方形導波管における光差周波発生による60GHz帯ミリ波信号生成(フォトニック,NW・デバイス,フォトニック結晶,ファイバとその応用,光集積回路,光導波路素子,光スイッチング,導波路解析,一般)

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2次の非線形光学効果である光差周波発生と、単一モード方形導波管を融合した新しいOE変換デバイスについて述べる。L1TaO3に代表される非線形光学結晶を細長い直方体形状に切り出して、その4側面を金属で覆うことで、結晶を充填した方形導波管構造デバイスを考える。入力する光信号と生成するミリ波信号の関係は結合モード方程式によって記述できる。また、ミリ波における方形導波管の分散特性を用いることで、所望の周波数帯において単一モード動作となるようデバイスの断面サイズを決定する。非線形光学結晶には周期的な分極反転を施し、光波、ミリ波間の位相不整合を補償する(擬似位相整合)。さらに、デバイスのミリ波信号に対する実効屈折率(〜5)が、空気の屈折率(=1)に比べて大きく、また、その断面サイズが空気中でのミリ波波長よりもかなり小さいために特別な反射鏡なしで共振器が形成される。これにより、簡単な構成で線形性の高い高周波OE変換デバイスを実現できる。実験において、6071GHzのミリ波信号生成に成功し、理論値と概ね一致した周波数特性を得られた。本稿では、提案するDFGデバイスの動作原理、解析、評価実験について詳細を報告する。また、より大きなミリ波信号を得るための新規構造T型DFGデバイスを提案する。
一般社団法人電子情報通信学会の論文
2013-01-17

方形導波管における光差周波発生による60GHz帯ミリ波信号生成(フォトニック,NW・デバイス,フォトニック結晶,ファイバとその応用,光集積回路,光導波路素子,光スイッチング,導波路解析,一般)

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