不均一分布結合を用いた広帯域光波分離素子に関する研究

非均匀分布耦合宽带光分离器件研究

• 批准号: 07750434
• 负责人: 堀田 昌志
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750434/
• 关键词: 広帯域光通信; Tapered Velocity Coupler; 電気光学効果; 不均一分布結合系; 任意比光分配器; イオン交換法; 拡散型光導波路

本研究の目的は,不均一分布結合系を利用した広帯域な光分離素子の構成法を確立する事にあった。この研究課題に対して,元来マイクロ波帯で広帯域素子として注目されたTapered Velocity Coupler(TVC)の概念を光波帯域に拡張した光分離素子を考案し,その特性を差分ビーム伝搬法を用いて数値的に詳しく解析した。即ち,コア領域の屈折率が伝送軸に沿って変化する屈折率テ-パ導波路を含む不均一分布結合系で,広帯域な光分配器を構成できる事を示した。また,その基板材料に,一軸異方性結晶のLiNbO_3を想定し,結晶の電気光学効果を利用する事で,電力分配比を外部制御可能な任意比光分配器を形成できる事も明らかにした。しかし,構造の最適化を図らなければ,電力分配比特性に飽和現象が見られ,大きな分配比を得られないため,結合系の構造パラメータや外部電界印加用の電極配置を再検討した。その結果,電極配置を適切に選べば分配比特性を大幅に改善できる事を示した。これらの成果は,口頭発表を行うと共に学術論文誌に投稿し,掲載が決定している。更に,本素子の実現にあたっては,その諸特性を実験的に検証する必要があると考えられる。その為には作製条件と導波路の構造パラメータの関係を明らかにする必要がある。そこで,イオン交換法でチャネル光導波路からなる平行3線結合型光分配器の試作実験を行い,構造パラメータの推定を試みた。なお,試作実験ではガラス基板に,結合部長の異なる結合型光分配器を同条件で一度に作製し,その出射光特性を系統的に測定した。なお,現段階までの実験結果は口頭発表を行ったが,未だデータ不足のために作製条件と導波路の構造パラメータとの間の詳細な関係を明らかにするには至っていない。今後,測定データを早急に蓄えるとともに,実験環境が整い次第,異方性チャネル光導波路の試作にも着手し,特性測定を行う予定である。

本研究的目的是建立一种使用非均匀分布耦合系统构建宽带光学分离元件的方法。为了解决这个研究课题，我们设计了一种光学分离装置，将最初作为微波波段宽带装置引起关注的锥形速度耦合器（TVC）的概念扩展到光学波段，并使用差分光束研究其特性进行了详细的数值分析。换句话说，我们表明可以使用包括折射率锥形波导的非均匀分布耦合系统来构造宽带分光器，其中芯区域的折射率沿传输轴变化。此外，通过假设单轴各向异性晶体LiNbO_3作为基底材料，并利用晶体的电光效应，可以形成可以从外部控制功率分配比的任意比率的光分配器。然而，除非对结构进行优化，否则功率分配比特性会出现饱和现象，无法获得大的分配比，因此，需要重新考虑耦合系统的结构参数和施加外部电场的电极布置。结果表明，适当选择电极排列方式可以显着改善分配比特性。这些结果将口头呈现并提交给学术期刊发表。此外，为了实现该装置，认为有必要通过实验验证其各种特性。为此，有必要明确波导的制造条件与结构参数之间的关系。因此，我们利用离子交换法对由通道光波导组成的并行三线耦合光分路器进行了原型实验，并尝试估计其结构参数。在原型实验中，在相同条件下在玻璃基板上同时制作了不同耦合长度的耦合光分配器，并系统地测量了它们的输出光特性。尽管迄今为止的实验结果已经口头提出，但由于缺乏数据，波导的制造条件和结构参数之间的详细关系尚未明确。未来，我们计划尽快积累测量数据，一旦实验环境到位，我们将开始制作各向异性通道光波导原型并测量其特性。

项目成果

堀田昌志: "希釈硝酸銀融液を用いた拡散型チャネル光導波路の特性評価" 平成7年度電気関係学会四国支部連合大会予稿集. 227- (1995)

Masashi Hotta：“使用稀释硝酸银熔体的扩散通道光波导的特性评估”1995年日本电气工程师四国分会会议记录，227-（1995）

堀田昌志: "TVCを用いた任意比光分配器の分配比特性改善に関する一検討" 平成7年度電気関係学会四国支部連合大会予稿集. 231- (1995)

Masashi Hotta：“利用 TVC 改善任意比率光分路器的分配比特性的研究”1995 年电气相关协会四国分会联合会会议记录 231-（1995）。

堀田昌志: "平行3線チャネル光導波路からなる結合型光分配器の試作とその特性評価" 平成7年度電気関係学会四国支部連合大会予稿集. 228- (1995)

Masashi Hotta：“由并行三通道光波导组成的耦合光分路器的原型制造及其特性评估”1995 年日本电气工程师四国分会会议记录 228- (1995)。

堀田昌志: "Tapered Velocity Couplerを用いた偏波分離器の一構成法" 平成7年度電気関係学会四国支部連合大会予稿集. 230- (1995)

Masashi Hotta：“使用锥形速度耦合器的偏振分离器的配置方法”1995年电气相关协会四国分会联合会会议记录230-（1995）。

堀田昌志: "屈折率Tapered Velocity Couplerからなる任意比光分配器の特性改善" 愛媛大学 工学部 紀要. 15. (1996)

堀田正史：“由折射率锥形速度耦合器组成的任意比率分光器的特性的改进”爱媛大学工学部通报15。（1996年）