各テーマの概要

★光パラメトリック増幅器

最近、光通信の分野では将来のトラフィック需要の増大に対応するために、多値変調技術やディジタルコヒーレント技術などを駆使して周波数効率（単位周波数あたりの伝送データ容量）の向上が図られています。高い周波数利用効率を実現するためには高い信号対雑音比(S/N比）を得ることが理論的に必要ですが、光ファイバの非線形光学などによりS/N比が限界が迫りつつあります。通信容量は周波数利用効率と利用できる帯域の積で与えられるため、広い帯域を確保することが将来の光通信の大容量化に必要な技術と言えます。そこで本研究室では従来の光増幅器が動作しない波長域での光増幅を可能にする光パラメトリック増幅器の研究を進めています。


光パラメトリック増幅器の特徴

・光パラメトリック増幅を利用して従来の増幅器の動作しない波長域での光増幅が可能

・素子の設計や動作条件の変更により様々な波長域での増幅が可能


研究課題

・光ファイバの低損失波長域をカバーする広帯域増幅の実現

・コンパクトな構成による光増幅の検討

・増幅前後での信号品質の評価、光ファイバ伝送特性の解明

※光コムとは（上部左図）
　一定の光周波数間隔で輝線スペクトルが広帯域に並んだ光源。周波数間隔とオフセット周波数の安定化により光の“ものさし”となる技術

★中赤外光源を用いた高感度ガスセンシング

光通信の発展に伴って、その光源として用いられる半導体レーザは目覚ましい性能向上が図られてきました。さらに近年非線形光学効果を利用した波長変換技術も目覚ましい発展を遂げており、半導体レーザを波長変換することにより様々な波長のレーザ光を容易に発生することが可能になりました。その中でも当研究室では中赤外波長域の光源の応用研究を進めています。光通信で用いられる1.55um帯に比べて、2-3umの中赤外波長域では環境ガス(CO2,CH4,N2O等）が2～3ケタ強い吸収を示すため極めて微量ガスの高感度センシングが可能になります。


研究課題

・ホルムアルデヒド等のシックハウス症候群原因物質のリアルタイムセンシング

・広帯域波長変換技術と吸収スペクトルの一括計測

・光コムの中赤外波長への変換とガスセンシング応用