Group-IV semiconductor based photonic waveguide devices for versatile pulsed data processing

基于 IV 族半导体的光子波导器件,用于多功能脉冲数据处理

基本信息

  • 批准号:
    20F20374
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-11-13 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this JSPS research fund between Apr.2022 and Nov. 2022, we worked on 25-Gbps all-optical data processing based on the silicon carbide (SiC) micro-ring resonator. This SiC micro-ring resonator with a nonlinear refractive index of 3.05×10-14 cm2/W of is retrieved from the pump-probe analysis. In addition, the eye diagram of the wavelength-converted data exhibits its signal-to-noise and on/off-extinction ratios (SNR and ER) of 5.6 dB and 11.8 dB, respectively. For the 25-Gbps data inversion, the SNR and ER can be evaluated as 4.8-dB and 10.2-dB, respectively. In addition, the rising and falling time in an ultrafast switching is also measured as less than 22 ps. This phenomenon causes all-optical data processing including both wavelength switching and format conversion. Therefore, the highly nonlinear optical SiC micro-ring resonator can achieve error-free operation with a bit-error ratio (BER) lower than 1×10-5 at 25 Gbps.In taddition, the O-band Ge p-i-n photodetector (PD) are demonstrated to receive the NRZ-OOK data beyond 60 Gbps. After optimizing the transmission-line designs, the Ge PD improves its RLC response to enhance the receiving bandwidth. Decreasing the transmission-line length from 280 μm to 80 μm extends the S11 spectral response from 51 to 57 GHz. When the Ge PD is used to receive the optical NRZ-OOK data stream, the long-electrode device exhibts 53-Gbps receiving performance. The short-electrode Ge PD receives the NRZ-OOK data beyond 56 Gbps and 60 Gbps under error-free communication criterion of BER<10-12 and BER<10-9 , respectively.
在2022年4月至2022年11月之间的JSPS研究基金中,我们基于碳化硅(SIC)微环谐振器进行了25 Gbps全光数据处理。该SIC微型环谐振器的非线性折射率为3.05×10-14 cm2/w,从泵探针分析中获取。另外,波长转换数据的眼图分别显示出其信号到噪声,并且在/偏离范围(SNR和ER)分别为5.6 dB和11.8 dB。对于25 Gbps数据倒置,SNR和ER可以分别评估为4.8-DB和10.2-DB。此外,超快开关中的上升和下降时间也被测量为小于22 ps。这种现象会导致全光数据处理,包括波长开关和格式转换。因此,高度非线性的光学SIC微型环谐振器可以在25 Gbps.in TADDITITITITION时以低于1×10-5的比率(BER)实现无错误的操作,O-Band GE P-i-n potodeTector(pd)已被证明可以接收到超过60gbps的NRZ-OK数据。在优化传输线设计后,GE PD改善了其RLC响应以增强接收带宽。将传输线长度从280μm减少到80μm,将S11光谱响应从51 GHz扩展到57 GHz。当GE PD用于接收光学NRZ-IOK数据流时,长电极设备将暴露53 Gbps接收性能。在BER <10-12和BER <10-9的无错误通信标准下,短电极GE PD在56 Gbps和60 Gbps以上接收NRZ-OK数据。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparing the Dual-Mode VCSEL in OM4-MMF and GI-SMF Links for NRZ-OOK and 16-QAM-OFDM Transmissions
比较 OM4-MMF 和 GI-SMF 链路中用于 NRZ-OOK 和 16-QAM-OFDM 传输的双模 VCSEL
  • DOI:
    10.1109/jphot.2022.3168626
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Lee Shao-Yung;Cheng Chih-Hsien;Tseng Hsien-Yao;Chen Xin;Lo Wei-Chi;Li Kangmei;Wang Chia-Hsuan;Tsai Cheng-Ting;Kuo Hao-Chung;Li Ming-Jun;Lin Gong-Ru
  • 通讯作者:
    Lin Gong-Ru
Effect of Transmission-Line Contact Length on the 50-Gbit/s Data Encoding Performance of a Multimode VCSEL
传输线接触长度对多模 VCSEL 50 Gbit/s 数据编码性能的影响
  • DOI:
    10.3390/photonics9020114
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Weng Jui-Hung;Lo Wei-Chi;Wang Jiaxing;Qiao Pengfei;Shen Chih-Chiang;Cheng Chih-Hsien;Chang-Hasnain Constance J.;Lin Gong-Ru
  • 通讯作者:
    Lin Gong-Ru
All-Optical 25-Gbps Silicon Carbide Kerr Switching Intensity Modulator On Silicon Platform
硅平台上的全光 25 Gbps 碳化硅 Kerr 开关强度调制器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Chih-Hsien Cheng;Cai-Syuan Fu;Sze Yun Set;Shinji Yamashita and Gong-Ru Lin
  • 通讯作者:
    Shinji Yamashita and Gong-Ru Lin
Review on optical nonlinearity of group-IV semiconducting materials for all-optical processing
  • DOI:
    10.1063/5.0102342
  • 发表时间:
    2022-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Cheng,Chih-Hsien;Fu,Cai-Syuan;Lin,Gong-Ru
  • 通讯作者:
    Lin,Gong-Ru
Photonic Crystal Structured Multi-Mode VCSELs Enabling 92-Gbit/s QAM-OFDM Transmission
  • DOI:
    10.1109/jlt.2021.3073898
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Yu-Hong Lin;Cheng-Ting Tsai;Wei-Li Wu;Chih-Hsien Cheng;K. Choquette;G. Lin
  • 通讯作者:
    Yu-Hong Lin;Cheng-Ting Tsai;Wei-Li Wu;Chih-Hsien Cheng;K. Choquette;G. Lin
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山下 真司其他文献

直線型共振器を用いた広帯域・高速波長可変モード同期ファイバレーザ
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小西 諒生;山下 真司;Kevin Hsu
  • 通讯作者:
    Kevin Hsu
An anionic weak acceptor and its charge-transfer salts
阴离子弱受体及其电荷转移盐
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    山下 真司
光ファイバ増幅器と強度変調器を用いた高速広帯域波長可変モード同期レーザ
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    草刈 修;山下 真司
  • 通讯作者:
    山下 真司
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    河北あゆみ;他;中崎裕一,山下真司;山下 真司
  • 通讯作者:
    山下 真司

山下 真司的其他文献

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Digital photonics exploiting optical nonlinearities of low-dimensional nano-materials
利用低维纳米材料光学非线性的数字光子学
  • 批准号:
    23H00174
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
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ウェアラブル端末を用いたフレイル判定システムの開発
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    2022
  • 资助金额:
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    20J10290
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新しいモード同期法による超高性能光ファイバレーザの実現とその応用
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    21360162
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カーボンナノチューブの光非線形性を用いたモード同期レーザおよび光デバイスの研究
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    2007
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 1.47万
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  • 批准号:
    16656022
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.47万
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偏波維持光ファイバ中のモード結合を利用した可変光波機能回路の研究
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  • 批准号:
    13875067
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半導体レーザの注入同期による全光ネットワークのための全光型再生中継器
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    11875085
  • 财政年份:
    1999
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    $ 1.47万
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    Grant-in-Aid for Exploratory Research
通常の単一モードエルビウムドープ光ファイバのみで構成された増幅器の偏波変動の抑圧
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  • 批准号:
    07650412
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    1995
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    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

相似国自然基金

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相似海外基金

Development of coherent Raman spectroscopy based on cavity-enhanced phase-matched nonlinear optics
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    2022
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    University Undergraduate Student Research Awards
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作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了