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Design and Characterization of Dispersion-Tailored Silicon Strip Waveguides toward Wideband Wavelength Conversion 광대역 파장 변환을 위한 분산 맞춤형 실리콘 스트립 도파관의 설계 및 특성 분석

Hidenobu MURANAKA, Tomoyuki KATO, Shun OKADA, Tokuharu KIMURA, Yu TANAKA, Tsuyoshi YAMAMOTO, Isaac SACKEY, Gregor RONNIGER, Robert ELSCHNER, Carsten SCHMIDT-LANGHORST, Colja SCHUBERT, Takeshi HOSHIDA

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요약 :

현재 표준 파장 분할 다중화(WDM) 전송 시스템의 전송 용량을 늘리는 비용 효율적인 방법 중 하나는 C 대역 이외의 파장 대역을 사용하여 다중 대역으로 전송하는 것입니다. 우리는 넓은 파장 범위의 신호를 동시에 처리할 수 있는 파장 변환을 이용한 다중 대역 시스템 개념을 제안했습니다. 전광 파장 변환은 12파장 혼합을 통해 C 대역 WDM 신호를 고도 비선형 광섬유(HNLF)의 다른 대역으로 변환하는 데 사용할 수 있으며 C 대역만 사용하여 C 대역 이외의 신호를 포함한 여러 WDM 신호를 동시에 전송할 수 있습니다. -밴드 트랜시버. HNLF 이외의 다양한 비선형 도파관 재료에 대한 파장 변환이 보고되었습니다. 이러한 비선형 재료에서 우리는 분산 맞춤형 SOI(silicon-on-insulator) 도파관에 의한 광대역 전송 가능성을 발견했습니다. CMOS 공정은 정확도가 높아 양산 시 색분산 변동을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. SOI 기반 도파관을 이용한 파장 변환의 폭을 연구하는 첫 번째 단계로 양쪽 끝에 에지 커플러가 제공되는 분산 맞춤형 12 스트립 도파관을 설계 및 제작했습니다. 96개의 도파관은 각각 서로 다른 폭과 길이를 가지며 렌즈형 섬유 또는 렌즈를 통해 섬유에 연결됩니다. 각 도파관을 특성화하기 위해 조정 가능한 광원을 펌프로 사용하고 변조되지 않은 3채널 C 대역 WDM 테스트 신호를 사용하여 펌프-프로브 실험 설정을 구성했습니다. 이 설정을 사용하여 삽입 손실, 입력 전력 의존성, 변환 대역폭 및 변환 효율성을 평가합니다. C밴드 테스트 신호가 100nm 이상에서 90dB 변환 대역폭을 갖는 동일한 실리콘 도파관을 사용하여 S밴드와 L밴드로 변환되었음을 확인했습니다. 또한, 도파관 길이를 단축하여 C-to-S 변환에 대해 최소 XNUMXnm의 증가된 설계 공차가 확인되었습니다. 비선형 도파관을 이용한 파장변환기는 다중대역 WDM 전송 시스템을 향상시키기에 충분히 넓은 변환 대역폭을 가짐을 확인하였다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E106-C No.11 pp.757-764
발행일
2023/11/01
공개일
2023/05/24
온라인 ISSN
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2022OCP0004
원고의 종류
Special Section PAPER (Joint Special Section on Opto-electronics and Communications for Future Optical Network)
범주

작성자

Hidenobu MURANAKA
  Fujitsu Ltd.
Tomoyuki KATO
  Fujitsu Ltd.
Shun OKADA
  Fujitsu Ltd.
Tokuharu KIMURA
  Fujitsu Ltd.
Yu TANAKA
  Fujitsu Ltd.
Tsuyoshi YAMAMOTO
  Fujitsu Ltd.
Isaac SACKEY
  Fraunhofer Institute for Telecommunications Heinrich-Hertz-Institute
Gregor RONNIGER
  Fraunhofer Institute for Telecommunications Heinrich-Hertz-Institute
Robert ELSCHNER
  Fraunhofer Institute for Telecommunications Heinrich-Hertz-Institute
Carsten SCHMIDT-LANGHORST
  Fraunhofer Institute for Telecommunications Heinrich-Hertz-Institute
Colja SCHUBERT
  Fraunhofer Institute for Telecommunications Heinrich-Hertz-Institute
Takeshi HOSHIDA
  Fujitsu Ltd.

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