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公開番号2025056578
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023166144
出願日2023-09-27
発明の名称モード間損失差補償器
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人北海道大学
代理人個人,個人
主分類G02B 6/14 20060101AFI20250401BHJP(光学)
要約【課題】モード多重伝送用のモード間損失補償量の波長依存性を抑制する。
【解決手段】モード間損失差補償器は、nを3以上の整数として、n個の励振モードを伝搬可能な導波路17と、n-1個の励振モードを伝搬可能な第1光ファイバ101から導波路17に入射した任意の励振モードを高次モードへ変換可能な第1モード変換器11と、第1モード変換器11から入射した励振モードについて、分岐及び合流する一対のアームの間で位相変化を調整可能なマッハツェンダー干渉計15と、導波路を介してn-1個のモードを伝搬可能な第2光ファイバに出射される励振モードについて、マッハツェンダー干渉計15から入射した励振モードを任意の励振モードへ変換可能である第2モード変換器12とを有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ｎを３以上の整数として、ｎ個の励振モードを伝搬可能な導波路と、
ｎ－１個の励振モードを伝搬可能な第１光ファイバから前記導波路に入射した任意の励振モードを高次モードへ変換可能な第１モード変換器と、
前記第１モード変換器から入射した励振モードについて、分岐及び合流する一対のアームの間で位相変化を調整可能なマッハツェンダー干渉計と、
前記導波路を介してｎ－１個のモードを伝搬可能な第２光ファイバに出射される励振モードについて、前記マッハツェンダー干渉計から入射した励振モードを任意の励振モードへ変換可能である第２モード変換器と
を含むモード間損失差補償器。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記導波路は、Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ２１及びＥ２２の４個の励振モードを伝搬可能であり、前記第１モード変換器はＥ１２モード及びＥ２１モードをそれぞれＥ２２モード及びＥ１２モードへ変換可能であり、前記第２モード変換器はＥ２１モード、Ｅ２２モード及びＥ１２モードをそれぞれＥ２２モード、Ｅ１２モード及びＥ２１モードへ変換可能であり、前記導波路の入射端及び出射端にそれぞれＬＰ０１及びＬＰ１１モードを伝搬可能な第１光ファイバ及び第２光ファイバが接続された請求項１に記載のモード間損失差補償器。
【請求項３】
前記マッハツェンダー干渉計は、２個のＹ分岐導波路によって分岐及び合流する一対のアームを構成する請求項１に記載のモード間損失差補償器。
【請求項４】
前記第１モード変換器は、Ｅ１２モードとＥ２２モードとを互いに変換する、２個のＹ分岐導波路によって構成した分岐及び合流する一対のアームと、Ｅ２１モードとＥ１２モードとを互いに変換するモード回転子とを含み、前記第２モード変換器は、Ｅ２１モードとＥ１２モードとを互いに変換するモード回転子と、Ｅ１２モードとＥ２２モードとを互いに変換する、２個のＹ分岐導波路によって構成した分岐及び合流する一対のアームとを含む請求項２に記載のモード間損失差補償器。
【請求項５】
前記マッハツェンダー干渉計は、前記一対のアームの導波路の幅及び長さの少なくとも一方により前記一対のアームの間の位相変化を調整する請求項１に記載のモード間損失差補償器。
【請求項６】
前記マッハツェンダー干渉計は、前記一対のアームの一方にヒータを設けることにより前記一対のアームの間の位相変化を調整する請求項１に記載のモード間損失差補償器。
【請求項７】
プレーナ光波回路によって構成された請求項１から６のいずれか一項に記載のモード間損失差補償器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、モード間損失差補償器に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光ファイバを伝搬する複数のモードを利用することで通信容量を増大するモード多重伝送技術が知られている。モード多重伝送システムにおいては、伝送ファイバ中やモード合分波器において生じるモード間の損失差によって、伝送品質が劣化してしまうという課題があった。本課題を解決するために、モード依存損失（mode dependent loss：ＭＤＬ）補償デバイスが検討されている（非特許文献１、２参照。）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
T. Mizuno et al., “Mode dependent loss equalizer and impact of MDL on PDM-16QAM few-mode fibre transmission,” ECOC 2015, P5.9 (2015)
T. Fujisawa et al., “Silica-PLC based mode-dependent-loss equalizer for two LP mode transmission,” OFC 2022, paper M4J.4 (2022)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば非特許文献１に記載の技術は空間光学系を用いており、内挿する空間フィルタによりモード間損失差補償量が固定値に限定され、空間光学系であるためにデバイスのサイズが大きくなってしまうという課題があった。また、空間フィルタにおいては、モードの電界分布の形状差を利用して基本モードに対してより高い損失を与えるものであるが、フィルタ自身が損失媒体であるため、高次モードであるＬＰ（linear polarization）１１モードに対しても損失を与えてしまうことが課題であった。
【０００５】
非特許文献２では、プレーナ光波回路（planar lightwave circuit：ＰＬＣ）技術を用いた、２つの結合部を有する平行導波路によってＬＰ１１モードへの損失を抑制しながら基本モードであるＬＰ０１モードに損失を与えるモード間損失差補償デバイスが報告されている。
【０００６】
このように、モード多重伝送と波長多重伝送を組み合わせて用いる場合には特性を補償する帯域が制限されることが課題となる。本開示は、このような実情に鑑みて提案されるものであって、モード多重伝送用のモード間損失差補償量の波長依存性を抑制したモード間損失差補償器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、モード間損失差補償器であって、ｎを３以上の整数として、ｎ個の励振モードを伝搬可能な導波路と、ｎ－１個の励振モードを伝搬可能な第１光ファイバから導波路に入射した任意の励振モードを高次モードへ変換可能な第１モード変換器と、第１モード変換器から入射した励振モードについて、分岐及び合流する一対のアームの間で位相変化を調整可能なマッハツェンダー干渉計と、導波路を介してｎ－１個のモードを伝搬可能な第２光ファイバに出射される励振モードについて、マッハツェンダー干渉計から入射した励振モードを任意の励振モードへ変換可能である第２モード変換器とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によると、帯域分の機能を集約化することにより伝送用デバイスの製造費用削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
モード間損失差補償器の概略的な構成を示す図である。
第１の実施の形態のモード間損失差補償器の構成を示す図である。
Ｙ分岐導波路の動作を示す図である。
マッハツェンダー干渉計の構成を示す図である。
モード回転子の第１の組み合わせを示す平面図である。
モード回転子の第２の組み合わせを示す平面図である。
モード回転子の第３の組み合わせを示す平面図である。
Ｅ１１のモードの推移を示す図である。
Ｅ１１のモードの他の推移を示す図である。
Ｅ２１のモードの推移を示す図である。
Ｅ２１のモードの他の推移を示す図である。
Ｅ１２のモードの推移を示す図である。
Ｅ１２のモードの他の推移を示す図である。
第１の実施の形態のモード間損失差補償器の透過スペクトルを示すグラフである。
第１の実施の形態のモード間損失差補償器を等化器として用いた実施例の構成を示す図である。
第１変形例の構成を示す図である。
導波路幅と実効屈折率及び群屈折率との関係を示すグラフである。
第１変形例の透過スペクトルを示すグラフである。
第２変形例の構成を示す図である。
第２変形例の透過スペクトルを示すグラフである。
第２の実施の形態のモード間損失差補償器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態のモード間損失差補償器について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態のモード間損失差補償器１０の概略的な構成を示す図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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