フォトニックネットワークを実現する波長変換デバイス:擬似位相整合LiNbO3波長変換デバイス

Abstract

This paper describes recent research progress in wavelength converters using quasi-phase matched LiNbO3 (QPM-LN) waveguides, as well as their basic structure and operation principle. Wavelength conversion characteristics using an annealed-proton-exchanged waveguide, resistance to photo-refractive damage, and optical parametric amplification are reviewed. Polarization independent wavelength conversion using a ridge waveguide fabricated on epitaxially grown substrate is also introduced. QPM-LN based wavelength converters have several advantages, including the capability of converting high-speed signal with more than 1-THz frequency, no degradation of signal-to-noise ratio, independence on modulation format, and simultaneous conversion of broadband WDM channels. Thus, they will be key devices in future photonic networks.

本論文では擬似位相整合LiNbO3(QPM-LN)導波路を用いた波長変換素子の構成、動作原理などの概要と現在の研究状況について紹介する。熱処理プロトン交換法による導波路素子の波長変換特性、光損傷耐性、パラメトリック増幅特性について述べ、さらにエピタキシャル成長基板を用いた導波路素子による偏波無依存動作についても紹介する。本素子は1THz以上の高速信号の変換が可能、信号のSN比の劣化がない、信号のフォーマットに依存しない、広帯域波長群の一括変換が可能などの特徴を持っており、将来のフォトニックネットワーク実現のためのキーデバイスとしてその重要性は高いと考えられる。