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研究内容の紹介

光技術はレーザの発明以来着実な進展を遂げ、現在では新しい技術の牽引役を担っている。 左貝研究室(光情報通信研究室)ではこのような技術のうち、光ファイバに関連した先端分野の研究を行っている。 研究内容を大別すると以下の3分野になる。

  研究分野・内容
研究分野 テ  ー  マ  例 詳しく知りたい!
波動エレク
トロニクス
・ブラッグファイバの構造設計
・新原理光ファイバの伝送特性解明
・光導波路や光ファイバの伝送特性解析
・フォトニック結晶中の光波伝搬解析と応用
1)フォトニック結晶ファイバ 2)ブラッグファイバ 3)有限差分時間領域法(FDTD法) 4)ビーム伝搬法 5)遺伝的アルゴリズム 6)異種構造導波路間の接続設計 7)構造色
光ファイバ
通信
・フォトニックネットワーク
・光波長多重通信
 (ポイント・ツゥ・ポイント)
・光無線(マイクロ波フォトニクス)
1)フォトニックネットワーク 2)光波長多重通信 3)光無線
(マイクロ波フォトニクス)
4)多層分割法 5)ニューラルネットワーク
光情報処理 ・光画像直接伝送
 (位相共役波の利用)
・位相共役波の基本特性解析
1)光画像直接伝送 2)位相共役波の性質


  波動エレクトロニクス

全反射に基づく従来の石英・プラスチック光ファイバに代わり、周期性や空孔を利用した フォトニック結晶ファイバが 将来の光ファイバ候補として注目されている。 このファイバの中には、周期性に起因したフォトニックバンドギャップを利用した フォトニックバンドギャップファイバがある。 フォトニックバンドギャップファイバのひとつとして、コアが中空、クラッドに軸対称の周期構造をもつ ブラッグファイバがある。 この特性は下記のフォトニック結晶と密接な関連をもっており、 その基本特性の解明を通して適切な構造設計をすることを目指している。

種類の異なる光学薄膜を光の半波長程度の間隔で多次元的に周期配列した構造体を フォトニック結晶という。 この結晶は従来の媒質にない無放射特性、大きな波長分散などの各種特徴を備えており、光通信分野への応用を目指している。


  光ファイバ通信

光ファイバ通信の端緒は、1970年における室温連続発振の半導体レーザと 20dB/kmの低損失光ファイバの実現である。 1980年代半ばには、良好な特性をもつ光ファイバ増幅器が得られ、光通信技術は一層進歩した。 現在では、光ファイバ通信は大都市間を結ぶ基幹回線のみならず各家庭やオフィス用としても実用に供せられている。

ユビキタス社会では多くの情報の送受が必要となるので、 光ファイバ通信はその基盤技術として期待されている。 1本の光ファイバでより多くの情報を送るためには、複数のキャリア波長を同時に伝送させる 光波長多重通信(WDM)が重要となってくる。 また、波長を情報単位であるセルヘッダの経路情報に対応させると、 光波長多重通信はフォトニックネットワークに利用できるようになり、 従来電気領域で行っていた処理が光技術に代替できるようになる。

携帯電話の急速な普及に伴い、無線周波数が不足している。無線で使用されるマイクロ波技術やミリ波技術と、 光ファイバ通信技術を融合させた光無線(マイクロ波フォトニクス)が進展している。 ここでも、光通信技術の適用範囲が拡大している。


  光情報処理

光情報処理は光の波面など2次元情報に着目する分野であるが、本研究室では、位相共役波とそれに関連した応用研究を進めている。 位相共役波とは、入射波と出射波が複素共役の関係を満たしているもので、 位相補正作用や時間反転作用を有している。この特異な性質は従来の光にはないもので、 理学や工学分野で横断的な応用が可能となる。 本研究室では、位相共役波の基本特性の解明と光画像直接伝送・光計測への応用を目指している。

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