CLEO 2023 Goki Kawanishi

2023-06-02 2024-01-23 松山彌

研究

CLEO 2023 參與報告

5 月 7 日 - 5 月 12 日，美國聖荷西會議中心

特聘教授川西聰

1. 概觀。

由美國物理學會 (APS)、IEEE 光電學會 (IEEE Photonics Society) 及美國光學會 (Optica) 共同舉辦的雷射與電子光學會議 (Conference on Lasers and Electro-optics, CLEO) 國際研討會，睽違三年以面對面的方式舉行。

　5 月 7 日，也就是會議的第一天，特別舉辦了光學積體電路的設計與模擬訓練。5 月 7 日至 9 日還舉辦了雷射和電子光學領域的短期課程（19 門課程）。5月9日至11日還舉辦了一個展覽。
　技術研討會共分為 18 場，從早上 8 點到下午 6 點分別有專題演講，而最新的研究成果則在會議最後一天，即 5 月 11 日晚上 7 點到 9 點的後續研討會 (場數：3 場) 中報告。
　以下是會議內容的報告，主要是與報告人研究相關的演講。

2. 全體談話。

JTu1A.1 使用光學超級表面進行極光控制（Andrea Alu，CUNY Advanced Science）
美國研究中心)

　在電介質等材料的表面形成特定結構，使光學特性產生新的屬性成為可能。這裡介紹了元表面的原理和應用。

JTu1A.2 光學和光子學在全球健康和氣候變化中的迫切作用（美國史丹福大學的 Thomas Baer）。

　介紹了光學技術在全球環境變化和健康方面的應用，從1988年第一次用激光測量冰川厚度開始，一直到全球環境變化和健康（還是癌症診斷？）的應用範例。
LIDAR 技術尤其有效。

JTu1A.3 從超快雷射到 DEI：40 年的旅程（Ursula Keller，瑞士蘇黎世 ETH）。

　一位瑞士女性研究員從女性的角度，針對研究領域的男女待遇差異，做了一場頗具批判性的演講。這是我第一次知道在瑞士也有性別待遇的差異。

JW1A.1 熱力學與光 (Shanhui Fan, 美國史丹福大學)

　從熱力學的角度介紹了與光的關係。介紹了一些例子，例如使用太陽能電池 24 小時發電。

JW1A.2 擴展光子量子系統（Christine Silberhorn，德國帕德博恩大學）

　介紹了基於整合光學和時間光譜工程的未來多維光量子系統的實驗研究。

JW1A.3 非線性光子學民主化 (Alexander Gaeta，美國哥倫比亞大學)

介紹了過去 20 年來，利用晶片光學技術在毫瓦級功率下產生非線性的技術進展。介紹了汽車頻率梳。

3. 報告員的介紹

　报告员在会议第三天，即5月9日下午4时开始的一场会议（Stu4G.2）上发言。會議室可容納約150人，儘管是下午最後一次會議，仍有約40人前來聆聽。
　在這次會議中，由 MgF2 微型諧振器所產生的梳狀光譜，經由鋪設在 Yagami 與 Shin-Kawasaki 之間往返 9 公里的商用光纖進行波長多工，然後將其中一個光譜濾除並編碼。
報告的重點在於測量錯誤率特性的特性實驗結果。問題與答案如下。
Q1: 初步實驗顯示，若要達到無錯誤傳輸，訊號速度必須低於 FSR
在現場傳輸中，為什麼能夠以 10 Gbit/s 的速度傳輸，與 FSR 相同？
A1: 因為在現場傳輸中使用了 FSR 為 20 GHz 的諧振器。(This is an article of the preliminary and field experiments.
案件應該是統一的）。
(會後收到以下問題）
Q2: MgF2 諧振器和錐形光纖是如何拉近距離的？
A2: 我們正在做各種事情，例如接觸一次然後放開。
Q3: Coms 可以維持多久？
A3: 例如，我們通過防止風和震動使其穩定了幾個小時。(據說這非常好）。
Q4: 調變是同時在整個頻譜上進行嗎？
A4: 在這個實驗中是如此。

4. 值得注意的公告。

傳輸關係

報告人（Stu4G）主講的環節與短距離傳輸有關。

STU4G.1 (特邀演講) 短距離系統的先進調變格式 (Xi Chen, 美國諾基亞貝爾實驗室)

單邊帶調變、斯托克斯接收器和單載波交錯調變方法被引入作為短距離傳輸的信號格式。

STU4G.3 用於 PAM 4 短距離傳輸的基於儲存庫計算的多信號等化技術
(Yevhenii Osadchuk，丹麥技術大學，丹麥)

丹麥科技大學報告了一項 32 GBd PAM4 傳輸實驗，該實驗使用了頻譜切片和儲存庫運算。結果顯示，符號數量可減少至 17 個，以降低輸出的複雜度。

STU4G.4 100 公里長 O 波段波分複製放大相干傳輸示範 (Natsupa Taengnoi，英國光電研究中心))

　英國南安普敦大學（University of Southampton）報導了一項在 O 波段進行的偏振多工四倍 PSK 的 100 公里 WDM 傳輸實驗。報告指出，該實驗使用摻鉍光纖放大器作為光放大器，並實現了低於 FEC 極限的編碼誤差率。

STU4G.5 使用非線性抑制 SOA 的 100 公里極化-全交自同源相干波分傳輸（李偉豪，中國華中科學大學，中國中國科學技術大學）

　來自中國華中大學的研究小組報告了 800 Gbit/s、4 通道偏振正交自同源相干波分複製傳輸實驗，該實驗使用了具有小偏振相關增益的半導體光放大器。但是，接收端的本地振盪器是由發射端提供的。

SM2I.1 用於 1 μm 資料傳輸的增益扁平化寬頻 YDFA（Yongmin Jung，英國南安普頓大學）。

　來自英國南安普頓大學的研究小組報告了增益平坦型 YDFA，其中在兩個 YDFA 之間使用了增益平坦濾波器，以將增益波動控制在 1 dB 以下。在他們的簡報中，還報導了使用 2.2 km 空心光纖進行的 1 µm 波長傳輸實驗。

Microcom 關係

　5 月 11 日舉辦了兩場與微電腦相關的會議 (STh1J, STh3J)。主要報告如下。

STh1J.2 用於 Kerr 頻率梳生成的低應力雙層 LPCVD-PECVD SiN 波導（美國哥倫比亞大學的 Karl McNulty）。

　美國哥倫比亞大學的一個研究小組製造了一個由兩層 CVD 層 SiN 組成的微孔，並報告了梳狀光的產生。所製造的諧振器在 1548 奈米和 125 mW 的功率下激發，並報告在 300 奈米的波長範圍內產生梳狀光。

STh3J.3 使用反向設計的矽多模光子電路和光譜平坦化微蜂巢的光資料傳輸（楊基堯美國史丹福大學）

　來自美國史丹佛大學的研究小組報告了一項波分複用傳輸實驗，其中使用一種稱為逆向設計 (Inverse-design) 的方法製造出一個模式多工裝置，並結合一個微諧振器來產生一個梳狀器。將此裝置與 Si3N4 微腔所產生的梳狀結合，可達到 1.76 Tbit/s 的總傳輸容量，而與 Ta2O5 微腔所產生的梳狀結合，則可達到 1.12 Tbit/s 的總傳輸容量。

海報會
　海報展示會於 5 月 9 日至 11 日中午舉行，5 月 9 日展示了 160 張海報，5 月 10 日展示了 153 張海報，5 月 11 日展示了 142 張海報。
　海報簡報中與傳輸相關的內容只有以下無線系統 (JTh2A)。

JTh2A.101 具備雙極化方案和單載波光纖的 5G NR 光纖無線系統
調變 (Hsu-Hung Huang，國立台北科技大學，台灣)

介紹了具有雙極化的單載波光學調製結果，這將實現 5G 時代新型光纖無線系統的目標。

截止日期後的會議
　截止日期後會議於 5 月 11 日晚上 7 點舉行，共有 23 篇專題報告，分別在三個會場舉行。在這些報告中，第三場會議（截止日期後第三場）的主題是與傳輸相關的論文。

STh5C.7 低溫矽有機混合（SOH）馬赫-茲赫德調變器的首次示範，π電壓低於1V（Adrian Schwarzenberger，德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT））。德國卡爾斯魯厄理工學院 (KIT)

　德國 KIT 團隊報告了一個低驅動電壓的 Mach-Zehnder 調變器，採用了矽和有機材料的混合配置。調變器的截面圖如下所示。所使用的有機材料以 Perkinamine 為基礎。操作溫度為低溫 (11 K)，但波長為 1532 nm 時的半波長電壓據稱為 0.9 V，是目前報告的最低電壓。它報告了使用此調變器的 70 GBd PAM4 訊號的室內傳輸與接收實驗。

STh5C.8 支援 320 GBd 32QAM 傳輸的光學任意波形產生與量測 (OAWG/OAWM) (Huanfa Peng, KIT, Germany)

　在上述演講之後，來自德國 KIT 的小組報告了使用光梳進行任意光波形產生 (OAWG) 和任意光波形測量 (OAWM)。一個 320 GBd 的 16QAM 訊號經由 87 公里的光纖產生與傳輸，由 OAWM 接收並測量編碼錯誤率，達到低於 FEC 極限的特性。

展覽
　展覽在舉行全體會議的大廳後半部分舉行，參展廠商也比之前參加時減少。其中，Aerodiode（www.aerodiode.com）展出了520 nm-1650 nm LD、1310 nm與1550 nm超發光二極體、SOA調變器等各種雷射相關設備陣容。

5. 總結與未來展望

　這是六年來的第一次 CLEO，但也是三年來的第一次面對面會議，與會者似乎對這種形式很滿意。希望面對面會議在未來能繼續舉行。
　下一屆 CLEO2024 定於 5 月 5 日至 10 日在北卡羅萊納州夏洛特舉行。