    れまでに当研究室では1.3 µm帯npn-AlGaInAs/InPトランジスタレーザの室温連続発振を実現してきた。今回、電圧変調による大信号の光出力応答シミュレーションを行った。活性層内電流の過渡的な変化を考慮することで、これまでの実デバイスで観測された入力とは逆方向のピークを持つ光出力の再現に成功した。そして、理論解析をもとに実デバイスにおける最適なコレクタ-ベース間容量、および高い消光比の確保のために最低限必要な端面反射率を求めた。

  2. リング共振器構造を有する全光半導体ゲート型モード同期レーザの出力量子効率決定要因分析研究および高効率動作事例報告
    ○石田耕大・岡野謙悟・長坂恭輔・バトフヤグ ガンバト・石井幸弘・竹下 諒・上野芳康(電通大)

    モード同期レーザは光時分割多重用クロック光源や希薄気体分子の分光用光源への応用が期待される.上記応用へ向けて,我々は全光半導体ゲート型モード同期レーザにおいてパルス幅1 ps以下のパルス発振や各光コム成分の線幅2 MHz以下を達成した.しかし,出力取り出し平均光パワーは共振器内に含めたEDFAの利得を高めても0.2 mW程度であり,外部微分量子効率も0.5%と低かった.そこで,本研究の目的は本モード同期レーザにおける外部微分量子効率の調査およびその改善とした.調査の結果,外部微分量子効率はEDFA出力後からパルス出力取り出し位置までの損失に依存する事が判明し,これらの間の損失を減らす事で外部微分量子効率は5.9%を得た.これは本モード同期レーザの損失がリング共振器内で不均一に存在しているためであると推定した.

  3. 高速化に向けた面発光レーザの電子スピン偏極変調特性
    ○横田信英・二坂薫平(東北大)・池田和浩(産総研)・八坂 洋(東北大)

    データ通信トラフィックの増大に対処するため、低コストかつ省電力な面発光レーザ(VCSEL)の高速化が求められている。本研究では、偏光変調光を用いた光励起によってVCSELにおける電子のスピン偏極度を変調し、VCSELの有する複屈折に起因した偏光モード間の周波数分離を上限とする約23 GHzの広い3 dB帯域を実験的に確認した。

(OCS) 2018-10-18 : 16:00 - 17:25 座長: 井上 崇(産総研)

  1. [招待講演]励起光と信号光の偏波直交配置を用いた広帯域WDM信号の光周波数シフト
    ○加藤智行・渡辺茂樹・谷村崇仁(富士通研)・Robert Elschner・Carsten Schmidt-Langhorst・Colja Schubert(HHI)・星田剛司(富士通研)

    信号光に対して直交偏波とした二つのCW励起光と非線形ファイバを用いた光周波数シフタを提案し、1.6-Tb/s DP-16QAM WDM信号を用いた160kmの伝送路途中でのWDM信号一括でのガードバンドのない光周波数シフトの実証実験を行い、エラーフリー伝送に成功した。

  2. 電気光学周波数変換によるミリ波3トーン信号の位相測定法
    ○森 隆・待鳥誠範(アンリツ)

    3周波の局発光を用いた電気光学周波数変換によるミリ波3トーン信号の位相測定法を提案し,300 GHz帯で100 MHz間隔の3トーン信号の位相測定を行なった結果を示す.本手法により3トーンの周波数間隔が4 Hzに短縮され,50 Sample/sの低いサンプリングレートで中間周波信号を捕捉することが出来た.位相測定の実験結果は,3次の非線形を考慮した位相の理論値と良く一致した.

  3. チャープパルス光に対する位相感応増幅特性
    ○井上 恭(阪大)

    位相感応増幅は低雑音/出力位相一定といった特徴を有する光増幅技術であり,理論的/実験的に様々に研究されているが,理論解析のほとんどは単一周波数光を前提としている.これに対し本発表では,チャープパルス光に対する位相感応増幅特性を論じる.色分散または自己位相変調によりチャープしたガウスパルス光に対する信号利得/出力波形/雑音指数を解析し,これらの特性が無チャープ時とは異なることを示す.

(LQE) 2018-10-19 : 09:30 - 10:45 座長: 西村 公佐 (KDDI)

  1. 低MDL6モードスクランブル型PLCモード合分波器の設計
    ○白田 幹・工藤美彩・藤澤 剛(北大)・坂本泰志・松井 隆・辻川恭三・中島和秀(NTT)・齊藤晋聖(北大)

    モード分割多重伝送(MDM)のための、モード依存損失(MDL)の小さい、スクランブル型PLCモード合分波器(モードスクランブラ)の設計法、及び、4,6、8モード用のモードスクランブラを設計している。まず、4、8モードスクランブラを考え、Y分岐導波路と、モード回転子を組み合わせることで、モード数が2Nの場合には、常に、MDLの小さなモードスクランブラが構成可能であることを示す。次に、6モードスクランブラに関して、単純なY分岐導波路の縦列接続ではMDLが大きくなってしまう原因を示すとともに、2、4モードスクランブラの組み合わせにより、MDLの小さなモードスクランブラが構成可能であることを示す。

  2. 強結合光導波路構造による高次モード励起抑制効果に関する基礎検討
    ○藤本勘太郎・姜 海松・浜本貴一(九大)

    ファイバ伝送容量の一層の増大のため、モード多重伝送技術が盛んに研究されている。モード多重伝送では、伝送路でモードクロストークが発生するため、既報告の多くはDSP(digital signal processing)デジタル信号処理によるMIMO(multi-in/multi-out)適用を前提としている。しかしながら、データセンター等近距離でのモード多重伝送への適用を考える場合、遅延およびコストの問題から、非MIMO伝送が望ましい。本研究では、非MIMO伝送のための伝送路として強結合光導波路に着目し、そのモードクロストーク抑制効果に関する基礎検討を行った。モードクロストーク発生のメカニズムの一つは、曲線導波路における他モード励振に起因している。曲線導波路での他モードの励振は、マルチモード導波路幅が見かけ上変化することに起因するため、幅細導波路を複数本近接させた強結合導波路の適用により、モード保持効果が期待される。そこでFDTD法によりS字曲線導波路における強結合導波路での他モード励振現象を検討した。結果として同一の導波路幅において、強結合導波路が通常のマルチモード導波路に比べてモード維持性が高いことを確認した。

  3. Siフォトニクスによる光渦MUX/DEMUXモジュール
    ○雨宮智宏(東工大)・吉田知也・渥美裕樹(産総研)・西山伸彦・宮本恭幸(東工大)・榊原陽一(産総研)・荒井滋久(東工大)

    100ギガビット超光リンクの低コスト化と低消費電力が進められる中、従来の多重方式に留まらず、光の自由度をより積極的に利用した次世代の方式が様々に展開されている。本研究では、その中でも特に、光渦(OAM : Orbital Angular Momentum)を利用した多重化伝送に注目し、Siフォトニクスによるチップ型OAM MUX/DEMUXモジュールの開発を行った。

(LQE) 2018-10-19 : 10:55 - 11:45 座長: 藤原 直樹 (NTT)

  1. アクティブMMIレーザ型モード選択光源のモード間クロストーク評価方法の検討
    ○森 智隆・洪 秉宙・姜 海松・浜本貴一(九大)

    AI、ビッグデータの進展を背景に、スーパーコンピュータ内においても、Tbps級の光通信技術を用いた光インターコネクション導入が検討されつつある。同等性能が10-20年後には小型IT機器にて実現されている事から将来は、小型IT機器内においても、Tbps超級超高速インターコネクションが必要になると予想される。その際、限られたスペースでTbps超級伝送を行う必要性から、単一光源で直接Tbps級伝送が可能な光源の実現が必須である。そこで我々は、アクティブMMIレーザ型モード選択光源を提案している。本モード選択光源は、1)空間モードをそれぞれ独立して発振する事ができる、2)各空間モードにおいて超高速直接変調が可能、という2点の特徴から、モード多重伝送による数10〜数100Tbps伝送が可能であると期待している。このレーザは、単一素子内にモード毎に共振経路の異なる導波路を含む構成としており、経路の異なる導波路上の電極の選択により、モードの選択的発振が可能である。これまでに、近視野像評価により単一の基本モード、及び1次モードがそれぞれ選択的に発振できている事を報告しているが、各モード発振時の他モードの微弱発振が生じているかどうか詳細な検討はなされていなかった。加えて、モード間クロストークを高感度で空間的に直接評価できる方法は現時点で十分に確立できているとは言えない状況であった。そこで本検討では、発振スペクトルを利用した間接的な評価方法を検討している。モード選択光源では、空間モードが異なると、その伝搬定数が異なる為、結果としてその発振波長中心は少し異なる波長にシフトする。この性質を利用して、発振スペクトルにおける各モードに対応している波長領域の光強度積分結果から、モードクロストーク評価を試みている。試作した素子の評価をしたところ、0次モード選択時-31.4 dB、1次モード選択時-27.9 dBと、本手法によるモード間クロストーク評価結果を初めて得たので報告する。

  2. A Thin Core (100nm) Silicon High-mesa Waveguide for High Quality Breath Sensors
    ○Yu Han・Wenying Li・Haisong Jiang・Kiichi Hamamoto(Kyushu University)

    Breath sensing is an effective tool for health-monitoring, because some contents present in the breath directly correlate to specific diseases. Since these breathing contents have different infrared absorption wavelengths, breath sensors based on infrared absorption can analyze these contents qualitatively and quantitatively by measuring the absorbing wavelength and intensity respectively. The implemented breath sensing systems based on infrared absorption so far are, however, mostly not handy which prevents daily health check. The reason is that the gas sensing cell in the system is large (several tens cm2 or even m2). Integrated optical circuits based on waveguides can compact the bulky gas cells to a mm2 area, so that the sensors become possible to be integrated into our as smartphones for in-situ and real-time breath sensing. Previously, for breathing sensing at the telecom band, a high-mesa waveguide with 260-nm thick silicon (Si) as the core has been proposed by our group. The waveguide has the portion of the guided light out of the waveguide (Γair) as high as 57%, but the 3dB/cm propagation loss (α) is high. According to Lambert-Beer law, the sensitivity of a waveguide sensor is proportional to Γair/α. The high propagation loss of 260 nm-thick Si decreases the sensitivity. In order to improve the sensing performance, an optimized design of the Si high-mesa waveguide was proposed in this work. We calculated the Γair and α with a thin Si (100nm) as the waveguide core and found that α could be reduced to 0.7 dB/cm, while the Γair was still maintained as 41%. As a result, the Γair/α of 〜0.6 is higher than that of the 260-nm Si waveguide (0.19), indicating that the 100 nm Si high-mesa waveguide has the potential to realize breath sensors with a higher sensitivity.

(OCS) 2018-10-19 : 13:05 - 14:20 座長: 森 隆(アンリツ)

  1. 超高QAM光信号のディジタルコヒーレント受信におけるアナログ・ディジタル変換器のダイナミックレンジに対する受信信号振幅最適化
    ○川端康大・五十嵐浩司(阪大)

    64QAM光信号のコヒーレント受信において、アナログ・ディジタル変換器のダイナミックレンジに対して受信信号振幅を最適化し、ビット誤り率(bit-error-ratio: BER)性能を明らかにした。また、符号速度の128倍のサンプリング速度に対して要求されるビット解像度を明らかにした。

  2. 擬似ランダムQPSK光信号のコンステレーション測定に対するスペクトル合成コヒーレント受信器の性能評価
    ○浦川直樹・五十嵐浩司(阪大)

    コヒーレント受光器とフィルタバンクスペクトル検出を組み合わせた複素電界振幅測定法を提案している。本方式では、光信号スペクトルを複数の狭帯域成分に分割して測定し、それらをディジタル信号処理によって合成する。この測定帯域は光検出器やアナログ・ディジタル変換器の帯域には制限されない。本研究では、長周期な疑似ランダムQPSK光信号のコンステレーション測定に対して、信号帯域分割数や位相雑音に対する適用範囲を明らかにする。

  3. 量子雑音限界で動作する光通信システムにおける通信路容量
    ○菊池和朗(NIAD-QE)

    本論文では,量子雑音限界で動作する強度変調・直接検波およびコヒーレント光通信システムにおける相互情報量を解析する。各種変復調方式における相互情報量は,量子雑音限界で動作するシステムにおいては,平均光子数の関数として計算できる。相互情報量の上限は通信路容量(シャノン限界)として規定されるが,本論文では更に,上記の相互情報量がどの程度シャノン限界に近づき得るかを検討する。このような検討は,極限的に微少な光子数でより多くの情報量を伝送するシステムに対する設計指針を与えるので,宇宙光通信などの分野で重要となると考えられる。

(OCS) 2018-10-19 : 14:30 - 15:20 座長: 谷澤 健(玉川大)

  1. 光ファイバ伝送路が各瞬間に与え得る最大の偏波状態の回転率の統計的な分布
    ○神田祥宏・村井 仁・佐々木浩紀(OKI)

    あらゆる入力偏波状態に対し,光ファイバ伝送路が瞬間的に与え得る最大のストークスベクトルの回転率について,その確率分布を述べる.実験と理論により,瞬間的に起こり得る最大の回転率の分布は,Maxwell分布に従うことを明らかにする.更に,シミュレーションにより,瞬間的に起こりうる最大の回転率の分布の平均値は,距離の平方根に比例することを示す.

  2. 多重量子井戸ハーフリッジ導波路型偏波制御/変調器の解析
    ○大川幸祐・種村拓夫・中野義昭(東大)

    多重量子井戸(MQW)を持つハーフリッジ導波路型偏波変換器と偏波依存光位相変調器(PD-PS)を用いた偏波制御/変調器を提案する.偏波変調の高効率化に向けて,コア層にMQWを用いる場合,MQWの複屈折性によって固有モードを大きく傾けられないことが課題となる.これに対し,従来の設計方針から偏波状態の推移を見直すことで,固有モードの傾きが小さい場合でもTE光を任意の偏波状態に変換できることを示す.

(OPE) 2018-10-19 : 15:30 - 16:20 座長: 庄司 雄哉(東工大)

  1. ストークスベクトル受信器向け偏波トラッキングアルゴリズム
    ○石村昇太・西村公佐(KDDI総合研究所)

    近年、データセンターの急速な普及や、メトロネットワークの高速化により、中距離大容量通信の需要が増している。これら中距離向けのシステムではコストの制約が厳しく、高価なコヒーレント光受信器の導入は難しい。一方、近年注目を集めているストークスベクトル受信方式は、簡素な構成でありながら、従来の直接検波方式より高い周波数利用効率を実現できる。しかしながら、直接検波方式とは異なり、ファイバ伝送中の偏波変動に感応であり、受信側ではDSPを用いて偏波変動を追従する必要がある。本稿では簡易な偏波追従アルゴリズムを提案し、その有効性を示す。

  2. 光集積ストークスベクトル直接検波回路による三次元偏波変調信号の受信感度解析
    ○菅沼貴博・中野義昭・種村拓夫(東大)

    短距離光通信向けの変調方式としてストークスベクトル直接検波方式が注目されている.本方式に用いるInP集積受信回路の幾つかについて,三次元変調信号に対する受信感度特性の解析を行い,従来方式向けの受信器と併せてその性能を比較検討した.解析の結果,提案素子はパルス振幅変調方式用受信器に比べて優れた特性を有することが明らかとなり,さらに変調の多値度の増加に伴ってその優位性が拡大することが示された.

最終更新: 2018-10-11 (木) 07:04:39 (37d)