2022/08/17 更新

写真a

カワニシ テツヤ
川西 哲也
所属
理工学術院 基幹理工学部
職名
教授

兼担

  • 理工学術院   大学院基幹理工学研究科

学内研究所等

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴

  • 1995年10月
    -
    1997年07月

    京都大学   大学院工学研究科   電子通信工学専攻  

  • 1992年04月
    -
    1994年03月

    京都大学   大学院工学研究科   電子工学専攻  

  • 1988年04月
    -
    1992年03月

    京都大学   工学部   電子工学科  

学位

  • 京都大学   博士(工学)

経歴

  • 2015年04月
    -
     

    早稲田大学   理工学術院基幹理工学部電子物理システム学科

  • 2003年12月
    -
    2004年05月

    カリフォルニア大学サンディエゴ校   電子情報学科   客員研究員

  • 1998年04月
    -
     

    通信総合研究所(現 情報通信研究機構)

  • 1997年07月
    -
    1998年03月

    京都大学   ベンチャービジネスラボラトリー

  • 1997年07月
    -
    1998年03月

    京都大学   ベンチャービジネスラボラトリー

  • 1994年01月
    -
    1995年09月

    松下電器産業株式会社   生産技術本部生産技術研究所

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所属学協会

  •  
     
     

    応用物理学会

  •  
     
     

    電子情報通信学会

  •  
     
     

    米国電気通信学会 (IEEE)

 

研究分野

  • 電子デバイス、電子機器

研究キーワード

  • 確率

  • 統計

  • 電磁界

  • 光波

  • Probability

  • Statistics

  • Electromagnetic field

  • Light wave

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論文

  • Millimeter-Wave Integrated Photoreceivers for High Data Rate Photonic Wireless Communication

    Toshimasa Umezawa, Kunihisa Jitsuno, Pham Tien Dat, Kenichi Kashima, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics   24 ( 2 )  2018年03月

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    We report on the use of 30 and 100 GHz integrated millimeter-wave photoreceivers in high data rate photonic wireless communication. The role of the bandwidth of a narrow-band photoreceiver in increasing the data rate of wireless single carrier transmission is discussed. An 11-GHz bandwidth photoreceiver achieved a data rate of 44.6 Gb/s using an 8 GBd, 64-QAM (quadrature amplitude modulation) signal. A wider bandwidth (19 GHz) integrated photoreceiver was designed and fabricated for use in the 100-GHz range. High-frequency response photoreceivers have the following advantages: they operate in a wide bandwidth easily, use frequency resources efficiently, and are subject to low amounts of atmospheric attenuation. In addition to the single carrier wireless transmission study, a high data rate (12 Gb/s) multicarrier radio over fiber (16-QAM in orthogonal frequency division multiplexing) transmission experiment was demonstrated in order to confirm the ability to increase the data rate with a wide operational bandwidth.

    DOI

  • Millimeter-Wave Radio-Over-Fiber Network for Linear Cell Systems

    Atsushi Kanno, Pham Tien Dat, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    Journal of Lightwave Technology   36 ( 2 ) 533 - 540  2018年01月

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    We discuss and propose millimeter-wave linear cell systems for signal distribution on railway radiocommunication systems between train and trackside, and a foreign object debris detection system for airport runways using the radio-over-fiber network technology. Linear cell configurations based on wavelength-division multiplexing (WDM) and power-splitter-based distribution networks are discussed and demonstrated experimentally. A single-sideband modulation for data transmission in an intermediate frequency over a fiber system is successfully transmitted with an ultrafast wavelength-tunable laser diode for WDM routing to track the train car within 3 μs. Radar signal distribution by an optical double-sideband suppressed-carrier modulation mitigates the dispersion effect of the fiber cable to transmit a 32-GHz signal into the remote radar heads.

    DOI

  • 100-GHz Radio and Power over Fiber Transmission Through Multicore Fiber Using Optical-to-Radio Converter

    Umezawa, Toshimasa, Dat, Pham Tien, Kashima, Kenichi, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    Journal of Lightwave Technology   36 ( 2 ) 617 - 623  2018年01月  [査読有り]

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    © 1983-2012 IEEE. We designed and fabricated a 100-GHz range integrated photoreceiver with zero-bias operational uni-traveling-carrier photodiode and pseudomorphic high electron mobility transistor amplifier, which performed the roles of photonic power generation and 100-GHz RF signal generation. Using the integrated photoreceiver, high data rate radio- and power-over-fiber transmission through multicore fiber communication was demonstrated. Subsequently, a bit error rate of 1× 10- 3 could be achieved with 12 Gb/s, orthogonal frequency division multiplexing, 16 quadrature amplitude modulation, and an intermediate frequency of 92 GHz. The crosstalk issue in radio- and power-over-fiber transmission through multicore fiber was discussed.

    DOI

  • Precise Optical Modulation Using Extinction-Ratio and Chirp Tunable Single-Drive Mach-Zehnder Modulator

    Yuya Yamaguchi, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi, Masayuki Izutsu, Hirochika Nakajima

    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY   35 ( 21 ) 4781 - 4788  2017年11月  [査読有り]

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    We analyzed the complex transfer function and modulation spectrum of the Mach-Zehnder (MZ) modulator with optical power and phase change imbalances. From the calculations, we found that the characteristic operation can be obtained in three cases: high extinction ratio, zero-chirp, and straight-line trajectory in the IQ plane. However, the results also indicate that we cannot achieve an operation equivalent to that of the ideal modulator, due to the small parasitic chirp in a single-drive modulator. To control the extinction ratio and chirp parameter individually, we propose an integrated modulator with some tunable Y-branches. By using the optical-power-imbalance tunable modulators, we experimentally demonstrate the characteristic operations and obtain the modulation spectrum equivalent to the ideal MZ modulator. However, compared to the ideal amplitude modulator, MZ modulators exhibit an intrinsic nonlinearity in the sinusoidal response. Therefore, we used a third-order nonlinearity compensation method using the superposition of electrical third-order harmonics. The measured spectrum consisted of only first-order modulation sidebands, which is equivalent to the ideal double-sideband suppressed-carrier modulation.

    DOI

  • 80-GHz signal detection in high speed UTC-PD using EO sampling THz probe

    Toshimasa Umezawa, Isao Morohashi, Yoh Ogawa, Kouichi Akahane, Atsushi Matsumoto, Atsushi Kanno, Norohiko Sekine, Naokatsu Yamamoto, Iwao Hosako, Tetsuya Kawanishi

    International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz    2017年10月

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    The W-band signal near the antenna surface is detected using a THz probing system, by assuming near/far electric field distribution measurement on a phased array antenna coupled to an RoF radar system. By using 10 GHz + 12.5 kHz optical sampling pulse with a ZnTe EO probing head, the 80-GHz signal generated by a UTC-PD could be successfully detected as a down-converted signal of 100 kHz. It suggests a potential to measure the electric field distributions of 1-D/2-D patch antenna arrays, used in advanced RoF systems.

    DOI

  • Mode separation control of few-mode quantum dot lasers by using a multistep etalon filter

    Kouichi Akahane, Masaki Inui, Ryuji Sakamoto, Shingo Nakane, Masaru Iwao, Toshimasa Umezawa, Atsushi Matsumoto, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi, Hideyuki Sotobayashi

    International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz    2017年10月

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    Semiconductor quantum dots can be used for an optical gain-chip in an external cavity to construct a stable two- or few-mode laser. In this study, we demonstrate wide-range mode separation control of a few-mode laser by using a multistep etalon filter. Since the precise control of multistep thickness in one etalon plate was achieved, the frequency separation of the few-mode laser can be changed by choosing the etalon position. We can change the frequency separation from 83 to 104 GHz by using this method.

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  • 100-GHz integrated photoreceiver using optical-to-radio converter and enhancement mode PHEMT amplifier driven by photonic power supply

    Toshimasa Umezawa, Eiichi Hase, Atsushi Kanno, Atsushi Matsumoto, Kouichi Akahane, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest     1865 - 1868  2017年10月

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    We present a 100-GHz integrated photoreceiver using an optical-to-radio converter and an enhancement-mode PHEMT amplifier driven by all optical resources without an external electric power supply. Technology for the simultaneous generation of radio and power was developed using a zero-bias operational uni-travelling carrier (UTC) high-speed photodetector. To improve the optical-to-electrical conversion efficiency, a 110-GHz enhancement-mode InP-PHEMT amplifier was also newly developed, which operates using an internal electric power supply in an optical-to-radio converter. Using a hybrid integration based on all optical resources, a +5.5 dBm RF output at 97 GHz was successfully achieved through the optical-to-radio conversion process. Herein, the two key devices and the integrated photoreceiver are discussed.

    DOI

  • Concept of sensor over fibres and its application to high resolution millimetre-wave radar

    Tetsuya Kawanishi, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto

    International Conference on Transparent Optical Networks    2017年09月

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    This paper describes the concept of sensor over fibres (SoF), consisting of many sensor heads connected by fibre networks. SoF transfer waveforms from the sensor heads and performs joint signal processing to achieve high-resolution and agile imaging, while wireless sensor networks are digital networks to collect measured data at small sensors. SoF can compile information from sensor heads coherently at central signal processing units. We will also show applications of SoF technologies, such as high resolution millimetre-wave radar for airport runway surveillance.

    DOI

  • Millimeter- and terahertz-wave radio-over-fiber for 5G and beyond

    Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Toshimasa Umezawa, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    Summer Topicals Meeting Series, SUM 2017     165 - 166  2017年08月

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    This paper reviews our recent research activities on seamless fiber-wireless systems for future mobile networks, including: radio-on-radio-over-fiber
    signal processing-aided multiple signal transmission
    high-capacity seamless system
    and simultaneous power- and radio-over-fiber.

    DOI

  • Optical fiber network-connected distributed mm-wave radar system

    Tetsuya Kawanishi, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto, Naruto Yonemoto, Nobuhiko Shibagaki, Ken-Ichi Kashima

    Summer Topicals Meeting Series, SUM 2017     197 - 198  2017年08月

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    This presentation reviews radar systems with many antenna units connected by optical networks, which distribute waveforms of wideband frequency modulated millimeter-wave signals, where the range resolution can be a few centimeters.

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  • 100-GHz Fiber-Fed Optical-to-Radio Converter for Radio- and Power-Over-Fiber Transmission

    Toshimasa Umezawa, Kenichi Kashima, Atsushi Kanno, Atsushi Matsumoto, Kouichi Akahane, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS   23 ( 3 )  2017年05月  [査読有り]

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    We have developed a 100-GHz fiber-fed optical-to-radio converter for radio-and power-over-fiber transmission. A zero-bias operational high-speed photodetector (3-dB bandwidth >100 GHz) could be applied for the optical-to-radio converter, taking significant advantage of no-bias feed 100-GHz operation. We have successfully demonstrated simultaneous radio and power generation from one device through a bias-T circuit. A 100-GHz pseudomorphic high electron mobility transistor amplifier allowed a hybrid integrated photoreceiver to enhance the O/E conversion gain. Using the generated electric power, a gate bias in the 100-GHz amplifier was driven. The performance of each device and the integrated photoreceiver is described. High data rate photonic wireless transmission based on photonic power supply without external electric power supply is demonstrated.

    DOI

  • 100-GHz Fiber-Fed Optical-to-Radio Converter for Radio- and Power-Over-Fiber Transmission

    Toshimasa Umezawa, Kenichi Kashima, Atsushi Kanno, Atsushi Matsumoto, Kouichi Akahane, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS   23 ( 3 )  2017年05月

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    We have developed a 100-GHz fiber-fed optical-to-radio converter for radio-and power-over-fiber transmission. A zero-bias operational high-speed photodetector (3-dB bandwidth >100 GHz) could be applied for the optical-to-radio converter, taking significant advantage of no-bias feed 100-GHz operation. We have successfully demonstrated simultaneous radio and power generation from one device through a bias-T circuit. A 100-GHz pseudomorphic high electron mobility transistor amplifier allowed a hybrid integrated photoreceiver to enhance the O/E conversion gain. Using the generated electric power, a gate bias in the 100-GHz amplifier was driven. The performance of each device and the integrated photoreceiver is described. High data rate photonic wireless transmission based on photonic power supply without external electric power supply is demonstrated.

    DOI

  • 100 GHz optical-to-radio converter module and its application in radio and power over fiber transmission through multi-core fiber

    Umezawa, T, Dat, P. T, Hase, E, Kashima, K, Kanno, A, Akahane, K, Mstsumoto, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    2017 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2017 - Proceedings    2017年05月  [査読有り]

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    © 2017 Optical Society of America. We developed a 100 GHz optical-to-radio converter module integrated with a 100 GHz amplifier, which was applied in radio (12-Gbps, OFDM, 16-QAM, IF = 92-GHz) and power over fiber transmission through a multi-core fiber.

  • Simultaneous transmission of Multi-RATs and mobile fronthaul in the MMW bands over an IFoF System

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2017 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2017 - Proceedings    2017年05月  [査読有り]

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    © 2017 Optical Society of America. We propose and demonstrate a simultaneous transmission of LTE-A, 25-GHz OFDM/FBMC radio access, and 96-GHz filtered-OFDM mobile fronthaul signals over a simple and low cost intermediate-frequency-over-fiber system. We confirm the successful transmission of all signals.

  • Coexistence and transmission of multiple radios over seamless fiber-wireless systems

    Tien Dat, Pham, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering   10128  2017年01月  [査読有り]

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    © 2017 COPYRIGHT SPIE.In this paper, we present efficient solutions for simultaneous transmission of multiple radio signals over seamless fiber wireless systems, including radio signals in legacy microwave bands and in high frequency bands. At central stations, radio signals can be mapped onto the same optical transport channel using data mapping algorithms and/or subcarrier multiplexing technique. After the fiber transmission, the received signals can be down-converted, digitized, and de-mapped to recover the originally transmitted signals. We present and compare two different methods, including a radio-over-fiber system and optical up-conversion at remote sites and an intermediate-frequency-over-fiber system and an electrical up-conversion at remote sites. We experimentally confirm the suitability of both the transmission methods, and achieve satisfactory performance for all signals, including LTE-advanced, orthogonal frequency-division multiplexing, and filtered-orthogonal frequency-division multiplexing signals. In particular, the latter method can provide a high optical spectral efficiency and low fiber dispersion effect and is suitable for ultra-dense small cell deployment in future mobile networks.

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  • High responsivity 100 GHz waveguide UTC photodetector

    T. Umezawa, K. Akahane, A. Matsumoto, A. Kanno, N. Yamamoto, T. Kawanishi

    BROADBAND ACCESS COMMUNICATION TECHNOLOGIES XI   10128  2017年  [査読有り]

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    We present a double cladding, high-mesa-type waveguide UTC photodetector with an improved the responsivity. In this device structure, an InGaAs thin core layer was sandwiched by p-InP/InGaAsP and n-InP/InGaAsP cladding layers, including a UTC structure, in order to obtain a good optical coupling between the waveguide and the fiber. By comparing the resulting mode field with that obtained with a single cladding layer structure, we confirmed that the vertical mode field was enlarged. Without a spot size converter, the measured responsivity was as high as 0.6 A/W at 1550 nm, which suggests a responsivity three times higher than that of back-illuminated structures, and higher responsivity than that of previous reports. A high frequency performance (f(3dB) = 100 GHz) was also measured. The device structure, including the layer, doping level conditions, and optical fiber coupling results are discussed, and its performance is characterized in detail.

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  • High-conversion-gain 100-GHz photoreceiver integrated with UTC-PD and PHEMT amplifier for 92-GHz carrier, 10.7-Gbps photonic wireless communication

    Umezawa, T, Kashima, K, Kanno, A, Dat, P. T, Akahane, K, Matsumoto, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    European Microwave Week 2016: "Microwaves Everywhere", EuMW 2016 - Conference Proceedings; 46th European Microwave Conference, EuMC 2016     1397 - 1400  2017年01月  [査読有り]

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    © 2016 EuMA.We successfully designed and fabricated a high-conversion-gain 100-GHz photoreceiver integrated with a UTC-PD and a PHEMT amplifier for 92-GHz carrier photonic wireless communication. Then, in a demonstration of 92-GHz carrier, OFDM, 16-QAM photonic wireless communication, we confirmed that high data rate of 11.03-Gbps (bit error rate of 1× 10-3) could be achieved at a low optical input power, without post amplifiers for the photoreceiver. The designs and the results are discussed.

    DOI

  • Multi-layered stacked patch-antennas on electro-optic material for optical modulation

    Wijayanto, Y. N, Wijayanto, Y. N, Kanno, A, Kawanishi, T, Kawanishi, T, Murata, H, Umezawa, T, Yamamoto, N, Okamura, Y

    European Microwave Week 2016: "Microwaves Everywhere", EuMW 2016 - Conference Proceedings; 46th European Microwave Conference, EuMC 2016     945 - 948  2017年01月  [査読有り]

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    © 2016 EuMA.Multi-layered stacked patch-antennas on an electro-optic (EO) material are proposed for optical modulation. By using multi-layered structures, larger antenna gain can be obtained to induce stronger millimeter-wave electric fields. The induced millimeter-wave electric field can be used for optical modulation through the Pockels effects of the EO crystal. Since the antenna gain is enhanced by using multi-layered stacked patch-antennas, the modulation index improvement can be obtained.

    DOI

  • Wide Frequency Range Optical Synthesizer With High-Frequency Resolution

    Hitoshi Kiuchi, Tetsuya Kawanishi, Atsushi Kanno

    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS   29 ( 1 ) 78 - 81  2017年01月  [査読有り]

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    The generation of high-frequency signals including those in the terahertz region has become indispensable in state-of-the-art communication systems. A synthesizer as a measurement device generates signals of desired frequencies with high-frequency resolution. Electric signals (microwaves or millimeter waves) can be generated by a photomixer performing optical-electrical energy conversion based on the phase difference between two coherent optical signals. Recently, the frequency bandwidth for photomixers has reached the terahertz region and photomixers are now more readily available. The main purpose of this letter is to provide an optical synthesizer with a high-frequency resolution (better than 1 Hz) and with seamless frequency coverage from the microwave to the terahertz-wave regions using one apparatus. The system is designed in such a way that the mean of the resolution frequency includes the frequency instability of the generated signal.

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  • 90 Gb/s hybrid integrated photoreceiver module with high speed 1.5 μm-band QD-SOA

    Matsumoto, A, Umezawa, T, Akahane, K, Kanno, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T

    Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference    2016年12月

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    © 2016 IEICE-ES.We investigated fundamental characteristics of a hybrid integrated photoreceiver module with a 1.5 μm-band quantum dot semiconductor optical amplifier (QD-SOA) and conventional pin-photodiode (pin-PD) as a first stage. The results indicated the photoreceiver integrated with a QD-SOA and QD-PD has the potential to be operated for signals over 100 Gb/s.

  • High characteristic temperature for ridge-waveguide laser with a highly stacked InAs quantum dot structure

    Akahane, Kouichi, Matsumoto, Atsushi, Umezawa, Toshimasa, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya

    Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference    2016年12月

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    © 2016 IEICE-ES.A ridge-waveguide laser with highly stacked InAs quantum dot structure based on strain compensation technique was fabricated. The threshold current of this laser was decreased to approximately 75 mA without coating the facet mirror. A high characteristic temperature of over 100 K was obtained using this laser.

  • Investigation on phase-sensitive fiber nonlinearity cancellation in conjugated-paired radio-on-fiber system

    Sakamoto, Takahide, Lu, Guo Wei, Lu, Guo Wei, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2016 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2016    2016年12月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.We clarify that fiber nonlinearity cancellation in the conjugated-paired radio-on-fiber system is a phase sensitive process. The best nonlinearity tolerance is achieved if the dual sidebands are constructively superposed during photonic down conversion.

  • Performance of 90GHz electro-optic modulator with patch-antennas in high-power wireless irradiation

    Wijayanto, Yusuf Nur, Wijayanto, Yusuf Nur, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Murata, Hiroshi, Yamamoto, Naokatsu, Okamura, Yasuyuki

    2016 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2016    2016年12月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.We report a recent progress for performance of 90GHz electro-optic modulator with patch-antennas in high-power wireless radio irradiation. Optical sidebands to carrier ratio of -40dB can be achieved by wireless radio irradiation power of 33dBm.

  • 100 GHz fiber-fed optical-to-radio converter

    Umezawa, T, Kashima, K, Akahane, K, Kanno, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    2016 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2016    2016年12月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.We demonstrate 100-GHz optical-to-radio converter without electric power supplies by combination of a newly developed bias-free-operational UTC-PD and an integrated bias-tee for effective regeneration of the supplied power to a 100-GHz amplifier.

  • Polarization dependence of avalanche multiplication factor in 1.5 μm quantum dot waveguide photodetector

    Umezawa, T, Akahane, K, Matsumoto, A, Kanno, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    2016 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2016    2016年12月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.We fabricated 1.5 μm quantum dot waveguide photodetector, and characterized the electrical and optical properties. It was found that the avalanche photocurrent strongly depends on TE/TM polarization.

  • Demonstration of ultraprecision ductile-mode cutting for lithium niobate microring waveguides

    Ryo Takigawa, Eiji Higurashi, Tetsuya Kawanishi, Tanemasa Asano

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   55 ( 11 )  2016年11月  [査読有り]

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    In this paper, the application of the ultraprecision ductile-mode cutting method to the fabrication of microring waveguides in lithium niobate crystal was investigated. Although it was difficult to apply a mechanical cutting method to the fabrication of microring waveguides with smooth sidewalls, it was confirmed that no harmful cutting traces on the machined surface occur with the appropriate movement of the cutting tool. The root-mean-square surface roughness of the resulting sidewall was 6.1 nm, which is sufficiently small to suppress the scattering loss of the circulating light. In addition, the conditions for the ductile-mode cutting of lithium niobate crystal were investigated. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

    DOI

  • Demonstration of ultraprecision ductile-mode cutting for lithium niobate microring waveguides

    Ryo Takigawa, Eiji Higurashi, Tetsuya Kawanishi, Tanemasa Asano

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   55 ( 11 )  2016年11月

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    In this paper, the application of the ultraprecision ductile-mode cutting method to the fabrication of microring waveguides in lithium niobate crystal was investigated. Although it was difficult to apply a mechanical cutting method to the fabrication of microring waveguides with smooth sidewalls, it was confirmed that no harmful cutting traces on the machined surface occur with the appropriate movement of the cutting tool. The root-mean-square surface roughness of the resulting sidewall was 6.1 nm, which is sufficiently small to suppress the scattering loss of the circulating light. In addition, the conditions for the ductile-mode cutting of lithium niobate crystal were investigated. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

    DOI

  • Change of frequency separation for two-mode quantum dot lasers by using a birefringent etalon filter

    Akahane, Kouichi, Inui, Masaki, Umezawa, Toshimasa, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Sotobayashi, Hideyuki

    International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz   2016-November  2016年11月  [査読有り]

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    © 2016 IEEE.We have developed a stable two-mode laser by using a quantum dot optical gain chip in an external cavity. In this study, we demonstrate continuous change of frequency separation of a two-mode laser by using a birefringent etalon filter. Since the polarization of the quantum dot optical gain chip is TE-dominant, the frequency separation of the two-mode laser is controlled by rotating the birefringent etalon filter. We can change the frequency separation from 84 to 93 GHz by using this method.

    DOI

  • OFDM millimeter-wave radar experiment combined with radio over fiber technology

    Umezawa, T, Jitsuno, K, Kanno, A, Akahane, K, Yamamoto, N, Kawanishi, T

    International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz   2016-November  2016年11月  [査読有り]

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    © 2016 IEEE.We have demonstrated an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) radar experiment combined with millimeter-wave radio over fiber (RoF). In result, high flame rate and high space resolution of 30 cm in 5 m distance (theoretical space resolution of 1.52 cm) was successfully achieved.

    DOI

  • Seamless Fiber-Wireless Bridge in the Millimeter- and Terahertz-Wave Bands

    Atsushi Kanno, Pham Tien Dat, Norihiko Sekine, Iwao Hosako, Naokatsu Yamamoto, Yuki Yoshida, Ken-Ichi Kitayama, Tetsuya Kawanishi

    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY   34 ( 20 ) 4794 - 4801  2016年10月  [査読有り]

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    Fiber-wireless transmission in the terahertz-wave band as well as in the millimeter-wave band is the key for a seamless integration of radio and optical networks in a physical layer. Advanced optical fiber communication technology enables a high precision direct waveform transfer between optical and radio domains. For realization of a seamless conversion, an optical-terahertz converter is configured with optical heterodyning for an optical-to-terahertz conversion. Analog optical modulation techniques by an input millimeter-wave signal and an intermediate frequency component after a frequency downconversion are utilized for a terahertz-to-optical conversion. A quadrature phase-shift keying signal transmission in an optical-fiber-to-radio-to-optical-fiber link (fiber-wireless bridge) is successfully demonstrated with the 90 and 300-GHz signals, simultaneously, using an optical frequency comb source. The possible transmission distance in severe weather conditions in these frequency bands is also discussed.

    DOI

  • Seamless Fiber-Wireless Bridge in the Millimeter- and Terahertz-Wave Bands

    Atsushi Kanno, Pham Tien Dat, Norihiko Sekine, Iwao Hosako, Naokatsu Yamamoto, Yuki Yoshida, Ken-Ichi Kitayama, Tetsuya Kawanishi

    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY   34 ( 20 ) 4794 - 4801  2016年10月  [査読有り]

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    Fiber-wireless transmission in the terahertz-wave band as well as in the millimeter-wave band is the key for a seamless integration of radio and optical networks in a physical layer. Advanced optical fiber communication technology enables a high precision direct waveform transfer between optical and radio domains. For realization of a seamless conversion, an optical-terahertz converter is configured with optical heterodyning for an optical-to-terahertz conversion. Analog optical modulation techniques by an input millimeter-wave signal and an intermediate frequency component after a frequency downconversion are utilized for a terahertz-to-optical conversion. A quadrature phase-shift keying signal transmission in an optical-fiber-to-radio-to-optical-fiber link (fiber-wireless bridge) is successfully demonstrated with the 90 and 300-GHz signals, simultaneously, using an optical frequency comb source. The possible transmission distance in severe weather conditions in these frequency bands is also discussed.

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  • Efficient mobile fronthaul for simultaneous transmission of 4G and future mobile signals

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2016 21st OptoElectronics and Communications Conference, OECC 2016 - Held Jointly with 2016 International Conference on Photonics in Switching, PS 2016    2016年10月  [査読有り]

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    © 2016 IEICE.We present an efficient mobile fronthaul system for co-transmission of radio signals in the microwave and millimeter-wave bands. We successfully transmit a WLAN and an LTE-A signal at 2.6 GHz and 33.6 GHz, respectively, over the system.

  • 11-Gbps 16-QAM OFDM radio over fiber demonstration using 100 GHz high-efficiency photoreceiver based on photonic power supply

    Umezawa, T, Kashima, K, Kanno, A, Akahane, K, Matsumoto, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    2016 21st OptoElectronics and Communications Conference, OECC 2016 - Held Jointly with 2016 International Conference on Photonics in Switching, PS 2016    2016年10月  [査読有り]

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    © 2016 IEICE.A 100 GHz photoreceiver was designed, fabricated, and integrated with a pHEMT amplifier, based on a photonic power supply. In this paper, a high data rate photonic wireless communication over 11 Gbps is demonstrated.

  • Measurement of vectorial response of IQ modulator using optical interference

    Yamaguchi, Yuya, Seki, Kazuki, Takahashi, Naoki, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Izutsu, Masayuki, Izutsu, Masayuki, Nakajima, Hirochika

    2016 21st OptoElectronics and Communications Conference, OECC 2016 - Held Jointly with 2016 International Conference on Photonics in Switching, PS 2016    2016年10月  [査読有り]

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    © 2016 IEICE.We propose a new measurement method of modulator response in phasor domain for Mach-Zehnder modulators embedded in IQ modulator using simple equipments. The modulation curve with extinction ratio of 14.7 and 22 dB were measured.

  • Mode-division multiplexing LiNbO<inf>3</inf> modulator using directional coupler

    Kodama, Yutaro, Yamaguchi, Yuya, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Izutsu, Masayuki, Izutsu, Masayuki, Nakajima, Hirochika

    2016 21st OptoElectronics and Communications Conference, OECC 2016 - Held Jointly with 2016 International Conference on Photonics in Switching, PS 2016    2016年10月  [査読有り]

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    © 2016 IEICE.We designed and fabricated a LiNbO3 integrated optical modulator for mode-division multiplexing, where optical signals in two modes can be independently controlled and combined together. Mode crosstalk was smaller than -20dB in C-band.

  • Electro-optic modulator using millimeter-wave gap-embedded patch antenna with stacked structure

    Aya, Hironori, Wijayanto, Yusuf Nur, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Murata, Hiroshi, Okamura, Yasuyuki

    2016 21st OptoElectronics and Communications Conference, OECC 2016 - Held Jointly with 2016 International Conference on Photonics in Switching, PS 2016    2016年10月  [査読有り]

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    © 2016 IEICE.We propose new electro-optic modulators using gap-embedded patch antennas with stacked structure. Utilizing stacked structure, the antenna gain, electric field for modulation, and interaction length increase, then modulation efficiency increases 3.65 dB at 60 GHz.

  • 5G transport networks: The need for new technologies and standards

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    IEEE Communications Magazine   54 ( 9 ) 18 - 26  2016年09月  [査読有り]

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    © 1979-2012 IEEE.Mobile transport networks will play a vital role in future 5G and beyond networks. In particular, access transport networks connecting radio access with core networks are of critical importance. They will be required to support massive connectivity, super high data rates, and real-time services in a ubiquitous environment. To attain these targets, transport networks should be constructed on the basis of a variety of technologies and methods, depending on application scenarios, geographic areas, and deployment models. In this article, we present several technologies, including analog radio-over-fiber transmission, intermediate-frequency- over-fiber technology, radio-on-radio transmission, and the convergence of fiber and millimeter-wave systems, that can facilitate building such effective transport networks in many use cases. For each technology, we present the system concept, possible application cases, and demonstration results. We also discuss potential standardization and development directions so the proposed technologies can be widely used.

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  • Transmission of multiband wireless signals over a seamless IM/DD fiber-MMW system

    Nguyen Toan Van, Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto, Vo Nguyen Quoc Bao, Tetsuya Kawanishi

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS   13 ( 15 )  2016年08月  [査読有り]

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    This paper proposes a high-speed multiband filtered-orthogonal frequency division multiplexing (F-OFDM) signal transmission over a seamless fiber-millimeter-wave (MMW) system at 92.5 GHz. The system employs a frequency and phase stabilized optical MMW signal generation at the transmitter and a simple direct detection at the receiver. We confirm a successful transmission of multiband F-OFDM signal over a seamless 20-km single mode fiber (SMF) and 1-m 92.5-GHz wireless system. Compared to the single-band and multiband OFDM signal transmission, the proposed system can provide a much better performance, particularly at the edges of each band.

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  • 31-GHz single-carrier, 44.6-Gbps photonic wireless transmission using a wide-bandwidth high power photodetector and a pre-distortion technique

    Umezawa, T, Jitsuno, K, Shibagaki, N, Kanno, A, Akahane, K, Mstsumoto, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    2016 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2016    2016年08月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.Single-carrier photonic wireless transmission at 31 GHz and 8.0 Gbaud with 64QAM is successfully achieved with error-free operation. A newly developed wide bandwidth high power photodetector and a pre-equalizing subsystem are presented.

  • All-spectrum fiber-wireless transmission for 5G backhaul and fronthaul links

    Kanno, Atsushi, Dat, Pham Tien, Yamamoto, Naokatsu, Hosako, Iwao, Yoshida, Yuki, Kitayama, Ken Ichi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2016 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2016    2016年08月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.This paper presents the simultaneous transmission of millimeter-wave and terahertz-wave radio signals over an optical fiber and air by a single optical frequency comb source with several types of receiver configurations.

  • Mitigation of modal crosstalk-induced power fading in mode division multiplexed W-band RoF links

    Diamantopoulos, N. P, Takami, Y, Yoshida, Y, Maruta, A, Kanno, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T, Maruyama, R, Kuwaki, N, Matsuo, S, Kitayama, K

    2016 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2016    2016年08月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.To avoid the modal crosstalk-induced power fading, a mode assignment technique has been proposed and experimentally demonstrated for mode division multiplexed W-band radio-over-fiber links.

  • High-capacity and high-spectral-efficiency seamless fiber-wireless system for high-speed trains

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2016 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, OFC 2016    2016年08月  [査読有り]

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    © 2016 OSA.We propose a dual-hop network to high-speed trains by using a seamless fiber-millimeter-wave system for backhaul transmission and a high-speed in-train network. Transmission of a 64-QAM OFDM signal over the cascaded system is successfully confirmed.

  • Radio-over-fibre based high-speed millimetre-wave backhaul system for high-speed trains

    Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Kanno, Atsushi, Dat, Pham Tien, Yamamoto, Naokatsu

    International Conference on Transparent Optical Networks   2016-August  2016年08月  [査読有り]

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    © 2016 IEEE.This paper reviews train communication networks (TCNs) based on radio-over-fibre (RoF) technology. TCNs connect base stations (BSs) in trains to world wide networks through trackside links consisting of optical fibres and many radio access units (RAUs). Waveform for radio communications can be effectively delivered to each RAU by RoF. The TCN can be controlled by train location information to reduce overhead due to hand-over in mobile communication systems.

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  • Frequency chirp modulation by electro-optic modulator integrated with microwave rat-race circuit and measurement of chirp parameter by using optical fiber dispersion

    Nakamura, Ryota, Yamamoto, Katsuyuki, Kawai, Tadashi, Enokihara, Akira, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest   2016-August  2016年08月  [査読有り]

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    © 2016 IEEE.The rat-race (RR) circuit, which operates as a 180-degree hybrid, with an asymmetric power split ratio was integrated with the dual electrode type electro-optic modulator on the same substrate. Thereby, frequency chirp modulation with a compact configuration was realized. The RR circuit was designed with 4.5 1 power split ratio on a z-cut LiNbO3 substrate. The operation of the modulator was confirmed by observing the output light spectra. Moreover, the chirp parameter was directly measured by using the chromic dispersion of the optical fiber, where the power penalty of detected modulation signals transmitted through optical fiber was observed as a function of the fiber distance. The chirp parameter of the modulated light at 10 GHz was confirmed to be 0.47 by the measurement.

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  • On the channel capacity of polarization-multiplexed coherent radio-over-fiber transmissions at millimeter-wave bands

    Yoshida, Y, Takami, Y, Inudo, S, Kitayama, K, Kanno, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T

    2016 IEEE International Conference on Communications, ICC 2016    2016年07月  [査読有り]

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    © 2016 IEEE.A closed-form capacity expression for polarization-multiplexed coherent MIMO radio-over-fiber (RoF) links at millimeter-wave bands is derived and the impact of the fiber's polarization rotation and the wireless antenna misalignment on the MIMO channel capacity is revealed. The analytical results are validated via an indoor W-band (75-110 GHz) 10-Gbaud MIMO-RoF transmission experiment.

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  • Array of patch-antennas with meandering-gaps on optical modulator for wireless millimeter-wave beam-steering

    Yusuf Nur Wijayanto, Atsushi Kanno, Hiroshi Murata, Tetsuya Kawanishi, Naokatsu Yamamoto, Yasuyuki Okamura

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MICROWAVE AND WIRELESS TECHNOLOGIES   8 ( 4-5 ) 759 - 765  2016年06月  [査読有り]

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    An array of patch-antennas with meandering-gaps on an optical modulator is proposed for wireless millimeter-wave beam-steering through high-speed radio-over-fiber systems. Wireless millimeter-wave can be received by the array of patch-antennas and directly modulated to lightwave by the optical modulator. The wireless millimeter-wave can be steered using the meandering-gaps at the patch-antennas by controlling interaction between millimeter-wave and lightwave electric fields in electro-optic modulation. The basic operation and analysis of the proposed device are discussed. In the experiment, 5 x 5 antenna array in 40 GHz millimeter-wave bands was designed and realized for device characterization and demonstration to wireless millimeter-wave beam-steering. There were five variations of wireless millimeter-wave beam-steering for one-dimensional in xz- or yz-planes that can be obtained with wireless millimeter-wave steerable beams of about +/- 30 degrees. Additionally, 25 variations of wireless beam-steering can be obtained for two dimension in xyz-space through orthogonal optical modulation. The proposed device is promising to be applied in millimeter-wave/tera-hertz bands for future directional wireless communication and sensing with high-speed and high-resolution operation.

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  • Metamaterial antenna integrated to LiNbO3 optical modulator for millimeter-wave-photonic links

    Wijayanto, Y. N, Wijayanto, Y. N, Kanno, A, Fathnan, A. A, Daud, P, Kawanishi, T, Kawanishi, T, Mahmudin, D, Yamamoto, N

    2015 International Symposium on Antennas and Propagation, ISAP 2015    2016年04月  [査読有り]

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    © 2015 The Institute of Electronics, Information and Comm.We report current research progress on a metamaterial antenna integrated to an optical modulator for millimeter-wave-photonic links. The metamaterial antenna is composed by an array of electric-LC resonators on a LiNbO3 optical crystal. Large millimeter-wave electric field is induced across the capacitive gaps of the resonators due to free-space millimeter-wave irradiation. Optical modulation through Pockels effects can be obtained when light propagates along the capacitive gaps. The integrated device is operated effectively by considering interaction between millimeter-wave and lightwave electric fields along the capacitive gaps. Basic operations of the integrated device for 90GHz millimeter-wave bands are reported and discussed. Optical sidebands with carrier-to-sideband ratio of about ™60dB by millimeter-wave irradiation power of ∼20mW can be experimentally measured using optical spectrum analyzer.

  • Monolithically integrated quantum dot optical modulator with semiconductor optical amplifier for thousand and original band optical communication

    Naokatsu Yamamoto, Kouichi Akahane, Toshimasa Umezawa, Atsushi Matsumoto, Tetsuya Kawanishi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   55 ( 4 )  2016年04月  [査読有り]

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    A monolithically integrated quantum dot (QD) optical gain modulator (OGM) with a QD semiconductor optical amplifier (SOA) was successfully developed with T-band (1.0 mu m waveband) and O-band (1.3 mu m waveband) QD optical gain materials for Gbps-order, high-speed optical data generation. The insertion loss due to coupling between the device and the optical fiber was effectively compensated for by the SOA section. It was also confirmed that the monolithic QD-OGM/SOA device enabled &gt;4.8 Gbps optical data generation with a clear eye opening in the T-band. Furthermore, we successfully demonstrated error-free 4.8 Gbps optical data transmissions in each of the six wavelength channels over a 10-km-long photonic crystal fiber using the monolithic QD-OGM/SOA device in multiple O-band wavelength channels, which were generated by the single QD gain chip. These results suggest that the monolithic QD-OGM/SOA device will be advantageous in ultra-broadband optical frequency systems that utilize the T+O-band for short-and medium-range optical communications. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

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  • Heterogeneous quantum dot/silicon photonics-based wavelength-tunable laser diode with a 44 nm wavelength-tuning range

    Tomohiro Kita, Naokatsu Yamamoto, Atsushi Matsumoto, Tetsuya Kawanishi, Hirohito Yamada

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   55 ( 4 )  2016年04月  [査読有り]

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    A heterogeneous wavelength-tunable laser diode combining quantum dot and silicon photonics technologies is proposed. A compact wavelength-tunable filter with two ring resonators was carefully designed and fabricated using silicon photonics technology. The tunable laser combining the wavelength-tunable filter and an optical amplifier, which includes InAs quantum dots, achieved a 44.0 nm wavelength-tuning range at around 1250 nm. The broadband optical gain of the quantum dot optical amplifier was effectively used by the optimized wavelength-tunable filter. This heterogeneous wavelength-tunable laser diode could become a breakthrough technology for high-capacity data transmission systems. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

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  • Characteristics of highly stacked InAs quantum-dot laser grown on vicinal (001)InP substrate

    Kouichi Akahane, Toshimasa Umezawa, Atsushi Matsumoto, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   55 ( 4 )  2016年04月  [査読有り]

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    We fabricate broad-area laser diodes consisting of 30-layer stacks of InAs quantum dots by using a strain-compensation technique on a vicinal (001)InP substrate. These laser diodes exhibit ground-state lasing at 1576 nm in the pulsed mode with a high characteristic temperature of 111K at around room temperature (20-80 degrees C). (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

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  • B-10-82 集積型偏波多重直交変調器による光位相共役信号対発生(B-10.光通信システムB(光通信方式,光通信機器,デバイスのシステム応用,光通信網・規格),一般セッション)

    坂本 高秀, 呂 國偉, 山本 直克, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 2 )  2016年03月

    CiNii

  • B-10-45 2組の2トーン光信号を用いたコヒーレント光受信器における同相信号除去比の測定(B-10.光通信システムB(光通信方式,光通信機器,デバイスのシステム応用,光通信網・規格),一般セッション)

    稲垣 惠三, 川西 哲也, 菅野 敦史, 山本 直克

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 2 )  2016年03月

    CiNii

  • C-14-14 電気光学変調器を用いた低変調指数動作での光周波数コム信号発生の検討(C-14.マイクロ波・ミリ波フォトニクス,一般セッション)

    前田 直樹, 中村 亮太, 河合 正, 榎原 晃, 山本 直克, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )  2016年03月

    CiNii

  • C-14-13 電気光学変調器による波長チャープ変調を用いた3次相互変調歪補償の検討(C-14.マイクロ波・ミリ波フォトニクス,一般セッション)

    前田 幸子, 河合 正, 榎原 晃, 山本 直克, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )  2016年03月

    CiNii

  • C-14-12 電気光学変調器による波長チャープ変調と光ファイバの波長分散を用いたチャープパラメータの測定(C-14.マイクロ波・ミリ波フォトニクス,一般セッション)

    中村 亮太, 山本 勝之, 河合 正, 榎原 晃, 山本 直克, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )  2016年03月

    CiNii

  • C-14-5 2逓倍により生成された256QAM信号の変調精度評価(C-14.マイクロ波・ミリ波フォトニクス,一般セッション)

    金田 直樹, 米本 成人, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )  2016年03月

    CiNii

  • C-14-4 ファイバ無線ネットワークによるW帯ミリ波信号IF over fiber伝送システムの検討(C-14.マイクロ波・ミリ波フォトニクス,一般セッション)

    菅野 敦史, Dat Pham Tien, 山本 直克, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )  2016年03月

    CiNii

  • C-4-1 光ファイバー無線応用に向けた無バイアス型UTC-PDの開発(C-4.レーザ・量子エレクトロニクス,一般セッション)

    梅沢 俊匡, 加島 謙一, 菅野 敦史, 赤羽 浩一, 松本 敦, 山本 直克, 川西 哲也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )  2016年03月

    CiNii

  • C-3-33 薄膜LN基板を用いて低駆動電圧化・低チャープ化したアクティブY分岐集積MZ変調器(C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    山口 祐也, 菅野 敦史, 川西 哲也, 井筒 雅之, 中島 啓幾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 ) 171 - 171  2016年03月

    CiNii

  • High-speed optical and millimeter-wave wireless link for disaster recovery

    Kitayama, Ken Ichi, Yoshida, Yuki, Yamaguchi, Yuya, Nakajima, Hirochika, Nishimura, Kosuke, Bekkali, Abdelmoula, Oishi, Masayuki, Kamiya, Naoyasu, Tanaka, Keiji, Iwai, Hidenori, Ota, Kazuya, Sato, Norihiko, Oikawa, Yoichi, Joshin, Kazukiyo, Shibagaki, Nobuhiko, Higuma, Kaoru, Oikawa, Satoshi, Ichikawa, Junichiro, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya

    2015 IEEE Globecom Workshops, GC Wkshps 2015 - Proceedings    2016年02月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.A government-funded R and D program aiming at a resilient optical and millimeter-wave wireless link for a novel span protection scheme in a disaster recovery is presented. We also describe the key enabling technologies of both optical and wireless sub- systems and devices, including MIMO radio-over- fiber system, optical two-tone generation, and the transceiver and power amplifier in W-band.

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  • Transmission of multiband wireless signals over a seamless IM/DD fiber-MMW system

    Van Nguyen Toan, Dat Pham Tien, Kanno Atsushi, Yamamoto Naokatsu, Bao Vo Nguyen Quoc, Kawanishi Tetsuya

    IEICE Electronics Express   13 ( 15 ) 20160497 - 20160497  2016年  [査読有り]

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    <p>This paper proposes a high-speed multiband filtered-orthogonal frequency division multiplexing (F-OFDM) signal transmission over a seamless fiber-millimeter-wave (MMW) system at 92.5 GHz. The system employs a frequency and phase stabilized optical MMW signal generation at the transmitter and a simple direct detection at the receiver. We confirm a successful transmission of multiband F-OFDM signal over a seamless 20-km single mode fiber (SMF) and 1-m 92.5-GHz wireless system. Compared to the single-band and multiband OFDM signal transmission, the proposed system can provide a much better performance, particularly at the edges of each band.</p>

    CiNii

  • 5G TRANSPORT NETWORKS: THE NEED FOR NEW TECHNOLOGIES AND STANDARDS

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya

    IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE   54 ( 9 ) 18 - +  2016年

  • Low-latency fiber-millimeter-wave system for future mobile fronthauling

    Tien Dat, Pham, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering   9772  2016年01月  [査読有り]

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    © 2016 SPIE.A seamless combination of fiber and millimeter-wave (MMW) systems can be very attractive for future heterogeneous mobile networks such as 5G because of its flexibility and high bandwidth. Analog mobile signal transmission over seamless fiber-MMW systems is very promising to reduce the latency and the required band-width, and to simplify the systems. However, stable and high-performance seamless systems are indispensable to conserve the quality of the analog signal transmission. In this paper, we present several technologies to develop such seamless fiber-MMW systems. In the downlink direction, a high-performance system can be realized using a high-quality optical MMW signal generator and a self-homodyne MMW signal detector. In the uplink direction, a cascade of radio-on-radio and radio-over-fiber systems using a burst-mode optical amplifier can support bursty radio signal transmission. A full-duplex transmission with negligible interference effects can be realized using frequency multiplexing in the radio link and wavelength-division multiplexing in the optical link. A high-spectral efficiency MMW-over-fiber system using an intermediate frequency-over-fiber system and a high-quality remote delivery of a local oscillator signal is highly desirable to reduce the costs.

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  • High-efficiency W-band hybrid integrated photoreceiver module using UTC-PD and pHEMT amplifier

    Umezawa, T, Katshima, K, Kanno, A, Akahane, K, Matsumoto, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering   9747  2016年01月  [査読有り]

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    © 2016 SPIE.A 100-GHz narrowband photoreceiver module integrated with a zero-bias operational uni-traveling-carrier photodiode (UTC-PD) and a GaAs-based pseudomorphic high-electron-mobility transistor (pHEMT) amplifier was fabricated and characterized. Both devices exhibited flat frequency response and outstanding overall performance. The UTC-PD showed a 3-dB bandwidth beyond 110 GHz while the pHEMT amplifier featured low power consumption and a gain of 24 dB over the 85-100 GHz range. A butterfly metal package equipped with a 1.0 mm (W) coaxial connector and a microstrip-coplanar waveguide conversion substrate was designed for low insertion loss and low return loss. The fabricated photoreceiver module demonstrated high conversion gain, a maximum output power of +9.5 dBm at 96 GHz, and DC-power consumption of 0.21 W.

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  • Free-Space Millimeter-Wave Electro-optic Modulators Using Quasi-Phase-Matching Gap-Embedded-Patch-Antennas on Low Dielectric Constant Substrate

    Yusuf Nur Wijayanto, Atsushi Kanno, Hiroshi Murata, Tetsuya Kawanishi, Naokatsu Yamamoto, Yasuyuki Okamura

    PHOTOPTICS 2015   181   83 - 103  2016年  [査読有り]

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    Conversion devices between free-space microwave/millimeter-wave and lightwave signals are required in Fiber-Wireless (Fi-Wi) links. In this paper, we propose a free-space millimeter-wave Electro-Optic (EO) modulator using Quasi-Phase-Matching (QPM) gap-embedded-patch-antennas on a low dielectric constant substrate. Free-space millimeter-wave signals can be received and converted directly to lightwave signals using the proposed device. It can be operated passively with no external power supply and operated with extremely low millimeter-wave losses. The QPM array structure can be adopted for improving modulation efficiency by considering the transit-time effects. The proposed device is easy connected to optical fiber, therefore Fi-Wi can be realized using the proposed device. Basic structure, analysis, and experimental results of the proposed device are discussed and reported for 40 GHz operational millimeter-wave bands.

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  • 5G transport and broadband access networks: The need for new technologies and standards

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya

    Proceedings of the 2015 ITU Kaleidoscope: Trust in the Information Society, K-2015 - Academic Conference    2016年01月  [査読有り]

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    © 2015 International Telecommunication Union.In addition to new radio technologies, end-to-end transport networks will play a vital role in future 5G (and beyond) networks. In particular, access transport networks connecting radio access with core networks are of critical importance. They should be able to support massive connectivity, super high data rates, and real time services in a ubiquitous environment. To attain these targets, transport networks should be constructed on the basis of a variety of technologies and methods, depending on application scenarios, geographical areas, and deployment models. In this paper, we present several technologies, including analog radioover-fiber transmission, intermediate-frequency-over-fiber technology, radio-on-radio transmission, and the convergence of fiber and millimeter-wave systems, that can facilitate building such effective transport networks in many use cases. For each technology, we present the system concept, possible application cases, and some demonstration results. We also discuss potential standardization and development directions so that the proposed technologies can be widely used.

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  • Full-Duplex Transmission of LTE-A Carrier Aggregation Signal Over a Bidirectional Seamless Fiber-Millimeter-Wave System

    Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY   34 ( 2 ) 691 - 700  2016年01月  [査読有り]

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    We propose a flexible and high-performance fronthaul system for future mobile networks using a seamless combination of fiber-optic and millimeter-wave (MMW) systems. The proposed system employs a high-quality optical MMW signal generation at the transmitter and a stable and high-performance MMW self-homodyne detection at the receiver. In the downlink direction, successful transmission of intraband and interband carrier aggregation (CA) long-term evolution-advanced (LTE-A) signals over the system is experimentally confirmed. We also confirm satisfactory performance for the transmission over a fiber-wireless bridge using a cascade of the seamless system and a conventional radio-over-fiber (RoF) link. In the uplink direction, we successfully demonstrate the transmission of an intraband CA LTE-A signal over a cascade of a radio-on-radio and a RoF system. In addition, we confirm that the full-duplex transmission of LTE-A signals over the proposed bidirectional system does not experience performance degradation compared to the case with half-duplex transmission. The proposed system is a potential solution for mobile-signal transmission in future networks.

    DOI

  • Laser-Phase-Fluctuation-Insensitive Optical Coherent Transmission of 16-Quadrature-Amplitude-Modulation Radio-Over-Fiber Signal

    Toshiaki Kuri, Takahide Sakamoto, Tetsuya Kawanishi

    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY   34 ( 2 ) 683 - 690  2016年01月  [査読有り]

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    A laser-phase-fluctuation-insensitive optical coherent transmission of a 10-Gbaud 16-quadrture-amplitude-modulation radio-over-fiber signal with an offset-frequency-spaced two-tone local light and an digital-signal-processing technique is experimentally demonstrated. Error-free symbol recovery after the 20-km-long fiber-optic transmission is shown and the transmission quality is evaluated.

    DOI

  • High Conversion Gain 30-110 GHz Photoreceivers for High Data-Rate Advanced Photonic Wireless Communications

    T. Umezawa, K. Jitsuno, A. Kanno, N. Yamamoto, T. Kawanishi

    2016 IEEE Sixth International Conference on Communications and Electronics (ICCE)     389 - 392  2016年  [査読有り]

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    We report a 30-110 GHz, high conversion gain, and high output photodetector consisting of a hybrid integration of a high-speed photodetector and an RF amplifier with an additional gain emphasis circuit. High data-rate photonic wireless communication over 44 Gbps was demonstrated with a predistortion technique. The minimum optical input power level for an error free operation was also discussed.

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  • Seamless Access Networks Using Radio-over-Fiber Technology for High-Speed Trains

    Tetsuya Kawanishi, Atsushi Kanno, Pham Tien Dat, Naokatsu Yamamoto

    2016 IEEE Sixth International Conference on Communications and Electronics (ICCE)     381 - 384  2016年  [査読有り]

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    This paper reviews seamless networks based on radio-over-fiber (RoF) technology. We focus on train communication networks (TCNs) consisting of optical networks and many radio access units (RAUs). Waveform for radio communications can be effectively delivered to each RAU by RoF. The TCN can be controlled by train location information to reduce overhead due to hand-over in mobile communication systems.

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  • Terahertz-Wave Signal Synthesizer for Fiber-Wireless Seamless Access Network

    Atsushi Kanno, Pham Tien Dat, Norihiko Sekine, Akifumi Kasamatsu, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    2016 IEEE Sixth International Conference on Communications and Electronics (ICCE)     403 - 407  2016年  [査読有り]

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    A photonic terahertz synthesizer is configured and demonstrated by100-GH, 300-GHz and 600-GHz signal generation. An optical frequency shifter in an amplified optical fiber loop technique configures an optical frequency comb generator with a resultant optical bandwidth up to 2 THz. An observed phase noise characteristic by the photonic synthesizer is considerable for application to the complex modulation formats even in the terahertz bands.

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  • Millimeter-wave Radio-over-fiber System for High-speed Railway Communication

    A. Kanno, P. T. Dat, N. Yamamoto, T. Kawanishi

    2016 PROGRESS IN ELECTROMAGNETICS RESEARCH SYMPOSIUM (PIERS)     3911 - 3915  2016年  [査読有り]

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    We propose an architecture of the radio-over-fiber systems for train communication networks. Prediction-based dynamic optical routing can track the train cars by train location information. High spectral-efficient millimeter-wave signal modulation and demodulation are also discussed with the modulation format and its configuration of the frequency conversions in the paper.

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  • Simultaneous Transmission of 4G LTE-A and Wideband MMW OFDM Signals over Fiber Links

    Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

    2016 IEEE INTERNATIONAL TOPICAL MEETING ON MICROWAVE PHOTONICS (MWP)     87 - 90  2016年  [査読有り]

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    We present efficient mobile fronthaul systems for simultaneous transmission of radio signals in the microwave and millimeter-wave hands over fiber links. We compare the performance for signal transmission over intermediate frequency over fiber systems using an electrical and optical up-conversion to the MEW hand at remote sites. We experimentally confirm the successful transmission of an LTE-A signal at 2.6 GHz and a wideband OFDM signal at 35.4 GHz over the systems.

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  • Experimental Demonstration of Fiber-Nonlinearity-Torelant Conjugated-Paired Radio-on-Fiber System Employing Asymmetric Photonic Heterodyne Down-Converter

    Takahide Sakamoto, Guo-Wei Lu, Tetsuya Kawanishi

    2016 IEEE INTERNATIONAL TOPICAL MEETING ON MICROWAVE PHOTONICS (MWP)     51 - 54  2016年  [査読有り]

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    We experimentally demonstrate fiber-nonlinearity-tolerant conjugated-paired radio-on-fiber (C-RoF) system for the first time. A C-RoF signal is simply generated by dual-sideband modulation and fiber nonlinearity is cancelled through asymmetric photonic heterodyne down-conversion. A QPSK-CRoF signal is transferred over 20-km SMF fiber.

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  • 92GHz 64QAM Signal Generation by Optical Frequency Doubler

    Naoki Kanada, Naruto Yonemoto, Tetsuya Kawanishi

    2016 IEEE INTERNATIONAL TOPICAL MEETING ON MICROWAVE PHOTONICS (MWP)     145 - 148  2016年  [査読有り]

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    New communication system for high-speed train passengers is required to provide broadband services in the train. Radio over fiber in millimeter wave band is considered to provide a high throughput of the system. As a proof of concept, we generate 92 GHz 200 M symbol/sec 64QAM signals by optical frequency doubler. EVM of the signal is 7.14%. The result shows 1.2Gbps transmission is available in MMW band by radio over fiber.

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  • High-conversion-gain 100-GHz photoreceiver integrated with UTC-PD and PHEMT amplifier for 92-GHz carrier, 10.7-Gbps photonic wireless communication

    T. Umezawa, K. Kashima, A. Kanno, P. T. Dat, K. Akahane, A. Matsumoto, N. Yamamoto, T. Kawanishi

    2016 11TH EUROPEAN MICROWAVE INTEGRATED CIRCUITS CONFERENCE (EUMIC)     468 - 471  2016年  [査読有り]

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    We successfully designed and fabricated a highconversion-gain 100-GHz photoreceiver integrated with a UTC-PD and a PHEMT amplifier for 92-GHz carrier photonic wireless communication. Then, in a demonstration of 92-GHz carrier, OFDM, 16-QAM photonic wireless communication, we confirmed that high data rate of 11.03-Gbps (bit error rate of 1 x 10(-3)) could be achieved at a low optical input power, without post amplifiers for the photoreceiver. The designs and the results are discussed.

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  • High speed photoreceiver over 100 GHz and its application

    T. Umezawa, K. Kashima, K. Akahane, A. Matsumoto, A. Kanno, N. Yamamoto, T. Kawanishi

    2016 IEEE PHOTONICS CONFERENCE (IPC)     562 - 563  2016年  [査読有り]

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    © 2016 IEEE. In wireless communications, the data traffic increases rapidly every year, as well as in fixed optical fiber communications, where the trend for data traffic is not saturated yet. In the next generation of advanced wireless communication services, a high data rate, high capacity, low latency, and low cost are desired. The large radio cover area for present macro-cell should be divided into plenty of small-cells in order to mitigate heavy data traffic in the one macro-cell [1]. Here, radio over fiber (RoF) is a promising technology for access networks such as mobile back-haul and front-haul in wireless communication. High data rate transmission through optical fibers should be introduced near end-user points and be converted to radio signals from simple antennas in small-cells. Here, a high speed photoreceiver is one of key components in RoF communications. On the other hand, power over fiber (PoF) technology, which provides electric power supply through optical fibers, is a compatible technology with a good affinity to RoF technology. The 90 to 110 GHz band is a very attractive frequency band, which involves not only low atmospheric attenuation [2] but also a wider bandwidth compared to that in the microwave region.

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  • Key Technologies for Millimeter-Wave Distributed RADAR System over A Radio Over Fiber Network

    Atsushi Kanno, Toshimasa Umezawa, Toshiaki Kuri, Naokatsu Yamamoto, Yusuf Nur Wijayanto, Tetsuya Kawanishi

    PROCEEDINGS OF 2016 INTERNATIONAL CONFERENCE ON RADAR, ANTENNA, MICROWAVE, ELECTRONICS, AND TELECOMMUNICATIONS (ICRAMET)     1 - 6  2016年  [査読有り]

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    We discuss key device technologies for realization of an optical-fiber-network-connected distributed radar system in the millimeter-wave band using radio over fiber techniques. The radio over fiber technique is useful for precise signal generation and distribution over the fiber network. In the scenario, each millimeter-wave radar head is not necessary to be equipped with aprecision radar signal source; low cost and low energy consumption radar head will be realized. For connection to the optical network, advanced high-speed optical/electrical converters are developed for signal conversion from/to optical signals in 90-GHz band directly in a central office and each radar head. A signal-to-noise power ratio of generated 90-GHz optical signal was achieved larger than 30 dB: enough quality to use in the radar system. An optical switching technique is useful not only for routing the optical signal to the radar heads but also for filtering unnecessary optical components. These device technologies are applicable for distributed millimeter-wave radar systems.

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  • Wireless Millimeter-Wave-Lightwave Signal Converter using Stacked Patch-Antennas Embedded with A Micrometer-Gap and Electro-Optic Crystal

    Hironori Aya, Toshiyuki Inoue, Hiroshi Murata, Yasuyuki Okamura, Yusuf Nur Wijayanto, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi

    PROCEEDINGS OF 2016 INTERNATIONAL CONFERENCE ON RADAR, ANTENNA, MICROWAVE, ELECTRONICS, AND TELECOMMUNICATIONS (ICRAMET)     77 - 80  2016年  [査読有り]

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    We have proposed a new electro-optic signal converter which enables us to convert wireless millimeter-wave signals to Iightwave signals. This is based on a LiNbO3 guided-wave optical modulator combined with vertically-stacked planar patch antennas embedded with a narrow (similar to 5 mu m) gap. Utilizing the stacked structure, the antenna gain, antenna area, and electric field for optical modulation are increased, so that the signal conversion efficiency is increased by 3.65 dB at 60 GHz.

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  • Optical frequency-interleaving full-duplex multichannel transmission of W-band frequency-modulated continuous-wave downlink signal and 10-Gb/s on-off-keying uplink signal

    Kiri, Toshiaki, Kanno, Atushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2015 International Topical Meeting on Microwave Photonics, MWP 2015 - Conference Proceedings    2015年12月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.An optical frequency-interleaving full-duplex multi-channel transmission of W-band frequency-modulated continuous-wave downlink and 10-Gb/s on-off-keying uplink signals is investigated. Two-channel transmission with a flexible wavelength channel selector over 10-km-class fiber-optic network is experimentally demonstrated.

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  • Advanced photonic ICT devices and their system applications using quantum-dot technology

    Yamamoto, Naokatsu, Akahane, Kouichi, Umezawa, Toshimasa, Matsumoto, Atsushi, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Kita, Tomohiro, Yamada, Hirohito

    Asia Communications and Photonics Conference, ACPC 2015    2015年12月

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    Quantum-dot nanotechnology is attractive for use in advanced photonic devices that will augment the available optical-frequency resources and will increase the number of wavelength channels usable by wired and wireless networks in short/middle-range communication systems. © 2015 OSA.

  • Bias-free high-baud-rate UTC-PD for high-density implementations in parallel photonics

    Umezawa, T, Matsumoto, A, Akahane, K, Kanno, A, Yamamoto, N, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    Asia Communications and Photonics Conference, ACPC 2015    2015年12月

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    We discussed crosstalk issues on parallel photonics assuming high-density integration. RF crosstalk has become a more serious problem than optical crosstalk, and it is affected by the operating frequency (baud rate). A bias free UTC-PD was designed and fabricated. © 2015 OSA.

  • Suppression of optical spectrum fluctuations by stabilizing fiber loop length in optical comb generator using an optical SSB modulator

    Onishi, Yoshiki, Nagatani, Norimasa, Toda, Hiroyuki, Kawanishi, Tetsuya

    2015 International Topical Meeting on Microwave Photonics, MWP 2015 - Conference Proceedings    2015年12月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.In this paper, we investigate the optical power fluctuation of the output in optical comb generator using an optical single sideband (SSB) modulator with a fiber loop. This fluctuation is caused by undesired sidebands of the SSB modulator. We show that the fluctuation can be suppressed by stabilizing the fiber loop length. In experiment, the averaged peak-to-peak power fluctuation of 23 comb outputs was suppressed from 0.86 dB to 0.13 dB.

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  • Fiber-remoted 20-Gbaud QPSK transmission at 300 GHz

    Kanno, Atsushi, Sekine, Norihiko, Hosako, Iwao, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya, Yoshida, Yuki, Kitayama, Ken Ichi

    2015 International Topical Meeting on Microwave Photonics, MWP 2015 - Conference Proceedings    2015年12月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.300-GHz multilevel signal transmission over optical fibers and air is demonstrated using advanced optical communication technology including optical frequency comb generation. Local oscillator signal transport over optical fibers to optical-terahertz converters removes the need for setting any terahertz-capable oscillators in the converters. This fiber-remoted configuration with seamless conversion between the optical and terahertz signals is compatible with high-speed terahertz backhaul and fronthaul links.

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  • High conversion gain, low power consumption W-band photoreceiver integrated with UTC-PD and InP-PHEMT amplifier

    Umezawa, T, Akahane, K, Kanno, A, Yamamoto, N, Kashima, K, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    2015 International Topical Meeting on Microwave Photonics, MWP 2015 - Conference Proceedings    2015年12月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.In this study, we successfully fabricated a W-band high-power photoreceiver with high output power and low power consumption. This W-band photoreceiver was integrated with a bias-free uni-travelling carrier photodetector (UTC-PD) and an InP high electron mobility transistor (PHEMT) amplifier for the first time. An ultrabroad 3 dB bandwidth beyond 110 GHz in an UTC-PD and maximum oscillation frequency of 320 GHz in a PHEMT low-noise amplifier were used for this hybrid integration. At 109 GHz, a high radio frequency output power of +10 dBm, high transimpedance gain of 828 □, and low power consumption of 67 mW was achieved in an optical-electrical converting process.

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  • Low-latency fiber-wireless bridge for flexible fronthauling in future mobile networks

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya

    European Microwave Week 2015:     305 - 308  2015年12月  [査読有り]

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    © 2015 EuMA.We propose a flexible and low-latency cascaded fiber-wireless system for future mobile fronthauling using seamless combination of fiber-optic and millimeter-wave links. Successful transmission of intraband and interband carrier aggregation LTE-A signals over the system is experimentally confirmed. Satisfactory performance is achieved owing to the use of a high-quality optical millimeter-wave signal generation technique at the transmitter and a proposed high-performance self-homodyne detection at the receiver.

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  • 300-GHz versatile transceiver front-end for both communication and imaging

    Kanno, A, Sekine, N, Uzawa, Y, Hosako, I, Kawanishi, T, Kawanishi, T

    IRMMW-THz 2015 - 40th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves    2015年11月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.Envelope-detector-based transceiver configurations are useful for both digital signal transmission and radar systems in the terahertz band. A dual-purpose transceiver is demonstrated using a 1-Gb/s on-off keying signal and 12.5-GHz-bandwidth frequency-modulated continuous-wave radar.

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  • Analog signal transmission by FPGA-based pseudo-delta-sigma modulator

    Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2015 IEEE Photonics Conference, IPC 2015     136 - 137  2015年11月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.We present a pseudo-delta-sigma modulator and demonstrate transmission using an advanced modulation. This digitally implemented transmitter helps in reducing the complexity at the receiver and realizing waveform transport over a digital optical network.

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  • Optical frequency-interleaving full-duplex transmission of 96-GHz-band frequency-modulated continuous-wave downlink signal and 10-Gb/s on-off-keying uplink signal

    Kuri, Toshiaki, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    2015 IEEE Photonics Conference, IPC 2015     148 - 149  2015年11月  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.An optical frequency-interleaving full-duplex transmission of 96-GHz-band frequency-modulated continuous-wave downlink signal and 10-Gb/s on-off-keying uplink signals is investigated. The proposed full-duplexing transmission with a flexible wavelength channel selector over 10-km fiber-optic link is experimentally demonstrated.

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  • Oppositely-biased dual-polarization IQ modulators for nonlinearity-tolerant polarization-multiplexed phase-conjugated twin-signals generation

    Sakamoto, Takahide, Lu, Guo Wei, Lu, Guo Wei, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    European Conference on Optical Communication, ECOC   2015-November  2015年11月  [査読有り]

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    © 2015 Viajes el Corte Ingles, VECISA.We experimentally demonstrate generation of polarization-multiplexed phase-conjugated twin signals by using oppositely-biased dual-polarization IQ modulators, compensating for nonlinear signal distortion in fiber transmission. Bias condition is optimized investigating nonlinearity tolerance of the generated signals transmitted over SMF.

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  • High-spectral efficiency millimeter wave-over-fiber system for future mobile fronthaul

    Dat, Pham Tien, Kanno, Atsushi, Inagaki, Keizo, Yamamoto, Naokatsu, Kawanishi, Tetsuya, Kawanishi, Tetsuya

    European Conference on Optical Communication, ECOC   2015-November  2015年11月  [査読有り]

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    © 2015 Viajes el Corte Ingles, VECISA.We present a high-spectral efficiency fronthaul system for the transmission of millimeter-wave and multiple-input multiple-output (MIMO) signals in future mobile networks. The transmission of an interband carrier aggregation and a 2 × 2 MIMO LTE-A signal over the system is successfully demonstrated.

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  • RADIO-ON-RADIO-OVER-FIBER: EFFICIENT FRONTHAULING FOR SMALL CELLS AND MOVING CELLS

    Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi

    IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS   22 ( 5 ) 67 - 75  2015年10月  [査読有り]

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    A combination of fiber and radio links would be attractive for efficient fronthauling to small cells and moving cells. However, achieving connectivity by using wired-wireless media converters significantly increases system complexity, power consumption, and latency. A seamless combination of fiber and radio links in which photonics-based technologies are used to generate and transmit radiowave signals is more suitable. In this article, we present an overview of fiber-radio link combination for mobile signal transmission. We propose an efficient solution for future mobile fronthauling based on the analog transmission of mobile signals over a bidirectional seamless system. We discuss the potential as well as the challenges and perspectives of the systems applied for mobile fronthauling in small-cell-and moving-cell-based networks. We also present a proof-of-concept demonstration of the transmission of mobile signals over the system. Satisfactory performance is obtained for different high-speed advanced signals. The transmission range over fiber links and the estimated range of the radio links are sufficiently long to facilitate the practical implementation of the system. The system is scalable to include new deployments of small cells and wireless services using wavelength-division and subcarrier multiplexing techniques. It can provide a high-speed, low-latency, and flexible solution for fronthauling in new emerging wireless systems such as 5G networks.

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  • Millimeter-Wave Radar Receiver Using Z-Cut LiNbO3 Optical Modulator with Orthogonal-Gap-Embedded Patch-Antennas on Low-k Dielectric Material

    Yusuf Nur Wijayanto, Atsushi Kanno, Hiroshi Murata, Tetsuya Kawanishi, Yasuyuki Okamura

    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS   E98C ( 8 ) 783 - 792  2015年08月  [査読有り]

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    A millimeter-wave radar receiver using a z-cut LiNbO3 optical modulator with orthogonal-gap-embedded patch-antennas on a low-k dielectric material is proposed. A millimeter-wave from a reflected radar signal can be received by the patch-antennas and converted directly to a lightwave through electro-optic modulation. A low-k dielectric material is used as a substrate for improving antenna gain. Additionally, an interaction length between millimeter-wave and lightwave electric fields becomes long. As a result, large modulation efficiency can be obtained, which is proportional to sensitivity of the millimeter-wave radar receiver. Optical millimeter-wave radar beam-forming can be obtained using the proposed device with meandering-gaps for controlling interaction between millimeter-wave and lightwave electric fields in electro-optic modulation. Analysis and experimentally demonstration of the proposed device are discussed and reported for 40GHz millimeter-wave bands. Optical millimeter-wave radar beam-forming in 2-D is also discussed.

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  • Pure single-sideband modulation using high extinction-ratio parallel Mach-Zehnder modulator with third-order harmonics superposition technique

    Yamaguchi, Yuya, Kanno, Atsushi, Kawanishi, Tetsuya, Izutsu, Masayuki, Izutsu, Masayuki, Nakajima, Hirochika

    Conference on Lasers and Electro-Optics Europe - Technical Digest   2015-August  2015年08月  [査読有り]

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    © 2015 OSA. We demonstrate high spurious suppression ratio single-sideband modulation by a high extinction-ratio parallel Mach-Zehnder modulator. An electrical third-order nonlinearity suppression technique can enhance the suppression ratio as high as 47 dB.

  • B-10-24 ループアシスト型コヒーレント整合受信器による時間周波数多重信号の一括チャネル分離測定(B-10.光通信システムB(光通信方式,光通信機器,デバイスのシステム応用,光通信網・規格),一般セッション)

    坂本 高秀, 呂 國偉, 川西 哲也

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2015 ( 2 ) 188 - 188  2015年08月

    CiNii

  • B-2-17 空港面異物検知レーダーによる鳥の検出の試み(B-2.宇宙・航行エレクトロニクス,一般セッション)

    米本 成人, 柴垣 信彦, 加島 謙一, 原本 亮喜, 佐藤 洋介, 稲垣 恵三, 川西 哲也

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2015 ( 1 )  2015年08月

    CiNii

  • C-14-17 微小ギャップを設けたパッチアンテナ電気光学変調器の積層化による変調効率の向上(C-14.マイクロ波・ミリ波フォトニクス,一般セッション)

    綾 拡範, Wijayanto Yusuf Nur, 菅野 敦史, 川西 哲也, 村田 博司, 岡村 康行

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2015 ( 1 ) 183 - 183  2015年08月

    CiNii

  • C-3-70 消光比及びチャープ可変マッハ・ツェンダ光変調器(光変調器,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    山口 祐也, 中島 慎也, 菅野 敦史, 川西 哲也, 井筒 雅之, 中島 啓幾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2015 ( 1 ) 194 - 194  2015年02月

    CiNii

  • Sub-THz radio-over-fiber signal generation using external modulation

    Kawanishi Tetsuya, Sakamoto Takahide, Kanno Atsushi

    IEICE Electronics Express   12 ( 13 ) 20152004 - 20152004  2015年  [査読有り]

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    This paper describes photonic technologies for millimeter-wave generation and distribution. External modulation would be useful for stable and high-quality radio-over-fiber signal generation, where frequency stability and spurious suppression are very important for radio services such as mobile communications, radio locations etc. This paper provides outline of radio-over-fiber signal generation techniques. Precise and high-speed lightwave optical modulation would play important roles for suppression of undesired spectrum components. Photonic harmonic generation would be useful for very high-frequency signals. Reciprocating optical modulators consisting of optical modulators and fiber Bragg gratings can provide optical modulation by sub-THz signals.

    CiNii

  • Low-Latency Fiber-Wireless Bridge for Flexible Fronthauling in Future Mobile Networks

    Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi

    2015 45TH EUROPEAN MICROWAVE CONFERENCE (EUMC)     1156 - 1159  2015年  [査読有り]

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    We propose a flexible and low-latency cascaded fiber-wireless system for future mobile fronthauling using seamless combination of fiber-optic and millimeter-wave links. Successful transmission of intraband and interband carrier aggregation LTE-A signals over the system is experimentally confirmed. Satisfactory performance is achieved owing to the use of a high-quality optical millimeter-wave signal generation technique at the transmitter and a proposed high-performance self-homodyne detection at the receiver.

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  • 300-GHz FM-CW radar system by optical frequency comb generation

    Atsushi Kanno, Norihiko Sekine, Yoshinori Uzawa, Iwao Hosako, Tetsuya Kawanishi

    2015 45TH EUROPEAN MICROWAVE CONFERENCE (EUMC)     558 - 561  2015年  [査読有り]

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    In this paper, we demonstrate a 300-GHz FM-CW radar using optical modulation technology. An optical frequency comb based on the optical modulation is utilized as a broadband frequency multiplier with a factor of 12. At a central frequency of 300 GHz, we generate a 12-GHz-bandwidth FM-CW signal with a pulse duration of 10 mu s, realizing a precise ranging with a resolution of several centimeters. We show that the optical frequency comb generator is capable of generating larger bandwidth FM-CW signals.

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  • FIBER-REMOTED 96-GHz RADAR SYSTEM

    Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi

    2015 IEEE AVIONICS AND VEHICLE FIBER-OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE (AVFOP)     59 - 60  2015年  [査読有り]

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    © 2015 IEEE.High-precision imaging technology and its application are highly demanded for the enhancement of civil security. They are used to help prevent major incidents in railways or airports. In these applications, both small object detection and high-range resolution are key features. As far as the detectable target size is concerned, a high-frequency carrier is indispensable in radar systems. However, a radio signal with millimeter-wave (high frequency) suffers from large atmospheric attenuation. For example, the attenuation coefficient at 90 GHz is estimated to be 1 dB/km, while it is less than 0.1 dB/km in microwave bands [1]. Thus, the radar signal will have to originate from an area close to the target. Setting up a radar system with a synthesizer close to the target might not be desirable because a high-precision electrical synthesizer is generally large and consumes high energy. Radio-over-fiber (RoF) technology, used to transport the signal over optical fibers, is a promising candidate to deliver the millimeter-wave signal to the suitable point over a low-loss optical fiber cable. Radars utilizing the RoF technology have already been reported; however, digital signal processing in remote radar heads was required to reduce large transmission data [2, 3].

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  • High extinction ratio characteristics of over 60 dB Mach-Zehnder modulator with asymmetric power-splitting Y-branches on X-cut Ti:LiNbO3

    Yuya Yamaguchi, Shinya Nakajima, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi, Masayuki Izutsu, Hirochika Nakajima

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   53 ( 8 )  2014年07月  [査読有り]

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    We discuss the performance of Mach-Zehnder modulators with asymmetric power-splitting Y-branches theoretically and confirmed it experimentally. The output characteristics of the modulator depend on the relationship between the power splitting ratios of the front and the back Y-branches. Even if the modulator consists of two asymmetric Y-branches, we can achieve high-extinction-ratio operation, with an additional loss as compared with the ideal case, by tuning the splitting ratio of only one of the two Y-branches. The additional loss, however, is small in many cases because the asymmetry considered here is caused by fabrication errors. (C) 2014 The Japan Society of Applied Physics

    DOI

  • C-3-21 3倍波を重畳した光SSB-SC変調による高調波成分抑圧比の改善(光変調器,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    中尾 亮太, 山口 祐也, 菅野 敦史, 川西 哲也, 井筒 雅之, 中島 啓幾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014 ( 1 ) 176 - 176  2014年03月

    CiNii

  • C-3-20 折り返し位相整合を用いた低電圧駆動LiNbO_3光変調器(光変調器,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    飯村 鉄人, 中島 慎也, 菅野 敦史, 川西 哲也, 中島 啓幾, 井筒 雅之

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014 ( 1 ) 175 - 175  2014年03月

    CiNii

  • 干渉型光スイッチの高周波領域クロストークの評価および光強度トリマ構造による抑圧(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、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)

    千葉 明人, 川西 哲也, 坂本 高秀, 日隈 薫, 高田 和正, 井筒 雅之

    電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス   113 ( 395 ) 321 - 324  2014年01月

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    本稿では、高周波信号により駆動された干渉型光スイッチのクロストークを評価する手法について述べる。光スイッチのドロップポートの出力に含まれるキャリア成分を利用するもので、時間領域測定における光検出器の利得帯域幅積の制約を回避することが可能である。この手法を用いて、干渉型光スイッチの各アームにマッハツェンダー構造を入れ子にした2x2光スイッチのクロストークを実験的に評価した結果も報告する。

    CiNii

  • 干渉型光スイッチの高周波領域クロストークの評価および光強度トリマ構造による抑圧(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、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)

    千葉 明人, 川西 哲也, 坂本 高秀, 日隈 薫, 高田 和正, 井筒 雅之

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   113 ( 394 ) 321 - 324  2014年01月

     概要を見る

    本稿では、高周波信号により駆動された干渉型光スイッチのクロストークを評価する手法について述べる。光スイッチのドロップポートの出力に含まれるキャリア成分を利用するもので、時間領域測定における光検出器の利得帯域幅積の制約を回避することが可能である。この手法を用いて、干渉型光スイッチの各アームにマッハツェンダー構造を入れ子にした2x2光スイッチのクロストークを実験的に評価した結果も報告する。

    CiNii

  • 干渉型光スイッチの高周波領域クロストークの評価および光強度トリマ構造による抑圧(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、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)

    千葉 明人, 川西 哲也, 坂本 高秀, 日隈 薫, 高田 和正, 井筒 雅之

    電子情報通信学会技術研究報告. EST, エレクトロニクスシミュレーション   113 ( 396 ) 321 - 324  2014年01月

     概要を見る

    本稿では、高周波信号により駆動された干渉型光スイッチのクロストークを評価する手法について述べる。光スイッチのドロップポートの出力に含まれるキャリア成分を利用するもので、時間領域測定における光検出器の利得帯域幅積の制約を回避することが可能である。この手法を用いて、干渉型光スイッチの各アームにマッハツェンダー構造を入れ子にした2x2光スイッチのクロストークを実験的に評価した結果も報告する。

    CiNii

  • 干渉型光スイッチの高周波領域クロストークの評価および光強度トリマ構造による抑圧(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、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)

    千葉 明人, 川西 哲也, 坂本 高秀, 日隈 薫, 高田 和正, 井筒 雅之

    電子情報通信学会技術研究報告. MWP, マイクロ波・ミリ波フォトニクス   113 ( 397 ) 321 - 324  2014年01月

     概要を見る

    本稿では、高周波信号により駆動された干渉型光スイッチのクロストークを評価する手法について述べる。光スイッチのドロップポートの出力に含まれるキャリア成分を利用するもので、時間領域測定における光検出器の利得帯域幅積の制約を回避することが可能である。この手法を用いて、干渉型光スイッチの各アームにマッハツェンダー構造を入れ子にした2x2光スイッチのクロストークを実験的に評価した結果も報告する。

    CiNii

  • 干渉型光スイッチの高周波領域クロストークの評価および光強度トリマ構造による抑圧(光-無線融合NW、新周波数(波長)帯デバイス、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)

    千葉 明人, 川西 哲也, 坂本 高秀, 日隈 薫, 高田 和正, 井筒 雅之

    電子情報通信学会技術研究報告. PN, フォトニックネットワーク   113 ( 393 ) 321 - 324  2014年01月

     概要を見る

    本稿では、高周波信号により駆動された干渉型光スイッチのクロストークを評価する手法について述べる。光スイッチのドロップポートの出力に含まれるキャリア成分を利用するもので、時間領域測定における光検出器の利得帯域幅積の制約を回避することが可能である。この手法を用いて、干渉型光スイッチの各アームにマッハツェンダー構造を入れ子にした2x2光スイッチのクロストークを実験的に評価した結果も報告する。

    CiNii

  • C-3-37 後方入射光を用いた高消光比LN変調器のバイアス制御(C-3.光エレクトロニクス)

    田中 将規, 菅野 敦史, 川西 哲也, 井筒 雅之, 中島 啓幾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2013 ( 1 ) 197 - 197  2013年03月

    CiNii

  • C-3-36 光コム生成用変調器のためのチャープパラメータ精密測定(C-3.光エレクトロニクス)

    山田 悠實, 山口 祐也, 井筒 雅之, 菅野 敦史, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2013 ( 1 ) 196 - 196  2013年03月

    CiNii

  • Low-crosstalk balanced bridge interferometric-type optical switch for optical signal routing

    Akito Chiba, Tetsuya Kawanishi, Takahide Sakamoto, Kaoru Higuma, Kazumasa Takada, Masayuki Izutsu

    IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics   19 ( 6 )  2013年

     概要を見る

    Crosstalk is one of the significant measures of an optical cross-bar switch. In this paper, we describe a configuration for crosstalk suppression of a balanced-bridge interferometric type optical switch and its application to an optical-signal routing device. Since crosstalk of the optical switch originates from imbalance in the amplitude of a lightwave propagating within the arm of the interferometer, additional Mach-Zehnder structures were embedded for trimming the amplitude of the light. By adjusting the transmittance of the trimmers, crosstalk of less than -56 dB is achieved for dc voltage. Also, for high-frequency voltages, a crosstalk estimation procedure was developed, and crosstalk at 10-GHz sinusoidal voltage was evaluated to be -48 dB. Furthermore, based on the transient response measurement, its switching time was evaluated to be 26 ps. For a demonstration utilizing extremely low crosstalk and quick response, a guard-time-free optical signal routing experiment is also described. © 2013 IEEE.

    DOI

  • Precise chirp parameter measurement of asymmetric Mach-Zehnder modulators with active Y-branch

    Yuya Yamaguchi, Yuki Yamada, Atsushi Kanno, Tetsuya Kawanishi, Masayuki Izutsu, Hirochika Nakajima

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS   10 ( 12 )  2013年  [査読有り]

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    For precise chirp parameter control, we investigated x-cut LiNbO3 single-drive asymmetric Mach-Zehnder modulators with extinction-ratio adjustable active Y-branch structures, which can enhance on-off extinction ratio. The chirp parameter of the modulated output was precisely measured by using high extinction ratio operation. Experimental results show that it is possible to fabricate modulators with desired chirp parameters.

    DOI

  • C-3-52 アクティブY分岐MZ型LiNbO_3変調器の高消光比化に向けた導波路構造(光変調器,C-3.光エレクトロニクス,一般セッション)

    山口 祐也, 中島 慎也, 菅野 敦史, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2012 ( 1 ) 169 - 169  2012年08月

    CiNii

  • Monolithic mode-locked erbium-doped LiNbO3 waveguide laser with dielectric multilayer mirror

    Yutaro Katano, Satoshi Shinada, Shinya Nakajima, Tetsuya Kawanishi, Hirochika Nakajima

    IEICE ELECTRONICS EXPRESS   9 ( 4 ) 245 - 249  2012年02月  [査読有り]

     概要を見る

    We fabricated a diode-pumped mode-locked Ti-diffused Er-doped LiNbO3 (Ti:Er:LN) laser with a SiO2/TiO2 dielectric multilayered mirror. The lasing threshold power was 70mW at 1484 nm, and the slope efficiency was 1.48%. Stable optical pulses with a width of 10.86 ps were measured by driving the phase modulator at 13.575 GHz.

    DOI

  • C-14-13 電界制御Y分岐LiNbO_3変調器によるTwo-tone光連続生成(C-14.マイクロ波フォトニクス,一般セッション)

    土屋 佑太, 小木曽 義弘, 品田 聡, 中島 慎也, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2011 ( 1 ) 294 - 294  2011年02月

    CiNii

  • Auミラーを用いた共振型LiNbO_3光変調器の高効率・小型化(マイクロ波フォトニクス技術,一般)

    高橋 優太, 土屋 佑太, 品田 聡, 中島 慎也, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   110 ( 156 ) 33 - 36  2010年07月

     概要を見る

    本研究では,光通信システムにおいて広く用いられているLiNbO_3光変調器の高効率・小型化を図ることを目的とする.その手法として,進行波型光変調器と比ペて小型であり狭帯域において高効率変調が可能である共振型LiNbO_3光変調器を用い,Auミラーによって光波を反射させ再び変調をかけることで高効率・小型化を図るものとする.今回,実際に作製し評価を行った結果,Auミラー反射を用いることによる高効率・小型化を確認した.

    CiNii

  • Auミラーを用いた共振型LiNbO_3光変調器の高効率・小型化(マイクロ波フォトニクス技術,一般)

    高橋 優太, 土屋 佑太, 品田 聡, 中島 慎也, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会技術研究報告. MW, マイクロ波   110 ( 155 ) 33 - 36  2010年07月

     概要を見る

    本研究では,光通信システムにおいて広く用いられているLiNbO_3光変調器の高効率・小型化を図ることを目的とする.その手法として,進行波型光変調器と比ペて小型であり狭帯域において高効率変調が可能である共振型LiNbO_3光変調器を用い,Auミラーによって光波を反射させ再び変調をかけることで高効率・小型化を図るものとする.今回,実際に作製し評価を行った結果,Auミラー反射を用いることによる高効率・小型化を確認した.

    CiNii

  • Auミラーを用いた共振型LiNbO_3光変調器の高効率・小型化

    高橋 優太, 土屋 佑太, 品田 聡, 中島 慎也, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電気学会研究会資料. EMT, 電磁界理論研究会   2010 ( 62 ) 33 - 36  2010年07月

    CiNii

  • High Extinction-Ratio Integrated Mach-Zehnder Modulator With Active Y-Branch for Optical SSB Signal Generation

    Yoshihiro Ogiso, Yuta Tsuchiya, Satoshi Shinada, Shinya Nakajima, Tetsuya Kawanishi, Hirochika Nakajima

    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS   22 ( 12 ) 941 - 943  2010年06月  [査読有り]

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    We propose a high extinction-ratio (ER) Mach-Zehnder modulator (MZM) with an active Y-branch optical intensity trimmer. In addition, we investigate a high ER integrated MZM for optical single-sideband (SSB) signal generation, where the active Y-branch trimmers are embedded in a dual-parallel MZM. Optical SSB generation with high suppression ratio of main carrier (47 dB) and undesired sidebands (&gt;42 dB) is achieved by optimizing the optical amplitude imbalances corresponding to the ER.

    DOI

  • 並列型LiNbO_3光変調器のバイアス制御方法に関する検討(量子効果デバイス(光信号処理、LD、光増幅、変調等)と集積化技術、一般「材料デバイスサマーミーティング」)

    土屋 佑太, 坂本 高秀, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス   110 ( 103 ) 31 - 35  2010年06月

     概要を見る

    我々のグループでは,LiNbO_3光変調器の基本構造となるマッハツェンダ型干渉構造の光入射側のY分岐部分に新たな電極を設置することで,光変調器の消光比を改善する報告を行った.今回これらの方法を多値変調技術に応用することを考え,並列型マッハツェンダ構造を有するLiNbO_3光変調器でのバイアス制御方法についてシミュレーションを行い確認した.また新たな電極構造を設置すると,その電極から発生する電界により光の位相変化が生じるため,その位相変化を考慮したバイアス制御方法が必要となる.本研究では実際にその位相変化の影響を実験によって確認し,その構造を並列型LiNbO_3光変調器の構造に導入するためのバイアス制御方法について検討した.

    CiNii

  • 並列型LiNbO_3光変調器のバイアス制御方法に関する検討(量子効果デバイス(光信号処理、LD、光増幅、変調等)と集積化技術、一般「材料デバイスサマーミーティング」)

    土屋 佑太, 坂本 高秀, 川西 哲也, 中島 啓幾

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   110 ( 102 ) 31 - 35  2010年06月

     概要を見る

    我々のグループでは,LiNbO_3光変調器の基本構造となるマッハツェンダ型干渉構造の光入射側のY分岐部分に新たな電極を設置することで,光変調器の消光比を改善する報告を行った.今回これらの方法を多値変調技術に応用することを考え,並列型マッハツェンダ構造を有するLiNbO_3光変調器でのバイアス制御方法についてシミュレーションを行い確認した.また新たな電極構造を設置すると,その電極から発生する電界により光の位相変化が生じるため,その位相変化を考慮したバイアス制御方法が必要となる.本研究では実際にその位相変化の影響を実験によって確認し,その構造を並列型LiNbO_3光変調器の構造に導入するためのバイアス制御方法について検討した.

    CiNii

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書籍等出版物

Misc

  • Two beam collection mode photon scanning tunneling microscope

    Tetsuya Kawanishi, Kouichiro Tamada, Masao Kitano

    Optical Review   4 ( 5 ) 601 - 604  1997年

     概要を見る

    We studied the image deformation due to the surface inclination of objects in photon scanning tunneling microscopes (PSTM). A novel collection mode PSTM with two light sources is proposed to reduce the deformation and experimental results show that the PSTM system is effective.

    DOI

  • Scattering of electromagnetic wave from -----

    Waves in Random media 7 351-384  

    DOI

  • Conjugate memory effect of random Acattered waves

    JOSA 16 1342-1349  

  • Brewster's scattering angle and quasi-anomalous scattering in random scattering from dieleatric interfaces

    JOSA 16 339-342  

  • Two beam collection mode photon scanning tunneling microscope

    Waves in Random media 7 351-384  

  • Scattering of electromagnetic wave from -----

    Waves in Random media 7 351-384  

    DOI

  • Conjugate memory effect of random Acattered waves

    JOSA 16 1342-1349  

  • Brewster's scattering angle and quasi-anomalous scattering in random scattering from dieleatric interfaces

    JOSA 16 339-342  

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産業財産権

  • 周波数変換を用いた視野外障害物検知システム

    川西 哲也

    特許権

  • 異物探知システム

    川西 哲也, 金谷 智彦

    特許権

  • 複数の視野外障害物を検知するシステム

    川西 哲也

    特許権

  • 異物探知システム

    川西 哲也

    特許権

  • 障害物探知システム

    川西 哲也

    特許権

受賞

  • Young Scientist Award URSI-GA99

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 全光信号処理を廃した超高速光通信を実現する光時間周波数離散直交変換技術

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2023年03月
     

     概要を見る

    本年度は,数値計算により,光時間周波数離散直交変換器の原理の確認をおこなった.本研究の第一の課題である,超高速光変調機能の実証に向け,その原理確認を行った.具体的には,超高速光変調に不可欠な,1)光直交変調,2)直交基底整形,3)時間周波数投影,の各機能を,検討する位相変調アレイ構造を用いることにより実施できることを確認した.まず,光多周波成分からなる光コム信号の発生を検討することにより,静的な動作の原理確認及び理論整備を行った.第一段階として,数値計算により,並列型光変調器を用いることにより,駆動電気信号の2倍間隔を持った光コムを生成することができ,かつその偶数時モード奇数次モードを選択的に生成できることを示した.また,変調光のペアリングにより,生成される光コム信号の持つスペクトルを平坦化できることを確認した.続いて,この原理を拡張し,駆動電気信号の4倍間隔を持った平坦光コム信号を発生できることも併せて確認した.これらの検討結果は,光時間周波数離散直交変換器の原理の裏付けとなるものである.これらの結果をまとめ,著名国際会議で成果発表を行った.また,静的動作に関する検討結果を元に,動的な動作についても検討を進め,結果等を取りまとめているところである.以上の数値計算の検討結果を元に、位相変調アレイ型の光時間周波数離散直交変換器の設計,開発に着手した.次年度以降の実験実証へとつなげていく.以下の理由により,本年度の研究計画を変更して,研究を進めてきた.基底信号生成に関する数値計算の結果,事前の簡易モデルによる予測と異なり,基底生成回路を駆動する信号に対し,より精細な信号処理を要することが判明した.この効果を見極めることが必要なため,計算モデルの変更も含め基底信号生成に関する再計算作業を追加する必要が生じた.また,当初より複雑なモデルを用いることが必要なため,光時間周波数離散直交変換の原理の数値確認には想定の検討時間追加を要した.この予定変更を行った上で,当初予定していた研究計画を実施した.予定は遅れながらも,順調に研究は進捗している.研究開発の次の段階としては,今年度の検討を踏まえた上で,位相変調アレイ型の光時間周波数離散直交変換器の設計,開発を開始する.設計に関しては,必要な光導波路仕様,電極仕様を明らかにした上で,開発を行っていく.また,光時間周波数離 散直交変換器を駆動するための光回路,マイクロ波,電子回路の準備も併せて開始する.長期的には,光時間周波数離散直交変換器・逆変換器ペアを開発し,超高速・超広帯域光変復調,信号処理が行えることを示していく

  • 非対称両側波帯光変調による無線信号周波数高速弁別

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

     概要を見る

    近年、GHzを超える帯域幅を占有する超広帯域無線システムの研究開発が進んでいる。一方で、様々な用途での電波の利用は拡大し続けており、電波資源の有効利用や周波数共用が重要となり、非常に広い周波数帯域における動的な周波数測定が必要となってきている。スペクトラムアナライザなどの従来の計測器では測定に時間がかかり、レーダなどで利用が広がる周波数が高速に変化する信号などに対応することが困難であった。そこで、本研究では光変調技術を用いた高速周波数測定技術の実現を目指す。変調により生じる側波帯の比から高周波(Radio Frequency: RF)信号の周波数を直読するもので、光源や被測定信号の強度変動の影響を受けずに測定が可能である。また、並列化することで、測定精度の向上や、周波数の直接的なデジタイズなども実現できる。昨年度に引き続き、測定精度と速度の向上に関する研究を行った。測定装置の校正、評価には広帯域高速掃引光信号の生成がきわめて重要である。広帯域の周波数掃引を高速で行うと、増幅器や変調器などの各部品がもつ周波数特性を補償することが困難となるが、高速動作可能な可変減衰器を備えた光アンプを用いてその出力を光信号の段階で一定に保つ方法を開発した。光アンプは信号周波数が変動しても増幅性能が変化しないため広帯域でのレベル安定化が可能となった。検出高速化に関しては検出精度と速度の最適化のための受信装置の基本構成の検討を行った。特に単側波帯変調器(SSB)変調器の動作点安定化についての研究を進めた。光スペクトルから高周波信号の位相差が数度以下で求めることが可能となった。研究計画記載の通り、光単側波帯(Single Sideband: SSB)変調器による瞬時周波数測定(Instantaneous Frequency Measurement:IFM)に関する研究開発を実施した。測定精度・速度を評価するためには光信号および高周波信号としての広帯域周波数掃引信号を発生させる必要がある。各部品の周波数特性の影響を抑える必要があるが、高速広帯域掃引においては従来技術で対応することが困難である。例えば、既存の基準信号発生器ではマイクロ秒オーダーの掃引は不可能であった。高速掃引に適した任意波形発生装置と高次の周波数逓倍、搬送波抑圧光変調を用いることで広帯域周波数掃引が可能であることをこれまでに示していたが、周波数特性の補償が困難であった。今年度は高速応答可能な光可変減衰器を備えた光アンプで出力光レベルを一定と保つことで、周波数特性の影響を受けない信号発生を実証した。また、信号検出側ではSSB変調器の動作条件(バイアス)の高精度制御が重要であるが、光変調器の動作を非線形方程式で推定する方式を提案し、光スペクトルと高周波信号位相差の関係を数度以下で確定することに成功した。高速信号検出を実現するための光受信器の構成も検討した。これらの成果により、最終年度、瞬時周波数測定を実現するための要素技術確立が可能となることを見込んでおり、おおむね順調に進展していると考えている。測定誤差低減と測定速度向上を実現するために、変調器や光フィルタなど各部の効率的な校正方法について検討する。特に高周波信号位相差と光スペクトル、変調器の動作状態の高速評価方法を確立し、また、高速掃引信号に対応可能な光検出器、時間変動信号測定器の構成の最適化を行う。また、複数台並べることによる周波数の直接的なデジタル変換や、光出力として得られることを活用した光ネットワーク特性評価方法について研究を行い、精度向上と測定範囲の拡大を目指す。また、応用技術として、光信号のスペクトラムや周波数の高速・高精度制御についても原理の検討を行う

  • 光・電波周波数コムを用いる高速測距技術に関する研究

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2019年03月
     

     概要を見る

    自動車用レーダ等で用いられるFM-CW(周波数変調連続波)信号を用いて光変調器駆動形光周波数コムを駆動し、発生された複数の高調波成分を用いてコヒーレント検波することで高精度に測距を実現する技術の研究を実施した。同一光源から発生された信号であるためコヒーレント性が高く、発生される複数測距信号も相関をもつことから、MUSIC(多重信号分類)法を用いた信号処理により、高精度な測距が実現できることを示した。また、光周波数コムを用いた高精度ミリ波信号発生技術の実現、ならびに、さらなる広帯域化を目指した複数周波数コム同期技術を開発し、将来光周波数コム援用型測距基盤技術の端緒を拓いたといえる。複数の光信号を効率的に同時発生させる光周波数コム技術を利用して、高精度に距離を測る技術の研究開発を実施した。同時発生された信号は相関を持つため、従来では利用できなかった簡易な信号処理手法が採用可能となり、結果として、高精度な距離測定が可能になった。電子機器の製造に使われている搬送機械の位置合わせ精度の向上や、電波と光を融合させた新しい距離測定技術の基礎を拓いた研究である

  • 超高速・高密度光通信ネットワークのための光時間周波数領域直交多重・分離器

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2019年03月
     

     概要を見る

    将来の高速光通信を実現するためには、複数の通信用光チャンネルを束ねる、光多重技術の適用が不可欠である。光多重を行うために、高精細光フィルタなどの、高度かつ複雑な光制御技術の開発が検討されてきた。本研究では、光時間周波数領域直交多重器を新たに提案し,その機能を実証した。高精細光フィルタなどの従来型の光回路を用いずに、毎秒160ギガビットの超高速光多重通信の実証に成功した。本研究の学術的意義は、超高速光通信に必要な光多重を、従来に無いシンプルな方法で実現出来ることを示したものである。得られた成果は、著名論文誌、国際会議に投稿、採択され報告を行った。また、招待論文、招待講演を受けるなど、その意義は広く認知されている。本技術は、将来の光通信システムの中核を支える技術となる潜在性を持ち、インターネット性能向上への貢献も十分に期待できるため、社会的意義も大きい

  • 半導体量子ドット2波長レーザによるテラヘルツ波発生

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2018年03月
     

     概要を見る

    本研究では半導体量子ドットを利得媒質として外部共振器レーザを構成し、発振モードを制御することによりテラヘルツ発生が可能な2波長レーザを実現した。量子ドットを用いることで通常起きるモードホップは抑制され、安定的な2波長発振が得られた。2波長発振のモード間隔は2波長レーザを構成するエタロンフィルタの特性を変更することにより、90GHzから1THzまで可変にできることを実証した。これらの2波長発振はマイケルソン干渉計により干渉信号を取ることで、0.09THzから1THzの周波数で振動していることが明らかになった。これらのことから本研究で作製した2波長レーザはテラヘルツ波発生に有用であると考えられる

  • High-Q共振器と光差周波発生を用いたミリ波・テラヘルツ波発生デバイスの開発

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2014年03月
     

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    「方形導波管構造共振器における非線形光差周波発生」を利用した新しいタイプのミリ波・テラヘルツ波発生デバイスの動作解析、設計、試作実験を行い、設計周波数60GHz帯において、実験的に信号生成を確認した。生成された信号の周波数特性も設計値と良く一致し、基本動作実証実験に成功した。また、光差周波発生を利用した光信号相互相関デバイス・光信号自己相関デバイスを提案し、その基本動作を明らかにした。さらに、立体回路との融合およびテラヘルツ波発生へ向けた検討も行い、さらなる発展の可能性を明らかにした

  • ミリ波・光変換のためのアンテナ集積共振型光変調器アレイに関する研究

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    本研究は,ファイバ無線システムやセンサー応用に期待されるミリ波・光変換器として,アンテナ付き共振型光変調器アレイを提案している.この実現には,小型でアレイ化が容易,かつ単位長さ当たりの変調効率が高い共振型光変調器の低電圧動作が必須である.昨年度まで,10GHz帯で動作する共振電極構造を設計・製作し,これをLiNbO_3基板に製作した光導波路上に4素子直列に並べることにより,光変調器アレイの同時変調を行った.これにより素子数に依存した動作電圧の減少を確認した.今年度は,これまでケーブルによる光変調器への電力供給であったが,アンテナを設計し接続することにより,空間受信による光変調器への電力供給実験を行った.アンテナ構造として,設計・製作が容易で今後の大規模化にも対応できる方形マイクロストリップアンテナ(MSA)構造を採用した.両面を銅薄膜コートしたテフロン基板を用い,入射表面に8.5mmほどの正方形パターンをエッチングにより形成した.基板に穴をあけ同軸コネクタの中心導体を背面からアンテナパターンに直結することにより給電(受電)する構造であり,共振型光変調器と同じ10GHz帯での共振周波数動作を実現した.製作したMSAを直列に並ぶ4つの変調器にそれぞれ接続し,ホーンアンテナから送信された10GHzの正弦波を受信した際の,光変調特性を評価した.MSA+共振型光変調器の1アレイ当たりの位相変化量は0.01rad.ほど(ホーンアンテナ入力パワー:31dBm,アンテナ間1m)であり,アレイ数に比例した位相変化量の増加を確認した.今後,より低い送信パワーに対しても,集積化の問題を打開すれば,アレイ数を増やすことにより変調動作を実現できると考える

  • 往復逓倍変調を利用した波長多重光無線信号一括発生技術に関する研究

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    本研究では一つのデバイスで複数のファイバ無線信号の一括生成を可能とする光変調技術の実現を目指している。光の往復を利用し,高速信号発生を可能とする往復逓倍変調器を利用する。往復逓倍変調器は2つの光フィルタと1つの光位相変調器から構成され,所定の無線信号周波数と入力光波長の組み合わせに対して高効率で動作する。これにより,光位相変調器部分に印加する電気信号よりも遙かに高速の成分を持つ光変調信号の発生が可能となる。これまでに400GHzを超える超高速信号発生に成功している。この往復逓倍変調器を含め,これまでの光信号発生では,複数の信号を発生させる場合には,それぞれに変調デバイスを準備する必要があり,波長多重で容量拡大する場合に,送信機が複雑になるという問題があった。これに対し,多波長成分の入力に対しては光フィルタが複数の反射帯域,透過帯域をもつものとすることで,一括信号生成が可能とする,新たな方式を検討する。各反射帯域がそれぞれ異なる反射点をもつようにすることで,波長成分ごとに異なる周波数の無線信号での変調が実現でき,非常にシンプルな構成で,各波長成分をそれぞれ別の無線信号で同時に変調することが可能となる。今年度は,数チャネルで一括信号発生可能な往復逓倍変調器の変調効率向上を図るために,光増幅機能をもった導波路構造に関する研究を進めた。エルビウムを添加することにより変調器内部での光損失を補償する原理の確認については昨年度完了しているが,今年度,往復逓倍変調器に適用し,ファイバ無線信号の発生効率の向上を達成した。さらに,複数チャネル同時変調の実証実験を行い,多数のチャネルで同時変調が可能であることを確認した

  • 分極反転構造を用いた高機能電気光学変調器の開発

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    本研究は、研究代表者が提案している"分極反転構造を用いた高速電気光学変調技術"を利用して、新しい小型高性能光FSK(Frequency-Shift Keying)変調器を開発することを目的とする。本年度は下記の研究成果を得た。1. 25GHz帯光FSK変調器の設計これまでの研究成果をベースとして、オフセット周波数25GHz帯で動作する光FSK変調器の動作解析および設計を行った。特に、良好な光FSK変調特性を得るために3つの変調電極(オフセット変調信号用電極、データ信号用電極、動作点調整用電極)を用いた新しいデバイス構成を考案した。光導波路は我々が提案している3分岐導波路干渉計を用いて、分極反転構造による変調特性制御技術を駆使した構成とした。基板としてz-cut LiNbO_3およびz-cut LiNbO_3を用いた場合について、デバイスの設計を行った。2. 試作・動作実験設計した25GHz帯光FSK変調器の試作・動作実を行った。波長1.55μm光を用いて実験を行ったところ、3分岐導波路干渉計の良好な干渉特性を確認することに成功した。干渉計の消光比としては25dB以上が得られた。また、オフセット変調信号に対する動作を調べたところ、設計周波数25GHzを中心とする帯域動作変調特性を確認した。さらに、オフセット変調信号とデータ信号を同時に入力した時の動作を詳しく調べたところ、データ信号に応じて光変調サイドバンド成分の比が大きく変化することを確かめた。オフセット変調信号による変調指数を大きく取ることにより、良好な光FSK変調特性が得られることを確かめた

  • 分極反転構造を用いた高機能電気光学変調器の開発

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    本研究は、研究代表者が提案している"分極反転構造を用いた高速電気光学変調技術"を利用して、新しい小型高性能光FSK(Frequency-Shift Keying)変調器を開発することを目的とする。本年度は下記の研究成果を得た。1. 25GHz帯光FSK変調器の設計これまでの研究成果をベースとして、オフセット周波数25GHz帯で動作する光FSK変調器の動作解析および設計を行った。特に、良好な光FSK変調特性を得るために3つの変調電極(オフセット変調信号用電極、データ信号用電極、動作点調整用電極)を用いた新しいデバイス構成を考案した。光導波路は我々が提案している3分岐導波路干渉計を用いて、分極反転構造による変調特性制御技術を駆使した構成とした。基板としてz-cut LiNbO_3およびz-cut LiNbO_3を用いた場合について、デバイスの設計を行った。2. 試作・動作実験設計した25GHz帯光FSK変調器の試作・動作実を行った。波長1.55μm光を用いて実験を行ったところ、3分岐導波路干渉計の良好な干渉特性を確認することに成功した。干渉計の消光比としては25dB以上が得られた。また、オフセット変調信号に対する動作を調べたところ、設計周波数25GHzを中心とする帯域動作変調特性を確認した。さらに、オフセット変調信号とデータ信号を同時に入力した時の動作を詳しく調べたところ、データ信号に応じて光変調サイドバンド成分の比が大きく変化することを確かめた。オフセット変調信号による変調指数を大きく取ることにより、良好な光FSK変調特性が得られることを確かめた

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特定課題研究

  • テラヘルツ波のランダム表面散乱についての研究

    2021年   稲垣惠三, 吉野理玖

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    Beyond 5Gや6Gではさらなる高速伝送を実現するためにテラヘルツ帯・ミリ波帯の活用が積極的に検討されている。このような周波数帯では、波長が1ミリメートル以下となり、身の回りの平坦に見えるものがもつ微小な凹凸による散乱が問題となり得る。本研究では身近なものによるテラヘルツ波の散乱・反射特性を把握することを目的として、建材などを想定した表面からのテラヘルツ波散乱のモデル化と基礎実験を行った。散乱波は直接反射波に比べると微小であるので、金属による反射の影響を防ぐために、木材とプラスティックで実験装置を組み、75-110GHzの周波数帯における散乱測定を行った。理論予測と同等の散乱波の実測に成功した。

  • 高速周波数掃引による光・電波環境の瞬時測定

    2021年  

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    時間的に変動する干渉を含む伝送システムにおいて、本来の伝送能力を極限まで引き出すためには、広帯域周波数特性の高速測定が重要な役割を果たす。本研究では信号源の変動の影響も詳細に検討し、測定装置としての精度の技術限界を明らかにすることを目的とした。今年度は現在注目を集めているテラヘルツ・ミリ波帯において、周波数掃引信号による伝搬特性測定を行った。また、レーダーとして動作した際の基本特性を30GHz, 60GHz, 90GHzで測定し、理論通りレーダー測距性能が周波数によらず、帯域幅のみに依存することを2GHzを超える広帯域信号で確認した。

  • 高速デジタル信号処理を用いた歩行者保護のための2次レーダーシステムに関する研究

    2020年  

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     本研究では従来のセンシング技術の普及では対応が困難であった見通し外の対象物を検知するレーダシステムに関する研究を行う。交通弱者である歩行者を低コストで検知するシステムの実現が目標である。歩行者の存在を知らせる信号が散乱の影響を受けても識別できる必要があるため、2次レーダ方式の適用を検討している。応答装置は歩行者が携帯できる程度に簡易構造であり、かつ高速応答が可能であることが必須である。限られた電波帯域で高い検知性能の実現を目指すため、オーバーサンプリング技術に着目した。本研究では電波伝搬、レーダ信号処理のシミュレーションを実施し、その結果、2m程度の測位誤差で対象物検知の可能性が示唆された。

  • 光伝搬遅延とデータ通信需要の関係の探求

    2020年   稲垣惠三, 実野邦久

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     本研究の最終的な目的は、光速が有限であり、当面、人類が地球上で生活するということを前提とした場合の、シーズとしての伝送技術における低遅延化の限界を理論、実験の両面から求め、一定の遅延が不可避であるという条件下でのニーズとしての情報通信需要の上限を探ることである。フィージビリティスタディとしていくつかのユースケースを取り上げ、低遅延システムの構成を検討し、これらの優位性を実証するための実験構成を提案した。具体的には工場内のロボットなど遅延に敏感なアプリケーションのための無線・有線融合システムによる伝送システムについて、無線区間、有線区間を統合的に最適化した回線設計、干渉検討などを行った。

  • 超低遅延情報通信ネットワークの物理限界に関する研究

    2019年  

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    本研究の目的は、電磁波の伝搬速度が有限であり、シーズとしての伝送技術・センシング技術における低遅延化、高性能化の限界を理論、実験の両面から求めることである。レーダーなどのセンシングでは電磁波の伝搬速度を積極的に活用しているが、送受信機における信号処理遅延が性能を律速する可能性がある。今年度、歩行者保護のためのレーダーシステムの基礎研究を進め、歩行者に簡便な発振器をもたせる構成の有用性を実証した。極限まで処理遅延を押さえるための歩行者側装置を提案し、既存のミリ波レーダー等と組み合わせることで、壁の背後にいる歩行者を検知できる可能性を示した。

  • マイクロ波・ミリ波同時利用レーダー技術の研究

    2018年   菅野敦史, 稲垣惠三

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     本研究の目的は、見通し外の障害物を検知するためのレーダーの実現である。現在、交通事故の抑止、さらには自動運転の実現を目指して、自動車の周辺状況をセンシングするための技術開発が精力的に行われている。カメラやミリ波レーダーを用いた低コストで有効な衝突防止システムが実現しつつある。しかし、これらのすべてが見通し内の障害物に対するものであり、見通しがきかないところの状況を把握するための技術の開発例は少なく、研究開発の難易度も高い。交差点などにレーダーを設置し、見通し外の障害物を自動車などに通知するシステムの開発も進められているが、狭隘な路地すべてに複雑なシステムを整備するのは困難である。 そこで本研究では、比較的低い周波数の電波で視野外障害物を検知するとともに、現在すでに各社が開発し実用が進むミリ波レーダーやカメラによる視野内検知技術を組み合わせる方式を提案している。今年度はマイクロ波帯2次レーダーの基本原理と見通し外の障害物検知能力の確認を行った。

  • 高調波光変調によるミリ波・テラヘルツ波の高精度周波数制御と並列信号処理への応用

    2017年  

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    光変調器の非線形性を用いた高調波発生による周波数逓倍は低雑音であることが知られており、ミリ波、THz信号発生に適している。本研究ではこれに周波数掃引、周波数切り替えの機能を持たせることを目標とした。高調波成分の生成効率を重視した従来の手法では一定周波数が前提であったが、掃引と同期した変調器制御により、広帯域光周波数掃引信号発生を目指した。ミリ波帯レーダなどへの応用を想定して、掃引の高速性、周波数の安定度の両立を目指した基本設計を行った。また、周波数切り替えによるスペクトル制御とマルチコアファイバを組み合わせた空間的光信号処理を提案し、並列的演算システムの構成を検討した。

  • 光伝搬遅延とデータ通信需要の関係の探求

    2017年  

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     本研究の目的は、光速が有限であり、当面、人類が地球上で生活するということを前提とした場合の、シーズとしての伝送技術における低遅延化の限界を理論、実験の両面から求め、一定の遅延が不可避であるという条件下でのニーズとしての情報通信需要の上限を探ることである。情報伝達は光速を越えることは不可能であるので、太平洋横断光ファイバーケーブルなどの長距離伝送を介したネットワーク上ではオンラインゲームなどの即時性を要求するアプリケーションでは大きな影響を生じる。この理論上の絶対限界に近づくための光ファイバシステムの構成と、理論限界を超えるためのアプリケーション上の工夫について基礎検討を行っている。

  • 高調波光変調を用いたミリ波・テラヘルツ帯高安定広帯域掃引信号発生

    2016年  

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    本研究課題の目標は高精度な光変調を用いてミリ波・テラヘルツ波を生成し、その周波数を広い帯域にわたって変化させる技術の確立である。 周波数掃引信号は高精度FMCWレーダーを実現するための重要な要素技術である。中間周波数帯で精度の高い周波数掃引信号発生技術の開発し、特に、同時に発生する複数の信号の取り扱いについて詳細の検討を行った。複数のFMCWレーダー間で発生しうる干渉について検討し、掃引時間を制御することで、不要なノイズ発生を抑えることが可能であることを示した。本研究課題では中間周波数帯における原理確認を行ったが、今後はミリ波帯信号を用いた実証実験の準備に取りかかる予定である。 

  • 往復逓倍変調による広帯域周波数掃引信号発生

    2015年  

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     本研究課題の目標は往復逓倍変調による光領域におけるミリ波・テラヘルツ波を生成し、その周波数を広い帯域にわたって変化させる技術の確立である。 往復逓倍変調はデバイス内で有限回光を往復させることで低い周波数の入力信号から高い周波数成分の生成(逓倍)を可能とする。低位相雑音のミリ波、THz信号発生に適している。本研究ではこれに周波数掃引の機能を持たせることを目標とする。往復させるという原理のためこれまでは一定周波数が前提であったが、掃引と同期した変調器制御により、広帯域光周波数掃引信号発生を目指す。今年度は周波数可変の基本原理の検討と、他の基準信号発生方式との比較を行った。&nbsp;

  • 高精度光干渉デバイスによる通信・センシング両用技術に関する研究

    2015年  

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     本研究課題は、高消光比光干渉計をアクティブトリミング技術により実現し、通信用のデバイスとしての性能向上を実現するとともに動作モードを切り替えることで温度、圧力などの環境変化をモニタするためのセンシングデバイスとしての機能を持たせることを目指すものである。消光比は干渉計のバランスの高さを表す指標である。MZ干渉計を変調器として用いる際には信号発生の精度の高さを表す。センサーとして用いる場合には、感度の高さに相当する。今年度は達成可能な消光比の見積もりと、検出可能な光路変化についての基本的な関係の検討を行った。

  • 高精度光干渉デバイスによる通信・センシング両用技術に関する研究

    2015年  

     概要を見る

     本研究課題は、超高消光比光干渉計をアクティブトリミング技術により実現し、集積デバイスとしての世界最高水準の精度の達成を目標としている。アクティブトリミングは導波路型MZ干渉計(マッハツェンダー型干渉計)の各アームに強度誤差を補正するための強度トリマーを持つ集積デバイスで実現される。強度トリマー自体もMZ干渉計で構成することが可能で、この場合既存の光変調デバイス作製プロセスが利用でき、実用性が高いが、トリミング用のバイアス電圧とメインのMZ干渉計のバイアス電圧を高精度に制御することが重要である。今年度はバイアス電圧制御アルゴリズム検討に注力し、動作の安定性と精度の高さの両立に適した制御方法を見出した。

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海外研究活動

  • 光無線融合デバイスに関する研究

    2021年10月
    -
    2022年03月

    タイ   チェンマイ大学

 

現在担当している科目

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