Laboratory Seminars Progresses and PlansSeminar-Progresses-J1-2007.ppt 3 Bookham_500mW_OC229933.001...
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Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 1
Junior members竹内 宏幸、
森本 勇樹、山路 健瑠、
稲冨 友一、小深田 雄
Since June SY2007
UltrafastUltrafast Optical Logic Lab., UECOptical Logic Lab., UEC
Laboratory Seminars
Progresses and Plans
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 2
2007年11月28日
稲冨 友一
Progresses and Plans (month)進捗計画報告(11月分)
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 3
Bookham_500mW_OC229933.001基礎特性
0 200 400 600 8000
100
200
300
400
500
Current [mA]
Inte
nsity
[mW
]
0 1 20
200
400
600
800
Voltage [V]
Cur
rent
[mA
]
V-I 特性 L-I 特性
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 4
Bookham_500mW_OC229817.001基礎特性(スプライス前)
0 1 20
200
400
600
800
Voltage [V]
Cur
rent
[mA
]
0 200 400 600 8000
100
200
300
400
500
Current [mA]
Inte
nsity
[mW
]V-I 特性 L-I 特性
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 5
0.5m , 1m , 1.5m の特性測定
Book ham980nm250mW
×:スプライス:コネクタ
DFB-LD ATT
Pump-LD
20dB-ATTWDM×
×
×
OSA
Liekki-EDF
100mA
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 6
0.5m , 1m ASE
0.5m 1m
1300 1400 1500 1600 1700
-80
-60
-40
-20
Wavelength [nm]
Inte
nsity
[dB
m] ASE100mA
ASE300mAASE500mA
1300 1400 1500 1600 1700
-80
-60
-40
-20
Wavelength [nm]
Inte
nsity
[dB
m] ASE100mA
ASE300mAASE500mA
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 7
0.5m , 1m , 1.5m非飽和利得 , 飽和利得
非飽和利得 飽和利得
0 100 200 300-20
-10
0
10
20
30
Pump Power [mW]
Uns
at G
ain
[dB
]
0.5m1m1.5m
-10 0 100
10
20
30
Gai
n [d
B]
Output Power [dBm]
0.5m1m1.5m
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 8
0.7m , 0.8m ASE
1500 1600
-80
-60
-40
-20
Wavelength [nm]
Inte
nsity
[dB
m] ASE300mA
ASE400mAASE500mA
0.7m
1500 1600
-80
-60
-40
-20
Wavelength [nm]
Inte
nsity
[dB
m] ASE300mA
ASE400mAASE500mA
0.8m
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 9
0.7m , 0.8m 非飽和利得 , 飽和利得
飽和利得非飽和利得
0 5 10 1510
20
30
Output Power [dBm]
Gai
n [d
B]
0.7m0.8m
100 200 300
0
10
20
30
0.7m0.8m
Pump Power [mW]
Uns
at G
ain
[dB
]
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 10
5種類の非飽和利得 , 飽和利得
非飽和利得 飽和利得
-10 0 100
10
20
30
Output Power [dBm]G
ain
[dB
]
0.5m0.7m0.8m1m1.5m
0 100 200 300-20
-10
0
10
20
30
Pump Power [mW]
Uns
at G
ain
[dB
]
0.5m0.7m0.8m1m1.5m
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 11
5種類の長さで測定した結果
・0.5m , 1m , 1.5m の結果から、1m , 1.5mでは長すぎであろうと判断し、また、0.5mでは短いと考えたので、その間の0.7m , 0.8m で行った。
結果は改善されたが、非飽和利得30dB以上は欲しかったので違う構成
を考えた。
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 12
双方向励起で行う際の問題点利得を増やす為に双方向で行うことを検討した。Coractive-EDF_17mの吸収量以上ならliekki0_0.7m or 0.8mでも双方向が可能と判断できる。
結果は、両方とも980nmの光をCoractive-EDF_17m以下の吸収量
であった。
問題となるのは980nmの光がEDFを通過しすぎてしまう点である。
そこで、前方、前方励起の構成を考えた。(構成は後述の「現在考えている構成」スライド参照)
出力の最後にWDMカプラを使い980nmの光を取り出すことを考えた。
この方法では980nmの光は出力に影響がないことがわかった。
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 13
980nmの光が出てくるパワー
Pump-LD WDM OSA
960 970 980 990
-40
-20
0
Wavelength [nm]
Inte
nsity
[dB
m]
coractive 17m (pump500mA)liekki 0.8m (pump500mA)liekki 0.7m (pump500mA)
Coractive 17m –8.17dBmLiekki 0.8m 9.18dBmLiekki 0.7m 12.1dBm
EDF
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 14
後方にWDMを使用した場合
Pump-LD WDM OSA
EDF
WDM
960 970 980 990
-40
-20
0
Wavelength [nm]
Inte
nsity
[dB
m]
Liekki 0.8m 500mA 後方WDMありcoractive 17m 500mA 後方WDMなしLiekki 0.8m 500mA 後方WDMなし
-24.8dBm-8.17dBm9.18dBm
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 15
現在考えている構成
WDM
Pump-LD Pump-LD
WDM
WDM
目標値 全長 : 約5.2m 非飽和利得 : +40dB 飽和出力パワー: +18dBmEDFA#2 全長 : 5.9m 非飽和利得 : +28dB 飽和出力パワー : +15dBm
980nm光
1550nm光
Bookham250mW
Bookham500mW
EDF
EDF
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 16
Next Plan
・前方、前方EDFの特性測定
・分散補償・DISC-LOOPに作ったEDFA組み込んでパルスの特性測定
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 17
11/29 進捗後EDFの間の1550nmのアイソレータをいれるカスケード構成がいいのでは、と意見をもらい、その場合EDFが1.5m位になるので、Liekki_1.5mの吸収量を測定した。結果はCoractive-EDF_17mよりもよかった。
これで、双方向のカスケード構成ができると判断できた。(次ページ参照)
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 18
WDM
980nmPump-LD
×
×
×:スプライス
:コネクタLiekki社製EDF
WDM
980nmPump-LD
↓
×
×
Liekki社製EDF
×
×
双方向のカスケード構成
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Next Plan
・Liekki社製EDFの最適な長さにする・DISC-Loop出力光のスペクトルをみる
・研究室公開の準備
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 20
Progresses and Plans (Nov)進捗計画報告(11月分)
2007年11月29日
Takeru.Yamaji・シミュレータ作製
PRBS信号の生成と西田シミュレータへの組み込みについて
・実験
Covega-SOAの基礎特性測定実験について
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 21
卒研の目標と進展
西田さんのシミュレータに、クロック信号ではなく擬似ランダム信号を入力パターンとしてシミュレーションしたい
・擬似ランダム信号(PRBS)発生サブルーチンの作製
・擬似ランダム信号発生プログラムを西田版シミュレータに組み込んだ
実験結果も必要ならば実験の経験も積まなければならない
Covega-SOAの基礎特性測定(中本さんと)
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 22
PRBS信号の生成
: 排他的論理和N : シフトレジスタ
15 14 13 4 3 2 1
PRBSパターン=215-1
3 2 1初期値 1 2 3 4 5 6 7
1 1 0 0 1 0 1 1 12 0 0 1 0 1 1 1 03 0 1 0 1 1 1 0 0PRBSパターン=23-1
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 23
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 24
西田版シミュレータへのPRBS信号の組み込み
西田版シミュレータは入力信号がクロック信号のみに対応
入力信号がクロック信号以外のパターンに対応できるように拡張
※方法
単独パルスを生成
周波数に応じて繰り返す
外部ファイルからPRBSパターンを読み込む
PRBSパターンが「1」か?
パルス発生パルス発生せず
YESNO
発生させたいパルス数だけ繰り返す
終了
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 25
組み込み結果(入力)
単独パルスの発生 PRBSパターン(01001)の場合 時間軸と強度調整後
PRBSパターン(01111)の場合 PRBSパターン(11111)の場合 参考:西田版クロック信号
周波数:10.5GHz FWHM:2 ps パルス数:5
-200 -100 0 100 2000
0.01
0.02
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
-200 -100 0 100 2000
0.01
0.02
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
-200 -100 0 100 2000
0.01
0.02
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
-200 -100 0 100 2000
0.01
0.02
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
0 20 40 60 800
0.5
1
time[ps]
inte
nsity
[a.u
]
0 100 200 300 4000
0.5
1
time[ps]in
tens
ity[a
.u]
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 26
-500 0 5000.06
0.07
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
-500 0 5000
0.01
0.02
time[ps]
inte
nsity
[mW
]PRBSパターン(01001001000000111011)の場合
入力 出力
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 27
Covega-SOAの基礎特性測定実験(10/29)
0 1 20
100
200
300
400
500
Voltage (V)
Cur
rent
(mA
)
-20 -10 0
1.6
1.8
2
2.2
Input Power [dBm]
Cou
plin
g Lo
ss [d
B] right
left
-10 0 10
10
20
Output power (chip)[dBm]
satu
rate
d ga
in (c
hip)
[dB
]
500mA400mA300mA
1300 1400 1500 1600 1700-80
-60
-40
-20
0
Wavelength (nm)
ASE
pow
er fr
om c
hip
(dB
m/n
m)
500mA 400mA 300mA 200mA 100mA 50mA 10mA
1300 1400 1500 1600 1700-80
-60
-40
-20
0
Wavelength (nm)
ASE
pow
er fr
om c
hip
(dB
m/n
m)
500mA 400mA 300mA 200mA 100mA 50mA 10mA
0 100 200 300 400 500
-20
0
20
Current [mA]
Chi
p G
ain
[dB
]
Input = -19.7dBm Input = -29.7dBm
結合損出
ASEスペクトル left
飽和利得
ASEスペクトル right
非飽和利得
V-I特性
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 28
組み込み結果(出力)
出力させる前にSOAのキャリア密度の定常状態を求める
入力パターンとは別にクロック信号を作り定常状態を作った
-200 -100 0 100 2000
0.01
0.02
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
クロック信号
定常状態時のキャリア密度
西田
山路 7.80589400
7.80604950
単位:106[cm-3]
-200 -100 0 100 2000.06
0.07
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
-200 -100 0 100 2000.06
0.07
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
-200 -100 0 100 2000.06
0.07
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
PRBSパターン(01001)の場合 PRBSパターン(01111)の場合
PRBSパターン(11111)の場合
-200 -100 0 100 2000.06
0.07
time[ps]
inte
nsity
[mW
]
参考:西田版クロック信号
正常に動作していると判断
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 29
他のSOAとの比較
Covega
CIP NL#1
Inphenix NL#3
結合損失
Right left1.62dB1.98dB
非飽和利得飽和利得
1.41 dB1.39 dB
+27.3 dB
+29.5 dB+13.3dbm
+15.17dbm
2.82 dB2.89 dB +22.6 dB+15.48dbm
結合損失が比較的小さく、全体で見るとCIP-SOAに劣らないような結果となった
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 30
Plansシミュレータについて
・出力波形のアイパターンサブルーチン作製(~12月中旬)
・アイパターンから位相バイアス最適値探索サブルーチン作製(~1月頭)
卒論について・卒論構成の骨組みとなる目次を作る
実験について・箱詰めしたEDFAの基礎特性の測定
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 31
plans
1)卒研テーマを決める。
(大平さんの論文を読み、先輩と相談する)
2) DISCゲート実験などで実験経験を積みたい。
(研究室公開のための準備を兼ねて)
3)モジュールSOAの基礎特性検査(中本さん指導、今月中)
4)収納EDFAの完成と簡単な動作確認。
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 32
Progress & plan, 2007November. 28th
Yuki Morimoto
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 33
Progress
周波数 200GHzfwhm 200fs
パルス間隔 5000fs
・シミュレータのパラメータを表1に示す値に変更して、
シミュレーションした。
表1:パラメータ
・フィルタの位相特性を変更して消光比を調べた。
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 34
-4.0 -2.0 +0.0 +2.0 +4.0
+0.4
+0.6
+0.8
+1.0
Time (ps)N
orm
aliz
ed C
arrie
r Den
sity
-4.0 -2.0 +0.0 +2.0 +4.0+0.0
+0.1
+0.2
+0.3
+0.4
+0.5
+0.6
Time (ps)
Nor
mal
ized
Car
rier D
ensi
tyτ1(ps) 10τ2(ps) 5
cool_beg 0.4
τ1(ps) 5τ2(ps) 1
cool_beg 0.5
キャリア密度振動波形
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 35
-50 +0 +50[×10-1]
+0.0
+100.0
+200.0
Inte
nsity
(a. u
.)
Time (ps) -50 +0 +50[×10-1]
+0.0
+100.0
+200.0
Inte
nsity
(a. u
.)Time (ps)
スペクトル合成後の光出力波形の|絶対値|2
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 36
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 37
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 38
Plan・西田さんのシミュレータに、キャリアクーリング現象のシミュレータを加える。
・消光比の起源とチャープ現象について調べる。
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 39
plan1.キャリアクーリングによる位相特性を調べる。
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 40
Progresses and Plans(11月)2007/11/28
小深田 雄
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 41
MLFL
PPG
Crosscorrelator
Scope(TDS1020)
Q,H,P
Q,H
EDFA#3
12.5G
Q,H
EDFA#1
main
PM-Fiber
PritelMUX x1,x2
DDF#1 90:10
handmadeMUX x1,x2
NEC EDFA
EDFA#4
90
10
50:50
波長変換
700 mA
500 mA
400 mA
400 mA
200 GHz OTDM 実験構成
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 42
相互相関計の較正式y=79260x2+5213.6x-60.954 (ps)
-0.005
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 0.022 0.024
Time
SH
G I
nte
nsit
y(V
)
-0.005
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0 20 40 60 80 100
Time (ps)
SH
G Inte
nsi
ty(V
) 4.80 ps
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 43
200 GHz多重実験の問題点
• EDFAのASEによる消光比の低下
• 強度のばらつき
• 測定方法、データ整理の工夫
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 44
Next Plan
• 200 GHz , 400 GHz OTDM実験
• OTDM関連実験
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 45
MLFL
PPG
Crosscorrelator
Scope(TDS1020)
Q,H,P
Q,H
EDFA#3
12.5G
Q,H
EDFA#1
main
PM-FiberPritel
MUX x1,x2
DDF#1 90:10
handmadeMUX x1,x2
NEC EDFA
EDFA#4
90
10
400 GHz OTDM 実験構成
P CLN PBS
VOA delay
Pol
RF
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 46
初旬
中旬
下旬
12月 200 GHz 消光比向上
400 GHz 多重実験
OTDM 関連実験
相関計の時間軸較正
非線形位相シフト量(?)その他関連実験
予稿、スライド着手
卒研発表
予備期間 予備期間
Seminar-Progresses-J1-2007.ppt 47
Next Plan
• 偏波保存カプラー、可変delay、PMファイバー
の基礎特性測定
• MUX実験の構成の再考
• 研究室公開