Detection of ultrafast 2-D complex signals

超快二维复杂信号的检测

• 批准号: 21K18725
• 负责人: 伊藤 文彦
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18725/
• 关键词: 2次元光信号; 画像; 超高速測定; 線形サンプリング法; 画僧; 光サンプリング; 2次元複素信号; マルチモード光ファイバ

本研究では、線形サンプリング法をベースに、２次元の分布を持つ複素振幅の超高速測定の実現に向けた検討を行なっている。低速で安価なエレクトロニクスのみを用いて、サブピコ秒の時間分解能を持つマルチモード複素振幅測定を実現する。このような「超高速複素振幅カメラ」は、従来の技術ではまったく不可能であり、光ファイバ空間多重通信の信号の測定を含め、様々な科学・工学技術に大きなインパクトをもたらすと考えられる。今期は、超高速・複素振幅空間分布測定器の心臓部となる新規の干渉装置を試作し、その動作確認に初めて成功した。サンプリングパルス光源として、1 MHzの周期で発振するパルス幅約1ピコ秒のモードロックレーザを用い、マルチモード光ファイバを伝搬するパルスをピコ秒オーダーの時間分解能で測定できることを実証した。加えて、直交する空間伝搬モードを正しく分離できることも確認した。これらにより、本研究の基本的なコンセプトを実証することができた。この原理を応用し、複数の伝搬モードを有する光ファイバのピコ秒オーダーの時間分解能での群遅延時間差測定を実現した。特に、同じLPモードグループ内での固有モードの伝搬時間差に起因する空間モード分散を検出できたことは、本研究ならではの成果である。光信号の複素電界振幅の超高速測定は、基礎科学から工学応用にわたる幅広い分野に関わる根幹技術である。しかし、超高速に変動する光の複素振幅を、空間的な分布を含めて測定可能な技術は、筆者の知る限り皆無であり、計画通りの成果が得られればそのインパクトは非常に大きいと考えられる。

这项研究基于线性抽样方法，正在研究实现具有二维分布的复杂幅度的超快速测量。仅使用缓慢且廉价的电子设备实现了带子秒时间分辨率的多模复合幅度测量。传统技术完全不可能使用这种“超快速复杂振幅摄像机”，并且被认为对各种科学和工程技术产生了重大影响，包括测量光纤空间多重通信中信号的测量。这个季节，我们创建了一种新的干扰装置，该设备将成为超高速度复合振幅空间分配设备的核心，并首次成功确认了其操作。作为采样脉冲光源，使用了大约1 MHz的脉冲宽度的模式锁定激光器，脉冲宽度约为1秒振荡，并证明可以通过在PicoSeconds的阶时通过时间分辨率来测量通过多模光纤传播的脉冲。此外，可以确认可以正确分离正交空间传播模式。这些使我们能够证明这项研究的基本概念。使用此原理，我们已经在光纤上以多种传播模式在Picseconds的顺序上实现了小组延迟时间差测量。特别是，在同一LP模式组中本本征的传播时间差异引起的空间模式分散是在这项研究中的独特成就。光学信号的复杂电场幅度的超快速测量是一项基本技术，涉及各种场地，从基础科学到工程应用程序。但是，据我所知，没有技术可以测量以超高速度（包括空间分布）波动的复杂光振幅，如果按计划实现结果，则认为影响会很大。

项目成果

EDFσレーザにおける複屈折補償効果と安定化動作

EDFσ激光器的双折射补偿效应和稳定操作

• 发表时间: 2022
• 作者: 福嶋匡謙;和田篤;岡野真人;田中哲;伊藤文彦
• 通讯作者: 伊藤文彦

Overall Non-Mechanical Spectrally Steered LiDAR Using Chirped Amplitude-Modulated Phase-Shift Method

使用啁啾调幅相移方法的整体非机械光谱引导激光雷达

• DOI: 10.1109/jlt.2021.3131027
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Lightwave Technology
• 影响因子: 4.7
• 作者: Zhang Zheyuan;Zhang Chao;Shirahata Takuma;Yamashita Shinji;Set Sze Y.
• 通讯作者: Set Sze Y.

Measurement of Complex Waveforms in Wide Wavelength Range by Using Wavelength-Swept Light Source and Linear Optical Sampling

使用波长扫描光源和线性光学采样测量宽波长范围内的复杂波形

• DOI: 10.1587/transcom.2021ebp3132
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEICE Transactions on Communications
• 影响因子: 0.7
• 作者: Shimizu Sougo;Zhang Chao;Ito Fumihiko
• 通讯作者: Ito Fumihiko

時間・周波数分割合成法を用いた直交振幅変調光信号の時間分解コンステレーションモニタ

采用时频分合成法的正交调幅光信号时间分辨星座监测

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤原翼;五十嵐浩司;伊藤文彦
• 通讯作者: 伊藤文彦

コヒーレント自由空間光通信の近年の研究動向

相干自由空间光通信的最新研究趋势

• 发表时间: 2021
• 作者: 張超;宇山康太;張哲元;セットジイヨン;山下真司
• 通讯作者: 山下真司