導波路型光ゲートを用いる超高速光信号処理

使用波导型光闸的超高速光信号处理

基本信息

批准号：
61221012
负责人：
古賀隆治
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Special Project Research
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61221012/
关键词：
光IC タンタル酸リチウム光導波路熱拡散レーザパルス波形観測

项目摘要

目的は、パルスレーザーから発射される単発のパルスの波形を実時間的に測定するシステムを光集積回路の形で実現することにある。そのため、光ファイバを遅延路に、Austonスイッチとバルク型ポッケルスセルをゲート素子とする方法を考案・試作し、一応の成功を収めているが時間分解能は、500ピコ秒に止まった。本研究は、この光遅延路および光ゲートを電気光学結晶の基板上に形成された光導波路に置き換えることにより、時間分解能を10ピコ秒台に向上させることを目的とする。本年度では、基本技術である光導波路の形成のためのプロセスの開発と複数チャンネルの光信号に対して同時に作用する集積光スイッチの設計を行った。1.タンタル酸リチウム基板上への光導波路の形成光損傷に強いとされるタンタル酸リチウムを基板材料に、また拡散温度の低くて済む銅イオンをドーパントに選び、内拡散法による導波路形成を試みた。スラブ導波路を形成した後、不要部を除き去るリブ型導波路および、最初にCuOをスパッタしたうえで導波路の形にパターニングしたうえで熱により内拡散するチャンネル型導波路の2つを試み、結局後者の形で導波路の成形に成功した。2.集積光スイッチの設計複数の光チャンネルに対し、1つの制御電気信号により、数十ピコ秒度ずつ正確な時間差をもって働く光ゲートを設計した。結局、電極としては基板を表裏から狭む集行波形導波路、およびY型分岐を持ち、電極の電位によって制御される全反射を利用する分岐型光ゲートを組み合わせることと、光ゲートの幾何学的配置を工夫することにより、約40ピコ秒の時間分解能と16のチャンネル数が得られるものと判断された。

目的是实现一个以光学集成电路形式实时测量脉冲激光器发射的单个脉冲波形的系统。因此，我们设计并原型化了一种使用光纤作为延迟路径、奥斯顿开关和体泡克尔斯盒作为门元件的方法，并取得了一定的成功，但时间分辨率仍停留在500皮秒。这项研究的目的是通过用电光晶体基板上形成的光波导代替光延迟路径和光闸，将时间分辨率提高到10皮秒量级。今年，我们开发了一种基础技术——光波导形成工艺，并设计了一种可同时对多个光信号通道进行操作的集成光开关。 1. 在钽酸锂衬底上形成光波导我们选择了已知具有抗光损伤能力的钽酸锂作为衬底材料，并选择需要低扩散温度的铜离子作为掺杂剂，并形成了波导我尝试过使用内部扩散方法。我们尝试了两种类型的波导：肋型波导，其中形成平板波导后去除不必要的部分，以及通道型波导，其中CuO首先被溅射，图案化为波导的形状，然后扩散最终，他们利用后一种方法成功地形成了波导。 2.集成光开关的设计我们设计了一种光闸，它使用单个控制电信号在多个光通道上运行，精确的时间差为几十皮秒。最终，电极是会聚波导和分支光闸的组合，该会聚波导从正面和背面使基板变窄，分支光闸具有Y形分支并利用由电极电势控制的全反射，以及光闸的几何形状。经确定，通过设计空间排列可以获得大约 40 皮秒的时间分辨率和 16 个通道。