外部変調器フリー直交振幅変調光源への挑戦

对无外部调制器正交调幅光源的挑战

基本信息

批准号：
22K18801
负责人：
横田信英
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18801/
关键词：
直交振幅変調相互注入同期半導体レーザ

项目摘要

近年、大型IT企業の有するデータセンター間における大容量通信用光源の需要が急増しており、光電界の実部と虚部における直交性を利用した直交振幅変調を活用した光源の低コスト化や省電力化が重要である。本研究では、コストや消費電力のボトルネックとなる外部変調器を用いることなく半導体レーザから直交振幅変調光を直接生成するための光源技術の開発を目的としており、相互注入同期現象を活用する独自提案の直交振幅変調光源について原理検証する。当該年度では、2つの半導体レーザを導波路型の光フィルタであるリング共振器によって結合したInP光集積回路チップを設計し、ファウンドリサービスを活用して発注した。相互注入同期条件の考察や相互注入同期時の変調周波数応答特性などを評価可能な光集積回路パターンも設計しチップ内に配置した。現在、本チップはファウンドリによって作製されている段階である。また、ファウンドリで作製可能な光集積回路は光フィルタのQ値や半導体レーザの変調速度などの点で制限を受けるため、光集積回路チップの試作と並行して、バルク素子を用いた原理検証実験系の立ち上げを進めた。高Q値を有する光フィルタとして、高反射率ミラーを用いた三角共振器とファブリペローエタロンを候補とし、それぞれをコンパクトに配置可能な光学系の設計を行った。また、2つの半導体レーザ間で安定した強い相互注入同期を得るためのアイデアを検討し手がかりを得た。

近年来，大型IT公司拥有的数据中心之间的大容量通信对光源的需求迅速增加，利用正交调幅（利用实部和虚部之间的正交性）的光源的成本越来越高光电领域的节能化日益重要。本研究的目的是开发一种光源技术，无需使用外部调制器，直接从半导体激光器产生正交幅度调制光，而外部调制器是成本和功耗的瓶颈。所提出的正交幅度调制光源的原理是。已验证。在本财年，我们设计了一种InP光学集成电路芯片，该芯片使用环形谐振器（波导型光学滤波器）组合了两个半导体激光器，并通过代工服务下了订单。我们还在芯片上设计并放置了光学集成电路图案，允许考虑互注入锁定条件并评估互注入锁定期间的调制频率响应特性。该芯片目前正在由一家代工厂制造。此外，由于代工厂可制造的光集成电路受到光滤波器的Q值和半导体激光器的调制速度的限制，因此我们在光集成电路芯片的原型制造的同时，使用体器件进行了原理验证实验我们继续进行系统启动。我们设计了一个使用高反射率镜和法布里-珀罗标准具的三角形谐振器作为高Q值光学滤波器的候选，并设计了一个可以紧凑地排列它们的光学系统。我们还研究了在两个半导体激光器之间获得稳定且强的互注入锁定的想法并获得了线索。