CLEO 2023 Goki Kawanishi

2023-06-02 2024-01-23 MatsuyamaHayato

Forschung

CLEO 2023 Teilnahmebericht

7. Mai - 12. Mai, Convention Center, San Jose, USA

Speziell berufener ProfessorKawanishi, Satoshi

1. Überblick.

Die internationale Konferenz Conference on Lasers and Electro-optics (CLEO) wurde von der American Physical Society (APS), der IEEE Photonics Society und der Optical Society of America (Optica) nach drei Jahren wieder in einem persönlichen Format organisiert.

　Am 7. Mai, dem ersten Tag der Konferenz, fand eine besondere Veranstaltung statt, die sich mit der Entwicklung und Simulation optischer integrierter Schaltungen befasste. Vom 7. bis 9. Mai wurden außerdem Kurzkurse (19 Kurse) zu den Themen Laser und Elektrooptik abgehalten. Vom 9. bis 11. Mai wurde außerdem eine Ausstellung eingerichtet.
　Die technischen Sitzungen waren in 18 Sessions mit Vorträgen von 8 bis 18 Uhr unterteilt, und die neuesten Forschungsergebnisse wurden in den Post-Deadline-Sessions (Anzahl der Sessions: 3) von 19 bis 21 Uhr am 11. Mai, dem Tag vor dem letzten Tag der Konferenz, vorgestellt.
　Im Folgenden wird über den Inhalt der Konferenz berichtet, hauptsächlich über Vorträge, die für die Forschung des Berichterstatters relevant sind.

2. Plenarvortrag.

JTu1A.1 Extreme Lichtkontrolle mit optischen Metasurfaces (Andrea Alu, CUNY Advanced Science)
Forschungszentrum, Vereinigte Staaten)

　Die Bildung spezifischer Strukturen auf der Oberfläche von Materialien wie Dielektrika ermöglicht es, neue optische Eigenschaften zu erzeugen. Die Prinzipien und Anwendungen von Meta-Oberflächen wurden hier vorgestellt.

JTu1A.2 Die dringende Bedeutung von Optik und Photonik für die globale Gesundheit und den Klimawandel (Thomas Baer, Stanford University, Vereinigte Staaten)

　Es wurde der Einsatz optischer Technologien für globale Umweltveränderungen und die Gesundheit vorgestellt, beginnend mit der ersten Lasermessung der Gletscherdicke im Jahr 1988 und weiterführend mit globalen Umweltveränderungen und der Gesundheit (oder war es die Krebsdiagnose?). Die Präsentation umfasste Beispiele von Anwendungen für.
Die LIDAR-Technologie war besonders effektiv.

JTu1A.3 Ultrafast Lasers to DEI: a 40-Year Journey (Ursula Keller, ETH Zürich, Schweiz).

　Eine Schweizer Forscherin hielt einen recht kritischen Vortrag über die ungleiche Behandlung von Männern und Frauen im Forschungsbereich aus der Sicht einer Frau. Es war das erste Mal, dass ich erfuhr, dass es auch in der Schweiz eine geschlechtsspezifische Ungleichbehandlung gibt.

JW1A.1 Thermodynamik und Licht (Shanhui Fan, Stanford University, Vereinigte Staaten)

　Die Beziehung zum Licht wurde aus der Perspektive der Thermodynamik vorgestellt. Es wurden Beispiele wie die 24-Stunden-Stromerzeugung aus Solarzellen vorgestellt.

JW1A.2 Skalierung photonischer Quantensysteme (Christine Silberhorn, Universität Paderborn, Deutschland)

　Es wurden experimentelle Untersuchungen zukünftiger mehrdimensionaler optischer Quantensysteme vorgestellt, die auf integrierter Optik und Zeitspektraltechnik basieren.

JW1A.3 Demokratisierung der nichtlinearen Photonik (Alexander Gaeta, Columbia University, Vereinigte Staaten)

Die in den letzten 20 Jahren erzielten Fortschritte in der Technologie zur Erzeugung von Nichtlinearitäten im Milliwattbereich durch chipbasierte Optiken wurden vorgestellt. Es wurden Autofrequenzkämme vorgestellt.

3. Präsentation durch den Berichterstatter

　Der Berichterstatter sprach am dritten Konferenztag, dem 9. Mai, in einer Sitzung, die um 16 Uhr begann (Stu4G.2). Der Raum hatte eine Kapazität von etwa 150 Personen, und obwohl es die letzte Sitzung des Nachmittags war, kamen etwa 40 Personen, um die Sitzung zu hören.
　Bei diesem Treffen wurde das Spektrum des vom MgF2-Mikroresonator erzeugten Kammes über die 9 km lange kommerzielle Glasfaser, die zwischen Yagami und Shin-Kawasaki verlegt wurde, wellenlängengemultiplext und anschließend eines der Spektren herausgefiltert und kodiert.
Der Bericht konzentrierte sich auf die Ergebnisse eines Zeichenexperiments, bei dem die Fehlerquotenmerkmale gemessen wurden. Die Fragen und Antworten lauten wie folgt.
Q1: Vorläufige Experimente haben gezeigt, dass für eine fehlerfreie Übertragung die Signalgeschwindigkeit unter dem FSR liegen muss
Warum war es möglich, bei der Feldübertragung 10 Gbit/s zu übertragen, genau wie bei FSR?
A1: Weil bei der Feldübertragung ein Resonator mit einem FSR von 20 GHz verwendet wurde. (Dies ist ein Artikel über die Vorversuche und Feldversuche.
Die Fälle hätten vereinheitlicht werden müssen).
(Die folgenden Fragen wurden nach der Sitzung gestellt)
F2: Wie werden MgF2-Resonatoren und sich verjüngende Fasern einander angenähert?
A2: Wir machen verschiedene Dinge, zum Beispiel einmal Kontakt aufnehmen und dann loslassen.
F3: Wie lange dauern die Koms?
A3: Wir haben es für einige Stunden stabilisiert, indem wir z. B. Wind und Vibrationen verhindert haben. (Dies wurde als ausgezeichnet bezeichnet).
F4: Erfolgt die Modulation im gesamten Komspektrumsbereich auf einmal?
A4: Das ist bei diesem Experiment der Fall.

4. beachtenswerte Ankündigungen.

Übertragungsverhältnis

Der Vortrag des Berichterstatters (Stu4G) befasste sich mit der Kurzstreckenübertragung.

STU4G.1 (eingeladener Vortrag) Fortgeschrittene Modulationsformate für Kurzstreckensysteme (Xi Chen, Nokia Bell Labs, Vereinigte Staaten)

Einseitenbandmodulation, Stokes-Empfänger und Single Carrier Interleaved Modulation wurden als Signalformate für die Kurzstreckenübertragung eingeführt.

STU4G.3 Reservoir-Computing-basierte Multi-Symbol-Entzerrung für PAM 4-Kurzstreckenübertragung
(Yevhenii Osadchuk, Technische Universität von Dänemark, Dänemark)

Die Technische Universität Dänemark berichtete über ein PAM4-Übertragungsexperiment mit 32 GBd unter Verwendung von Spektralscheiben und Reservoir-Computing. Es wurde gezeigt, dass die Anzahl der Symbole auf 17 reduziert werden kann, um die Komplexität der Ausgabe zu verringern.

STU4G.4 Demonstration einer 100 km langen O-Band-WDM-verstärkten kohärenten Übertragung (Natsupa Taengnoi, Optoelectronics Research Centre, Vereinigtes Königreich) )

　Die University of Southampton, UK, berichtete über ein 100 km langes WDM-Übertragungsexperiment mit polarisationsgemultiplextem Vierfach-PSK im O-Band. Bei dem Experiment wurden Wismut-dotierte Glasfaserverstärker als optische Verstärker eingesetzt und eine Codefehlerrate unterhalb der FEC-Grenze erreicht, heißt es in dem Bericht.

STU4G.5 100-km Polarisations-Orthogonale Selbst-Homodyn-Kohärente WDM-Übertragung mit nichtlinearitätsunterdrückter SOA (Weihao Li, Huazhong Univ. Wissenschaft und Technologie, China)

　Eine Gruppe der Huazhong Universität, China, berichtete über 800 Gbit/s, 4-Kanal polarisationsorthogonale kohärente WDM-Übertragungsexperimente unter Verwendung von optischen Halbleiterverstärkern mit geringer polarisationsabhängiger Verstärkung. Der lokale Oszillator auf der Empfängerseite wurde jedoch von der Senderseite gespeist.

SM2I.1 Gain Flattened Wideband YDFA for 1 μm Data Transmission (Yongmin Jung, University of Southampton, Vereinigtes Königreich).

　Eine Gruppe der University of Southampton, UK, berichtete über einen gain-flat YDFA, bei dem ein gain-flattening Filter zwischen zwei YDFAs eingesetzt wird, um Verstärkungsschwankungen unter 1 dB zu halten. In ihrer Präsentation berichteten sie auch über ein Übertragungsexperiment bei 1 µm Wellenlänge unter Verwendung einer 2,2 km langen Hohlkernfaser.

Microcom Beziehungen

　Am 11. Mai fanden zwei Sitzungen zum Thema Mikroinformatik statt (STh1J, STh3J). Die wichtigsten Berichte werden im Folgenden vorgestellt.

STh1J.2 Spannungsarme zweischichtige LPCVD-PECVD SiN-Wellenleiter für die Erzeugung von Kerr-Frequenzkämmen (Karl McNulty, Columbia University, Vereinigte Staaten).

　Eine Gruppe an der Columbia University, USA, schuf einen Mikroring, der aus zwei CVD-Schichten aus SiN besteht, und berichtete über Kammgenerierung. Der Resonator wurde bei 1548 nm und 125 mW angeregt und erzeugte einen Kamm im Wellenlängenbereich von 300 nm.

STh3J.3 Optische Datenübertragung mit Hilfe invers entworfener Silizium-Multimode-Photonik-Schaltungen und spektral abgeflachter Mikrokämme (Kiyoul Yang Stanford University, Vereinigte Staaten)

　Eine Gruppe der Stanford University, USA, berichtete über ein WDM-Übertragungsexperiment, bei dem ein mit der Methode des inversen Designs hergestelltes Moden-Multiplexing-Bauelement mit einem Mikroresonator kombiniert wurde, um einen Kamm zu erzeugen. Eine Gesamtübertragungskapazität von 1,76 Tbit/s wurde durch die Kombination dieses Bauelements mit einem durch einen Si3N4-Mikrohohlraum erzeugten Kamm erreicht, und eine Gesamtübertragungskapazität von 1,12 Tbit/s mit einem durch einen Ta2O5-Mikrohohlraum erzeugten Kamm.

Postersession
　Die Postersitzung fand vom 9. bis 11. Mai mittags statt. Am 9. Mai wurden 160 Poster präsentiert, am 10. Mai 153 und am 11. Mai 142.
　Der einzige übertragungsbezogene Inhalt der Posterpräsentationen war das folgende drahtlose System (JTh2A).

JTh2A.101 5G NR Glasfaser-Drahtlos-Systeme mit Dual-Polarisationsschema und optischer Einträgertechnik
Modulation (Hsu-Hung Huang, National Taipei University of Technology, Taiwan)

Es werden die Ergebnisse der optischen Modulation mit einem Träger und doppelter Polarisation vorgestellt, die die Ziele der neuen drahtlosen Glasfasersysteme im 5G-Zeitalter erreichen würden.

Sitzung nach Ablauf der Frist
　Die Post-Deadline-Sitzung fand am 11. Mai um 19 Uhr statt und umfasste insgesamt 23 Vorträge an drei verschiedenen Orten. Die dritte Sitzung (Post-Deadline III) befasste sich mit Beiträgen zur Übertragung.

STh5C.7 Erste Demonstration eines kryogenen siliziumorganischen Hybrid (SOH) Mach-Zehnder-Modulators mit einer π-Spannung von unter 1 V (Adrian Schwarzenberger,. Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutschland)

　Die deutsche KIT-Gruppe berichtete über einen Mach-Zehnder-Modulator mit niedriger Steuerspannung und einer Hybridkonfiguration aus Silizium und organischen Materialien. Eine Querschnittsansicht des Modulators ist unten abgebildet. Das verwendete organische Material basiert auf Perkinamin. Der Betrieb erfolgt bei kryogenen Temperaturen (11 K), aber die Halbwellenlängenspannung bei einer Wellenlänge von 1532 nm soll 0,9 V betragen, die niedrigste, die bisher berichtet wurde. Es wird über Experimente zur Übertragung und zum Empfang von 70 GBd PAM4-Signalen in Innenräumen unter Verwendung dieses Modulators berichtet.

STh5C.8 Optische Erzeugung und Messung beliebiger Wellenformen (OAWG/OAWM) für die Übertragung von 320 GBd 32QAM (Huanfa Peng, KIT, Deutschland)

　Im Anschluss an die obige Präsentation berichtete die Gruppe vom KIT, Deutschland, über die Verwendung eines optischen Kamms zur Erzeugung beliebiger optischer Wellenformen (OAWG) und zur Messung beliebiger optischer Wellenformen (OAWM). Ein 320 GBd 16QAM-Signal wurde erzeugt und über 87 km Glasfaser übertragen, von OAWM empfangen und auf die Codefehlerrate hin gemessen, wobei Eigenschaften unterhalb der FEC-Grenze erreicht wurden.

Ausstellung
　Die Ausstellung befand sich in der hinteren Hälfte des Saals, in dem auch die Plenarsitzungen stattfanden, und es gab weniger Aussteller als bei unseren früheren Besuchen. Unter anderem stellte Aerodiode (www.aerodiode.com) eine Reihe von Lasergeräten aus, darunter LDs mit einer Wellenlänge von 520 nm bis 1650 nm, 1310 nm und 1550 nm Superlumineszenzdioden und SOA-Modulatoren.

5. Zusammenfassung und Zukunftsaussichten

　Es war das erste CLEO seit sechs Jahren, aber auch das erste persönliche Treffen seit drei Jahren, und die Teilnehmer schienen mit dem Format zufrieden zu sein. Es ist zu hoffen, dass es auch in Zukunft persönliche Treffen geben wird.
　Die nächste CLEO2024 wird vom 5. bis 10. Mai in Charlotte, North Carolina, stattfinden.