光通信用広帯域光素子の構成法に関する研究

光通信用宽带光器件构建方法研究

• 批准号: 08750445
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750445/
• 关键词: 広帯域光通信; 光回路素子; Tapered Velocity Coupler; 拡散型光導波路; イオン交換法; 光分離素子; 分布結合系; 結合型光分配器

本研究の目的は光導波路間の結合現象を利用した,広帯域な光通信用光素子の構成法をその作製法も含めて確立する事にあった。この研究課題に対して,まず,これまでに提案してきたTapered Velocity Coupler(TVC)を利用した任意比光分配器および偏波分離器の構成法の再検討を行った。すなわち,数値シミュレーションによって任意比光分配器の分配比拡大および偏波分離器のより実用的な三次元解析モデルによる特性評価を試みた。その結果,任意比光分配器では,素子形状および電極配置を変更することで,分配比の変化範囲を大幅に拡大できることを明らかにした。また,偏波分離器の三次元解析では,矩形の横断面形状を有するチャネル光導波路からなる偏波分離器を設計し,その特性を差分法による数値計算により求めることで,これまで二次元スラブモデルで取り扱った場合と同様に広帯域で効率の高い偏波分離特性を構成できることを示した。なお,これらの研究成果は口頭発表を行うとともに任意比光分配器の分配比拡大に関しては学術論文誌に投稿・掲載されている。さらに,実用的な多機能光素子の設計・作製のためには,試作条件とチャネル光導波路の構造パラメータの関係を明らかにすることが大変重要となる。そこで,ガラス基板を用いたイオン交換法によるスラブ光導波路およびチャネル光導波路の試作実験によりその基礎データを着実に蓄積している。そして,三線結合系からなる結合型光分配器を実際に作製し,その特性評価にも着手している。これらの実験結果についても口頭発表を行い,大学紀要にその基礎データを掲載している。ただ,現段階では試作導波路の基板にはガラスを用いているが異方性結晶のLiNbO_3を用いた試作実験も環境が整い次第行っていく予定である。また,多機能光素子で重要な外部電界印加用電極の最適形成法についても今後早急に取り組む必要があると考えられる。

本研究的目的是建立一种利用光波导之间的耦合现象构建宽带光通信光学器件的方法，包括其制造方法。为了解决这个研究课题，我们首先重新审视了迄今为止提出的使用锥形速度耦合器（TVC）的任意比率分光器和偏振分离器的构造方法。也就是说，我们试图通过数值模拟来扩展任意比率分光器的分配比，并使用更实用的三维分析模型来评估偏振分光器的特性。结果表明，通过改变任意比例分光器中的元件形状和电极排列，可以极大地扩大分配比的变化范围。此外，在偏振分离器的三维分析中，我们设计了由具有矩形截面形状的通道光波导组成的偏振分离器，并通过有限差分法的数值计算确定了其特性。与模型处理的情况类似，可以在宽频带上高效地构造偏振分离特性。这些研究成果已被口头呈现，有关提高任意比率分光器分配比的信息已提交并发表在学术期刊上。此外，为了设计和制造实用的多功能光学器件，阐明原型条件与通道光波导结构参数之间的关系非常重要。因此，我们通过使用玻璃基板的离子交换法进行平板光波导和通道光波导的原型实验，不断积累基础数据。我们还实际制作了由三线耦合系统组成的耦合光分路器，并开始评估其特性。我们还对这些实验结果进行了口头报告，并在大学公报上发表了基本数据。不过，现阶段我们使用玻璃作为原型波导的基板，但我们计划在环境准备好后立即使用各向异性晶体LiNbO_3进行原型实验。此外，人们认为有必要尽快研究形成用于施加外部电场的电极的最佳方法，这在多功能光学器件中很重要。