長距離大容量光ファイバ伝送および超高速光信号処理に関する研究
分散マネージメント光伝送系における光パルスの振舞
ファイバ中および半導体光増幅器中の非線形現象を用いた光信号処理
超高速光ファイバ通信に関する実験的研究
NRZパルス伝送の理論解析
分散マネージメント光伝送系における光パルスの振舞
異種の光ファイバを接続して構成した伝送路は、局所的には大きな分散値を示し、長手方向に平均してみると、小さな分散値を示す。このような伝送路を伝搬する光パルスは、一定分散値のファイバを伝搬する従来の光ソリトンとは異なり、様々な優れた伝搬特性を有している。現在は、これらの特性を定量的に明らかにするとともに、数学的解析法の確立を目指した研究に取り組んでいる。特に、2001年に発見した双峰ソリトンは極めてユニークな伝搬特性を示し、現在、その特性解明に励んでいる。
メンバー
助教授 丸田 章博 Akihiro Maruta,
Associate Prof.
D2
毛 雪松 Xuesong Mao, Mr.
M1
麻尾 佳史 Hiroshi Asao, Mr.
学外共同研究者
オハイオ州立大学教授 児玉 裕治 Yuji Kodama,
Prof.
卒業生
平成１７年３月修士了 澤田 尚志 （NTT西日本）
平成１６年３月修士了
辻田 卓也 （富士通テン）
平成１５年３月修士了
山中 重幸 （シャープ）
平成１５年３月修士了
吉賀 康弘（富士通）
平成１４年３月通信専攻博士了
通信基礎論領域 井上 崇（古河電工）
平成１３年３月通信専攻修士了
野中 康充（日立）
平成１２年３月通信専攻博士了
Vincent Cautaerts（ベルギー帰国）
平成１２年３月通信専攻博士了
菅原 弘人（NEC）
平成１１年３月通信専攻修士了
加藤 浩大 (NTT)
平成１０年３月通信専攻博士了
岡廻 隆生 (日本テレコム)
主な研究成果
解説論文
[1] A. Hasegawa, Y. Kodama, and A. Maruta, ``Recent Progress in
Dispersion-Managed Soliton Transmission Technoligies,'' Opt. Fiber Technol.,
Vol.3, pp.197-213 (1997).
ガイディングセンターソリトン理論によるパルス間相互作用低減効果の説明
[1] T. Okamawari, Y. Ueda, A. Maruta, Y. Kodama, and A. Hasegawa, ``Interaction
between guiding centre solitons in a periodically dispersion compensated optical
transmission line,'' Electron. Lett., Vol.33, No.12, pp.1063-1065 (June 1997).
波長分割多重方式のための伝送路の最適設計
[1] Y. Kodama and A. Maruta, ``Optimal design of dispersion management for a
soliton-wavelength-division-multiplexed system,'' Opt. Lett., Vol.22, No.22,
pp.1692-1694 (Nov. 1997).
[2] H. Sugahara, H. Kato, and Y. Kodama, ``Maximum reduction of collision
induced frequency shift in soliton WDM systems with dispersion compensation,''
Electron. Lett., Vol.33, No.12, pp.1065-1065 (June 1997).
[3] H. Sugahara, T. Inoue, A. Maruta, and Y. Kodama, ``Optimal dispersion
management for wavelength-division-multiplexed RZ optical pulse transmission,''
Electron. Lett., Vol.34, No.9, pp.902-904 (April 1998).
[4] H. Sugahara, A. Maruta, and Y. Kodama, ``Optimal allocation of amplifiers
in a dispersion managed line for wavelength-division-multiplexed soliton
transmission system,'' Opt. Lett., Vol.24, No.3, pp.145-147 (Feb. 1999).
[5] H. Sugahara, H. Kato, T. Inoue, A. Maruta, and Y. Kodama, ``Optimal
dispersion management for a wavelength-division-multiplexed optical soliton
transmission system,'' IEEE/OSA J. Lightwave Technol., Vol.17, No.9, pp.1547-1559
(Sept. 1999).
[6] H. Sugahara and A. Maruta, ``Collision induced timing jitter analysis in a
wavelength-division-multiplexed optical soliton transmission system with
dispersion management,'' J. Opt. Soc. Am B, Vol.18, No.4, pp.419-431 (April
2001).
光増幅器雑音に起因するタイミングジッタの抑圧効果
[1] T. Okamawari, A. Maruta, and Y. Kodama, ``Analysis of Gordon-Haus jitter in
a dispersion compensated optical transmission system,'' Opt. Lett., Vol.23,
No.9, pp.694-696 (May 1998).
[2] T. Okamawari, A. Maruta, and Y. Kodama, ``Reduction of Gordon-Haus jitter
in a dispersion compensated optical transmission system : analysis,'' Opt.
Commun., Vol.149, No.4-6, pp.261-266 (April 1998).
パルス間相互作用の低減
[1] T. Inoue, H. Sugahara, A. Maruta, and Y. Kodama, ``Interaction of
dispersion managed solitons in OTDM system,'' IEEE Photon. Technol. Lett.,
Vol.12, No.3, pp.299-301 (March 2000).
双峰ソリトン
[1] A. Maruta, Y. Nonaka, and T. Inoue, ``Symmetric Bi-Soliton Solution in a
Dispersion-Managed System,'' Topical Meeting on Nonlinear Guided Waves and
Their Applications 2001(NLGW2001), Clearwater, Florida, Paper PD(Post
Deadline)-4 (March 2001).
[2] A. Maruta, T. Inoue, Y. Nonaka and Y. Yoshika, ``Bisoliton Propagating in
Dispersion-Managed System and Its Application to High-Speed and Long-Haul
Optical Transmission,'' IEEE J. Select. Topics. Quantum Electron., vol. 8, no.
3, pp. 640-650, May-June 2002.
[3] A. Maruta, ``Parameter range of Bi-soliton propagating in
dispersion-managed system,'' The European Conference on Lasers and
Electro-Optics and the European Quantum Electronics Conference
(CLEO/Europe-EQEC 2003), Munich, Germany, Paper CJ1M (23rd, June 2003).
[4] A. Maruta, ``Dispersion managed solitons and their applications to high
speed transmission technologies (invited),'' The 2nd International Conference
on the Optical Internet / The 28th Australian Conference on Optical Fibre
Technology (COIN2003/ACOFT2003), Melbourne, Victoria, Australia, Paper TuC1-1
(15, July 2003).
[5] X. Mao and A. Maruta, ``Bi-soliton propagation in dispersion-managed line
under the influence of third-order dispersion,'' The 8th Optoelectronics and
Communications Conference (OECC 2003), Shanghai, P. R. China, Paper P4-5 (8-11,
July 2003, postponed to 13-16, Oct. 2003).
[6] X. Mao and A. Maruta, ``Third-order dispersion induced Temporal shift of
Bi-soliton propagating in dispersion-managed optical fiber transmission
system,'' The 9th Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2004),
Yokohama, Japan, Paper 16A1-5 (12-16th July 2004)
[7] A. Maruta, ``Controllability of Solitons Propagating in Optical Fiber
Transmission System (invited),'' The 10th Symposium on Large Scale Systems :
Theory and Applications (LSS04), Osaka, Japan, Paper INV9-5 (26-28, July 2004).
ファイバ中および半導体光増幅器中の非線形現象を用いた光信号処理
本研究グループでは、光ファイバおよび半導体光増幅器の非線形特性を用いて、電気の処理速度に制限をうけない、超高速光信号処理の研究を行なっている。特に現在、信号処理の基本的操作であるアナログ--ディジタル (AD)、ディジタル--アナログ (DA)変換を光領域で実現する方法、全光変調フォーマット変換法、ソリトン衝突を用いて可変光遅延器を実現する方法などについて研究をすすめている。 また、最近、ナノ構造中の非線形現象を用いた新たな機能デバイスの基礎検討に取り組んでいる。
メンバー
教授 北山 研一 Ken-ichi Kitayama, Prof.
助教授
丸田 章博 Akihiro Maruta, Associate Prof.
D3
小田 祥一朗 Shoichiro Oda, Mr.
M2
前田 篤司 Atsushi Maeda, Mr.
M1
河南 求嶺 Motomine Kannan, Mr.
M1 三枝史明 Fumiaki
Saegusa, Mr.
B4
北川 達 Satoru Kitagawa, Mr.
B4
国広 隆志 Takashi Kunihiro, Mr.
卒業生
平成１７年３月修士卒 毛 雪龍（富士通）
平成１４年３月修士卒
山本 義典（住友電工）
主な研究成果
ソリトン現象を用いた全光AD変換
[1] S. Oda, A. Maruta, and K. Kitayama, ``All-Optical Quantization Based on
Fiber Nonlinearity,'' IEEE Photon. Technol. Lett., vol.16, pp.587-589,
Feb. 2004
[2] S. Oda, X. Mao, A. Maruta, and K. Kitayama, ``All-Optical Analog-to-Digital
Conversion Based on Fiber Nonlinearity,'' IEICE Trans. Commun. vol.J87-B,
No.2, pp.116-124, Feb. 2004. (in Japanese)
SC光のスペクトルスライスと非線形ループミラーを用いた全光アナログ-ディジタル変換
[3]S. Oda and A. Maruta,"A Novel Quantization Scheme by Slicing
Supercontinuum Spectrum for All-Optical Analog-to-Digital Conversion," IEEE
Photon. Technol. Lett., vol.17, pp.465-467, Feb. 2005
[4]S. Oda and A. Maruta, "2-bit all-optical analog-to-digital conversion
by slicing supercontinuum spectrum and switching with nonlinear optical loop
mirror and its application to quaternary ASK-to-OOK modulation format
converter," IEICE Trans. on Commun., vol. E88-B, pp. 1963-1969, May
2005.
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