研究室公開

OPEN LABORATORY

未来を切り拓く最先端のエレクトロニクス
電子工学コース

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ビッグデータ社会を支える通信用レーザ技術

超高速光通信を実現する最先端半導体レーザの研究開発に迫る

八坂・吉田研究室

EXHIBIT

オープンキャンパスでの展示

光通信の仕組みと半導体レーザの役割をデモにて説明します

今日では動画やSNSなどの情報が光によって高速に伝送されています。その光源として、小型かつ省エネルギーの半導体レーザが重要な役割を果たしています。私たちの研究室では、半導体レーザの性能を構造や駆動方法の工夫によって向上させる研究に取り組んでいます。本展示では、音声信号の光伝送デモなどを通じて、半導体レーザの重要性や応用例、また最先端の研究内容について、気さくな学生達がわかりやすく説明します。

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超高速半導体レーザ光源

最近は動画像や音楽などの様々な情報を光によって伝送できるようになりましたが、この背景には半導体レーザの高速化があります。半導体レーザの光のON/OFF切り替えを高速化すると、通信容量を向上することができるのですが、あるところで限界が近づいてきます。私たちはこの限界を超えるための新たな方法として、注入電流と光損失を同時に制御する変調方式や光のフィードバックを用いた構成を導入することで、次世代の伝送速度である100 Gbpsを超える速度で動作する半導体レーザの実現を目指しています。

超狭線幅半導体レーザ光源

光には赤、緑、青などの「色」がありますが、通常は純粋に単色ではなく様々な色が混ざっています。レーザ光の色の純度の高さはスペクトル線幅の狭さによって表現され、半導体レーザを挟線幅化することで高精度な光計測や高効率な光通信用の光源として用いることができます。私たちは半導体レーザに光の負帰還回路を導入することによって線幅を1/1000まで狭くすることに成功しています。

超平坦光周波数コム生成

単一波長のレーザ光源から出力された光を等間隔波長の異なる多数の光に変換する技術(光周波数コム生成技術)は光通信や精密光計測のために必要不可欠な技術ですが、各波長の光強度がばらばらでは使いづらいため平坦な光周波数コムを生成することが重要です。私たちは干渉計型の光変調器を用いたシンプルな方法によってばらつきを大幅に低減できることを明らかにしました。