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公開番号2025145695
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024046015
出願日2024-03-22
発明の名称多重光周波数コム生成装置
出願人国立大学法人徳島大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/35 20060101AFI20250926BHJP(光学)
要約【課題】簡易な構成で低コストに多重光周波数コムを生成可能であり、かつ、励起レーザー光の利用効率を高めることが可能な多重光周波数コム生成装置を提供する。
【解決手段】連続発振レーザー光を出射するレーザー光源と、前記連続発振レーザー光によって励起して第1光周波数コムを発生させる第1微小光共振器と、前記第1微小光共振器の後段に配され、微小光共振器で生じた第1光周波数コムと残留励起光とを分離する光フィルタと、前記光フィルタで分離された残留励起光によって励起して第2光周波数コムを発生させる第2微小光共振器と、を少なくとも有することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
連続発振レーザー光を出射するレーザー光源と、
前記連続発振レーザー光によって励起して第１光周波数コムを発生させる第１微小光共振器と、
前記第１微小光共振器の後段に配され、微小光共振器で生じた第１光周波数コムと残留励起光とを分離する光フィルタと、
前記光フィルタで分離された残留励起光によって励起して第２光周波数コムを発生させる第２微小光共振器と、を少なくとも有することを特徴とする多重光周波数コム生成装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記第１微小光共振器、および前記第２微小光共振器は、互いに異なる周波数間隔の光周波数コムを発生させることを特徴とする請求項１に記載の多重光周波数コム生成装置。
【請求項３】
前記第１光周波数コムおよび前記第２光周波数コムは、周波数間隔が１００ＧＨｚ以上１ＴＨｚ以下の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の多重光周波数コム生成装置。
【請求項４】
前記第１微小光共振器、および前記第２微小光共振器は、非線形光学効果を有する媒質であって、窒化ケイ素（Ｓｉ
３
Ｎ
４
）、ガリウム砒素アルミニウム（ＡｌＧａＡｓ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
３
）、五酸化タンタル（Ｔａ
２
Ｏ
５
）、および窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる群より選択される１種以上の媒質から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の多重光周波数コム生成装置。
【請求項５】
前記第１光周波数コムおよび前記第２光周波数コムのそれぞれの周波数間隔の差分は、１０ＧＨｚ以上５０ＧＨｚ以下の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の多重光周波数コム生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光周波数コムを生成する多重光周波数コム生成装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信の分野では、通信速度の向上のための技術革新が常に行われてきた。近年では第４世代移動通信システム（４Ｇ通信）や第５世代移動通信システム（５Ｇ通信）が主流となり、これらに対応する機器も出揃いつつある。一方、５Ｇを凌駕する通信速度となる第６世代移動通信システム（６Ｇ通信）では、想定される周波数帯（テラヘルツ帯）が電気的手法の技術的限界（周波数上限）に達する可能性がある。このため、無線キャリアの低出力化、位相ノイズ増大、信号伝送損失の増大といった課題が顕在化する懸念がある。
【０００３】
このような６Ｇ通信の実用化における課題を克服し、超高速、大容量の通信を実現するためには、電気的手法による周波数の上限を超えたパラダイムシフトが強く求められている。一方、６Ｇ通信は光通信と電波通信の伝送速度ギャップを大きく緩和する可能性を有するが、これらの間には光技術と電気技術の相違に起因する技術ギャップが存在し、光信号と電気信号の変換（光電変換）に伴う時間遅延が生じる。こうした時間遅延は、超低遅延性を求める６Ｇにおいては致命的な障害になる懸念がある。
【０００４】
このように、６Ｇ通信の実現のためには、超低遅延を実現しながら光通信と良好に接続する「光通信と電波通信のシームレス接続」が強く求められる。こうした課題は、電波通信がエレクトロニクスに基づいていることに起因している。よって、エレクトロニクスが可能な限り介在しない無線通信が実現できれば、こうした課題の解決が可能になる。
【０００５】
光ファイバー網を用いた光通信は、非常に高速な情報伝送速度を有し、最近ではデバイス内部の電子配線を光配線に置き換えることによって、超高速・大容量・低遅延・低消費電力を実現するシリコン・フォトニクス技術の開発が進んでいる。こうした背景から、無線通信においてもキャリアの発生源に光学デバイスを用いたり、通信システムの一部に光通信の技術を取り入れたりする場合もある。例えば、互いに波長が異なる光をそれぞれ変調した後に合波させてテラヘルツ波を発生させ、このテラヘルツ波を無線通信に用いた例が開示されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００６】
光／テラヘルツ波の変換技術を用いたテラヘルツ波発生手法は、超高周波・低位相ノイズなテラヘルツ波発生手法として期待されている。この手法では、光領域で既存の光デバイスを用いてテラヘルツ波の変調が可能であるので、光通信で利用されている変調方式をテラヘルツ波の変調に流用できる。また、周波数多重化は無線通信の大容量化に直結する技術であるので、６Ｇ通信でも必要な技術要素とされている。
【０００７】
周波数多重化の方法としては、光周波数コムから、所望の周波数間隔となる任意の光周波数モードをフィルターで抽出する方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。また、発生する光周波数コムの周波数間隔の異なる複数の微小共振器を備えたマルチｆｒｅｐマイクロ光コム共振器を用いることが有効である（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００９－００４８５８号公報
特開２０２３－１７０３６３号公報
【非特許文献】
【０００９】
永妻忠夫、“テラヘルツ波が拓く超高速無線通信”、精密工学会誌、Vol.82,No.3,2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のマルチｆｒｅｐマイクロ光コム共振器は、個々の微小共振器に対応した個々の励起レーザー光源で並列に励起する構造であるため、複数の励起レーザー光源と複数の光学系が必要となり、装置構成が複雑で高コストであるという課題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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