Laboratory Seminars Progresses and PlansSeminar-Progresses-J1-2007.ppt 3 Bookham_500mW_OC229933.001...

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


2007年11月28日

稲冨友一

Progresses and Plans (month)進捗計画報告（11月分）


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


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


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


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


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


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


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

]


5種類の非飽和利得 , 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


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。


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。


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


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


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


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


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)


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


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


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


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）


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


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

単独ﾊﾟﾙｽを生成

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？

ﾊﾟﾙｽ発生ﾊﾟﾙｽ発生せず

YESNO

発生させたいﾊﾟﾙｽ数だけ繰り返す

終了


組み込み結果（入力）

単独ﾊﾟﾙｽの発生 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 ﾊﾟﾙｽ数：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]


-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


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


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


他のSOAとの比較

Covega

CIP NL#1

Inphenix NL#3

結合損失

Right left1.62dB1.98dB


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


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


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。


Progress & plan, 2007November. 28th

Yuki Morimoto


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。


-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


-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


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。


plan１．キャリアクーリングによる位相特性を調べる。


Progresses and Plans(11月)2007/11/28

小深田雄


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


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


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


Next Plan

• 200 GHz , 400 GHz OTDM実験

• OTDM関連実験


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


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


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

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