WO2018173507A1 - 光送受信装置および光通信システム - Google Patents
光送受信装置および光通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018173507A1 WO2018173507A1 PCT/JP2018/003529 JP2018003529W WO2018173507A1 WO 2018173507 A1 WO2018173507 A1 WO 2018173507A1 JP 2018003529 W JP2018003529 W JP 2018003529W WO 2018173507 A1 WO2018173507 A1 WO 2018173507A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- core
- mode
- light
- optical
- waveguide region
- Prior art date
Links
Images
Definitions
- the present invention relates to an optical transceiver and an optical communication system.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-057327 for which it applied to Japan on March 23, 2017, and uses the content here.
- single-core bidirectional optical modules that can perform bidirectional communication using a single optical fiber have been used in Passive Optical Network (PON), which is subscriber-based communication.
- PON Passive Optical Network
- the single-core bidirectional optical module as shown in Patent Document 1, the laser light is transmitted and received with different wavelengths on the upstream and downstream, and the light is multiplexed or demultiplexed using a long wavelength cut filter or a short wavelength cut filter. Is going.
- a dielectric multilayer film is used by being incorporated in the optical path.
- a wavelength selection device such as a filter. Therefore, since a device for wavelength selection such as a filter is inserted between the laser and the optical fiber or between the light receiving element and the optical fiber, it is inevitable that the device configuration becomes complicated or large.
- An object of one embodiment of the present invention is to provide an optical transmission / reception device and an optical communication system that have a simple structure and can be miniaturized.
- One embodiment of the present invention includes at least a light source having a light emitting unit that emits a first mode that is a spatial mode or a transverse mode, a receiving unit, and a directional coupler optically coupled to the light source and the receiving unit.
- the directional coupler includes at least a first waveguide region having a first core and a second waveguide region having a second core, and the first waveguide region is formed of the directional coupler.
- the first end portion is arranged so that light emitted from the light emitting portion is incident on the first core, and the second waveguide region has at least one second mode different in order from the first mode.
- the receiver is configured to emit the second light emitted from the second core at a first end of the directional coupler.
- Light having a light receiving portion into which at least a part of the mode is incident Providing receiving apparatus.
- the second waveguide region has a third core that is optically coupled to the first core so that at least a part of the second mode of the first core can transition, and the third core is configured to be in the second mode. It is preferable that at least a part of the second core is optically coupled to the second core so as to be capable of transition.
- the directional coupler includes a first coupling portion whose one end is the first end portion, and a second coupling portion connected to the other end of the first coupling portion, wherein the first coupling portion is
- the first core, the second core, and the third core are included, and the second coupling portion includes the first core and the third core.
- the center-to-center distance between the first core and the third core is preferably greater than the center-to-center distance between the third core and the second core.
- At least a light source including a light emitting unit that emits a second mode having a different order from the first mode that is a spatial mode or a transverse mode, a receiving unit, and the light source and the receiving unit are optically coupled
- the directional coupler includes at least a first waveguide region having a first core and a second waveguide region having a second core, and the second waveguide region. Is arranged such that light emitted from the light emitting part is incident on the second core at a first end of the directional coupler, and the first waveguide region is at least one of the second modes.
- the receiving unit is configured to emit the first light emitted from the first core at a first end of the directional coupler.
- Light having a light receiving portion into which at least a part of the mode is incident Providing receiving apparatus.
- the second waveguide region includes a third core that is optically coupled to the second core so that at least a part of the second mode of the second core can transition, and the third core is configured to be in the second mode.
- at least a part of the first core is optically coupled to the first core so as to be capable of transition.
- the directional coupler includes a first coupling portion whose one end is the first end portion, and a second coupling portion connected to the other end of the first coupling portion, wherein the first coupling portion is
- the first core, the second core, and the third core are included, and the second coupling portion includes the first core and the third core.
- the center-to-center distance between the first core and the third core is preferably greater than the center-to-center distance between the third core and the second core.
- One embodiment of the present invention includes a first optical transmission / reception device that is the above-described optical transmission / reception device, a second optical transmission / reception device that is the above-described optical transmission / reception device, the first optical transmission / reception device, and the second optical transmission / reception device.
- An optical communication system comprising an optical transmission line to be connected is provided.
- an optical transceiver and an optical communication system that have a simple structure and can be reduced in size are provided.
- FIG. 1 is a configuration diagram of an optical communication system according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II shown in FIG.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
- FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG.
- FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 1.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV shown in FIG. 1.
- FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 1. It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the 1st transmission / reception part of the optical communication system shown in FIG. It is a figure which shows the mode in the code
- FIG. 4B is a sectional view taken along line VII-VII shown in FIG. 3A. It is a top view which shows typically schematic structure of the 1st transmission / reception part of the optical communication system shown in FIG. It is the enlarged view which expanded the part which the code
- FIG. 7B is a sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 7A.
- FIG. 1 It is a top view which shows typically schematic structure of the 2nd transmission / reception part of the optical communication system shown in FIG. It is a figure which shows the example of the spectrum of the light radiate
- the present invention is not limited to the following embodiment.
- a plurality of modes such as a longitudinal mode and a transverse mode, which are laser oscillation modes, and a spatial mode, which is a fiber propagation mode, are known as modes used in optical transmission.
- the “first mode” of the present invention is a spatial mode or a transverse mode.
- an LP (Linear Polarized mode) mode described later that is, an “LP11 mode”, an “LP12 mode”, and an “LP01 mode” correspond to a “spatial mode” that is one of the first modes of the present invention.
- the “lateral mode” which is one of the first modes of the present invention may be applied to the present embodiment.
- FIG. 1 is a configuration diagram of an optical communication system 10 according to the first embodiment.
- 2A to 2F are a cross-sectional view taken along line II, a cross-sectional view taken along line II-II, a cross-sectional view taken along line III-III, a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line V and a cross-sectional view taken along line VI-VI.
- an optical communication system 10 includes a first transmission / reception unit 1 (optical transmission / reception device), an optical transmission line 2 optically coupled to the first transmission / reception unit 1, and an optical transmission line 2 And a second transmitter / receiver 3 (optical transmitter / receiver). That is, the optical communication system 10 includes a first transmission / reception unit 1, a second transmission / reception unit 3, and an optical transmission path 2 that connects the first transmission / reception unit 1 and the second transmission / reception unit 3.
- the light coupling between the light source (light emitting unit) and the first core, or the light coupling between the light source and the second core means that the light emitted from the light source enters the first core or the second core.
- the light source (light emitting unit) and the first core are optically coupled, or the light source and the second core are optically coupled means the following cases (i), (ii), and (iii). .
- the light source and the first core are separated from each other, or the light source and the second core are separated from each other, and light emitted from the light source enters the first core or the second core.
- the light source and the first core are separated from each other, or the light source and the second core are separated from each other, and the light source and the first core are connected to each other through a relay optical transmission line such as an optical fiber, or The light source and the second core are connected to each other through a relay optical transmission line such as an optical fiber, and light emitted from the light source enters the first core or the second core through the relay optical transmission line.
- the light source and the first core are installed in contact with each other, or the light source and the second core are installed in contact with each other, and light emitted from the light source enters the first core or the second core.
- the receiving unit (light receiving unit) and the first core are optically coupled, or when the receiving unit and the second core are optically coupled, the light emitted from the first core or the second core is the receiving unit (light receiving unit).
- the receiving unit (light receiving unit) and the first core are optically coupled or the receiving unit and the second core are optically coupled in the following cases (i), (ii), and (iii): Say that.
- (I) The first core and the receiving unit are separated from each other, or the second core and the receiving unit are separated from each other, and light emitted from the first core or the second core enters the receiving unit (light receiving unit). To do.
- the first core and the receiving unit are separated from each other, or the second core and the receiving unit are separated from each other, and the first core and the receiving unit are connected to each other through a relay optical transmission line such as an optical fiber.
- the second core and the receiving unit are connected to each other through a relay optical transmission path such as an optical fiber, and light emitted from the first core or the second core is received through the relay optical transmission path (light receiving unit). Is incident on.
- the first core and the receiving unit are installed in contact with each other, or the second core and the receiving unit are installed in contact with each other, and light emitted from the first core or the second core is received by the receiving unit (light receiving). To the center).
- two cores optically couple so that at least part of the light can transition, for example, means that at least part of the light propagating in one of the two cores can transition to the other core. .
- the optical coupling between the first coupling portion and the second coupling portion means that, for example, light emitted from the core of the first coupling portion enters the core of the second coupling portion, or from the core of the second coupling portion. It means that the emitted light is incident on the core of the first coupling portion.
- the optical coupling between the second coupling unit and the relay unit means, for example, that light emitted from the core of the second coupling unit is incident on the core of the relay unit or light emitted from the core of the relay unit is the first It is incident on the core of the two joints.
- the optical coupling between the relay unit and the optical transmission path means that, for example, light emitted from the core of the relay section enters the core of the optical transmission path, or light emitted from the core of the optical transmission path is relayed To be incident on the core.
- FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the first transmission / reception unit 1 of the optical communication system 10.
- FIG. 3B is a diagram illustrating modes (LP11 mode and LP12 mode) in the code A illustrated in FIG. 3A.
- FIG. 3C is a diagram illustrating a mode (LP01 mode) in the code B illustrated in FIG. 3A.
- FIG. 3D is a diagram illustrating modes (LP11 mode and LP12 mode) in the code C illustrated in FIG. 3A.
- the first transmission / reception unit 1 includes a light source 11, a reception unit 12, a directional coupler 13, and a relay unit 14.
- the light source 11 is, for example, a surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser).
- VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
- FIG. 5A is a plan view schematically showing a schematic configuration of the first transmission / reception unit 1.
- FIG. 5B is an enlarged view in which a portion indicated by a symbol E in FIG. 5A is enlarged.
- FIG. 5C is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the first transmission / reception unit 1.
- the light source 11 includes a base portion 16, a light emitting portion 17, a cathode electrode 18, and an anode electrode 19.
- the light emitting unit 17, the cathode electrode 18, and the anode electrode 19 are provided on the base unit 16.
- the cathode electrode 18 and the anode electrode 19 are connected to a driver 21 via a wire 20.
- the base unit 16 and the driver 21 are provided on the substrate 31.
- the substrate 31 is connected to a card edge connector 33 via an FPC (flexible printed wiring board) 32.
- the electric signal is amplified by the driver 21 and input from the electrodes 18 and 19 to the base unit 16, whereby the light emitting unit 17 emits the modulated first light L1 (see FIGS. 3A and 3E). .
- FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a spectrum of the first light L1 emitted from the light source 11 of the first transmission / reception unit 1.
- the light L1 includes a fundamental mode (LP01 mode) (first mode) having the longest wavelength.
- the light L1 is substantially single mode light because the power of modes other than the fundamental mode is significantly lower than the power of the fundamental mode.
- the light L1 may include a higher order mode (for example, LP11 mode, LP12 mode, etc.) (second mode) having a higher order than the basic mode.
- the receiving unit 12 is, for example, a photodiode (PD: Photo Diode).
- the PD include a GaAs PIN type photodiode (PIN-PD) and an avalanche photodiode (APD).
- the receiving unit 12 includes a base unit 36, a light receiving unit 37, a cathode electrode 38, and an anode electrode 39. At least a part of the higher-order mode emitted from the second core 29A is incident on the light receiving unit 37 at the first end 13a (see FIG. 3A) of the directional coupler 13.
- the light receiving unit 37, the cathode electrode 38, and the anode electrode 39 are provided on the base unit 36.
- the cathode electrode 38 and the anode electrode 39 are connected to a TIA (Trans-Impedance Amplifier) 41 via a wire 40.
- the base part 36 and the TIA 41 are provided on the substrate 31.
- the directional coupler 13 includes first and second waveguide regions 26 and 27, and a clad 25 surrounding the first and second waveguide regions 26 and 27.
- the first waveguide region 26 has a first core 28A.
- the first core 28 ⁇ / b> A extends along the longitudinal direction of the directional coupler 13.
- the first waveguide region 26 is arranged so that the light L1 emitted from the light emitting unit 17 of the light source 11 is incident on the first core 28A at the first end 13a of the directional coupler 13.
- the first core 28A is located at a position where at least a part of the start end 28Aa at the first end portion 13a overlaps the light emitting portion 17 of the light source 11 in plan view, the light L1 emitted from the light emitting portion 17 is the start end.
- the first core 28 ⁇ / b> A is disposed so as to be optically coupled to the light emitting unit 17.
- planar view means seeing from the length direction of the directional coupler 13 or the relay part 14. Since the terminal 28Ab of the first core 28A is at least partially overlapped with the first end 23a of the transmission line core 23 of the optical transmission line 2 in plan view (see FIG. 1), the first core 28A is the optical transmission line. Two transmission path cores 23 are optically coupled.
- the first waveguide region 26 has only the first core 28A, but the first waveguide region may have two or more cores.
- the second waveguide region 27 has a second core 29A and a third core 29B.
- the second core 29 ⁇ / b> A and the third core 29 ⁇ / b> B extend along the longitudinal direction of the directional coupler 13.
- the third core 29B is optically coupled to the first core 28A so that at least a part of the higher mode of the first core 28A can transition.
- the third core 29B is formed in parallel with the second core 29A at an interval that enables optical coupling.
- the third core 29B is optically coupled to the second core 29A so that at least a part of the higher-order mode can transition.
- the 2nd waveguide region 27 is the structure which has 2nd core 29A and 3rd core 29B, the 2nd waveguide region may have three or more cores.
- the terminal end 29 ⁇ / b> Bb at the first end portion 13 a (one end portion 43 a of the first coupling portion 43) is located away from the light receiving portion 37 of the receiving portion 12 in plan view. Therefore, the third core 29 ⁇ / b> B is not optically coupled to the light receiving unit 37.
- the starting end 29Ba of the third core 29B is at the other end 44b of the second coupling portion 44.
- the end 29Bb of the third core 29B has reached the first end 13a, but does not necessarily have to reach the first end 13a.
- the start end 29Ba of the third core 29B reaches the other end 44b of the second coupling portion 44, but it does not necessarily have to reach the other end 44b of the second coupling portion 44.
- the end 29Bb of the third core 29B is at a position away from the light emitting unit 17 of the light source 11 in plan view. For this reason, the third core 29 ⁇ / b> B is not optically coupled to the light emitting unit 17.
- the second core 29A is in a position where at least a part of the terminal end 29Ab at the first end portion 13a (one end portion 43a of the first coupling portion 43) overlaps the light receiving portion 37 of the receiving portion 12 in plan view. Therefore, the light emitted from the terminal end 29Ab enters the light receiving unit 37. That is, the second core 29 ⁇ / b> A is disposed so as to be optically coupled to the light receiving unit 37.
- the starting end 29Aa of the second core 29A is at the other end 43b of the first coupling portion 43.
- the end 29Ab of the second core 29A reaches the first end 13a, but it does not necessarily have to reach the first end 13a.
- the starting end 29Aa of the second core 29A reaches the other end 43b of the first coupling portion 43, but it does not necessarily have to reach the other end 43b of the first coupling portion 43.
- the directional coupler 13 includes a first coupling portion 43 and a second coupling portion 44.
- One end portion 43 a of the first coupling portion 43 is the first end portion 13 a of the directional coupler 13.
- the first coupling portion 43 includes a first core 28A, a third core 29B, a second core 29A, and a clad 25 surrounding the cores 28A, 28B, and 29A.
- the first core 28A, the third core 29B, and the second core 29A are arranged in the radial direction of the directional coupler 13 in this order.
- the center distance D1 (distance between the central axes) between the first core 28A and the third core 29B is greater than the center distance D2 (distance between the central axes) between the third core 29B and the second core 29A. preferable.
- the return amount of the higher order mode from the third core 29B to the first core 28A can be reduced.
- a three-core multicore optical fiber can be used as the first coupling portion 43.
- the multi-core optical fiber used for the first coupling unit 43 is, for example, a step index (SI) type.
- the second coupling portion 44 includes a first core 28A, a third core 29B, and the cladding 28 surrounding the core 28A and the core 29B.
- a two-core multi-core optical fiber can be used as the second coupling portion 44.
- the multi-core optical fiber used for the second coupling unit 44 is, for example, a step index (SI) type.
- SI step index
- One end 44 a of the second coupling portion 44 is connected to the other end 43 b of the first coupling portion 43.
- the relay unit 14 includes a first core 28A and a clad 25 surrounding the first core 28A.
- a single core optical fiber can be used.
- the optical fiber used for the relay unit 14 is, for example, a step index (SI) type.
- SI step index
- One end portion 14 a of the relay portion 14 is connected to the other end portion 44 b of the second coupling portion 44.
- the optical transmission line 2 is, for example, an optical fiber.
- the optical transmission line 2 is preferably a step index (SI) type optical fiber.
- the first end 2 a of the optical transmission line 2 is optically coupled to the other end 14 b of the relay unit 14 via the optical connector 45.
- the second end 2 b of the optical transmission line 2 is optically coupled to the other end 114 b of the relay unit 114 via the optical connector 145.
- the optical transmission line 2 connects the first transmission / reception unit 1 and the second transmission / reception unit 3.
- FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the second transmission / reception unit 3 of the optical communication system 10.
- FIG. 7B is a diagram illustrating a mode (LP01 mode) in the code F illustrated in FIG. 7A.
- FIG. 7C is a diagram illustrating modes (LP11 mode and LP12 mode) in the code G illustrated in FIG. 7A.
- FIG. 7D is a diagram showing a mode (LP01 mode) in the symbol H shown in FIG. 7A.
- FIG. 7E is a diagram showing the modes (LP01 mode, LP11 mode, and LP12 mode) in the symbol I shown in FIG. 7A.
- FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 7A.
- the second transmission / reception unit 3 includes a light source 111, a reception unit 112, a directional coupler 113, and a relay unit 114.
- the light source 111 is, for example, a surface emitting laser (VCSEL).
- VCSEL surface emitting laser
- the light source 111 includes a base part 116, a light emitting part 117, a cathode electrode 118, and an anode electrode 119.
- the light emitting unit 117, the cathode electrode 118, and the anode electrode 119 are provided on the base unit 116.
- the cathode electrode 118 and the anode electrode 119 are connected to the driver 121 via the wire 120.
- the base unit 116 and the driver 121 are provided on the substrate 131.
- the substrate 131 is connected to the card edge connector 133 via an FPC (flexible printed wiring board) 132.
- the electric signal is amplified by the driver 121 and input from the electrodes 118 and 119 to the base unit 116, whereby the light emitting unit 117 emits the modulated second light L2 (see FIGS. 7A and 7E). .
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a spectrum of the second light L ⁇ b> 2 emitted from the light source 111 of the second transmission / reception unit 3.
- the light L2 includes at least a higher order mode (for example, LP11 mode, LP12 mode, etc.) having a higher order than the fundamental mode.
- the light L2 is, for example, multimode light including a basic mode (for example, LP01 mode) and a higher-order mode.
- LP01 mode for example, LP01 mode
- the light L2 may have the same wavelength as the light L1.
- the receiving unit 112 is, for example, a photodiode (PD).
- PD photodiode
- Examples of PD include PIN-PD and APD.
- the receiving unit 112 includes a base unit 136, a light receiving unit 137, a cathode electrode 138, and an anode electrode 139. At least a part of the fundamental mode emitted from the first core 128A is incident on the light receiving unit 137 at the first end 113a (see FIG. 7A) of the directional coupler 113.
- the light receiving portion 137, the cathode electrode 138, and the anode electrode 139 are provided on the base portion 136.
- the cathode electrode 138 and the anode electrode 139 are connected to the TIA 141 via the wire 140.
- the base portion 136 and the TIA 141 are provided on the substrate 131.
- the directional coupler 113 includes first and second waveguide regions 126 and 127 and a clad 125 surrounding the first and second waveguide regions 126 and 127.
- the first waveguide region 126 has a first core 128A.
- the first core 128 ⁇ / b> A extends along the longitudinal direction of the directional coupler 113.
- the first waveguide region 126 is arranged so that the light L ⁇ b> 2 emitted from the first core 128 ⁇ / b> A is incident on the light receiving unit 137 of the receiving unit 112 at the first end 113 a of the directional coupler 113.
- the first core 128A is located at a position where at least a part of the terminal end 128Ab at the first end 113a overlaps the light receiving unit 137 of the receiving unit 112 in plan view, the light L1 emitted from the first core 128A. Is incident on the light receiving unit 137. That is, the first core 128A is arranged so as to be optically coupled to the light receiving unit 137.
- planar view means seeing from the length direction of the directional coupler 113 or the relay part 114. Since the first end 128Aa of the first core 128A is at a position at least partially overlapping the second end 23b of the transmission path core 23 of the optical transmission path 2 in plan view (see FIG.
- the first core 128A is an optical transmission path.
- Two transmission path cores 23 are optically coupled.
- the 1st waveguide region 126 is the structure which has only the 1st core 128A, the 1st waveguide region may have two or more cores.
- the second waveguide region 127 has a second core 129A and a third core 129B.
- the second core 129 ⁇ / b> A and the third core 129 ⁇ / b> B extend along the longitudinal direction of the directional coupler 113.
- the third core 129B is optically coupled to the first core 128A so that at least a part of the higher-order mode of the first core 128A can transition.
- the third core 129B is formed in parallel with the second core 129A at an interval that enables optical coupling.
- the third core 129B is optically coupled to the second core 129A so that at least a part of the higher-order mode can transition.
- the second waveguide region 127 has a second core 129A and a third core 129B, but the second waveguide region may have three or more cores.
- the start end 129Ba at the first end portion 113a (one end portion 143a of the first coupling portion 143) is at a position away from the light receiving portion 137 of the receiving portion 112 in plan view. Therefore, the third core 129B is not optically coupled to the light receiving unit 137.
- the end 129Bb of the third core 129B is at the other end 144b of the second coupling portion 144.
- the starting end 129Ba of the third core 129B reaches the first end 113a, but it does not necessarily have to reach the first end 113a.
- the end 129Bb of the third core 129B reaches the other end 144b of the second coupling portion 144, but it does not necessarily have to reach the other end 144b of the second coupling portion 144.
- the start end 129Ba of the third core 129B is at a position away from the light emitting unit 117 of the light source 111 in plan view. For this reason, the third core 129 ⁇ / b> B is not optically coupled to the light emitting unit 117.
- the second core 129A is in a position where at least a part of the start end 129Aa at the first end 113a (one end 143a of the first coupling portion 143) overlaps the light emitting portion 117 of the light source 111 in plan view. Therefore, the light L2 emitted from the light emitting unit 117 is incident on the starting end 129Aa. That is, the second core 129 ⁇ / b> A is disposed so as to be optically coupled to the light emitting unit 117.
- the end 129Ab of the second core 129A is at the other end 143b of the first coupling portion 143.
- the starting end 129Aa of the second core 129A has reached the first end 113a, but does not necessarily have to reach the first end 113a.
- the end 129Ab of the second core 129A reaches the other end 143b of the first coupling portion 143, but it does not necessarily have to reach the other end 143b of the first coupling portion 143.
- the directional coupler 113 includes a first coupling portion 143 and a second coupling portion 144.
- One end 143 a of the first coupling portion 143 is the first end 113 a of the directional coupler 113.
- the first coupling portion 143 includes a first core 128A, a third core 129B, a second core 129A, and a clad 125 surrounding the cores 128A, 129B, and 129A.
- the first core 128A, the third core 129B, and the second core 129A are arranged in the radial direction of the directional coupler 113 in this order.
- the center distance D3 (distance between center axes) between the first core 128A and the third core 129B is greater than the center distance D4 (distance between center axes) between the third core 129B and the second core 129A. preferable.
- the return amount of the higher-order mode from the third core 129B to the first core 128A can be reduced.
- a 3-core multi-core optical fiber can be used as the first coupling portion 143.
- the multi-core optical fiber used for the first coupling unit 143 is, for example, a step index (SI) type.
- the second coupling portion 144 includes a first core 128A, a third core 129B, and a cladding 128 surrounding the core 128A and the core 129B.
- a two-core multicore optical fiber can be used as the second coupling portion 144.
- the multi-core optical fiber used for the second coupling unit 144 is, for example, a step index (SI) type.
- SI step index
- One end portion 144 a of the second coupling portion 144 is connected to the other end portion 143 b of the first coupling portion 143.
- the relay unit 114 includes a first core 128A and a clad 125 surrounding the first core 128A.
- a single core optical fiber can be used as the relay unit 114.
- the optical fiber used for the relay unit 114 is, for example, a step index (SI) type.
- SI step index
- One end portion 114 a of the relay portion 114 is connected to the other end portion 144 b of the second coupling portion 144.
- FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the center-to-center distance d (horizontal axis) and the coupling length (vertical axis) of the pair of cores in the directional coupler having a pair of cores.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the relationship between the core center-to-center distance d (horizontal axis) and the LP01 mode remaining power (vertical axis) in one core.
- the core diameter was 8 ⁇ m
- the wavelength was 850 nm
- the relative refractive index difference of the core was 0.3%.
- the coupling length of the cores changes according to the center distance d.
- the center-to-center distance d is 14 ⁇ m
- the length of the core is 100 mm or more
- the LP11 mode of 95% or more remains in the first core, and most of the LP11 mode transitions from the first core to the second core.
- the distance between the centers of two adjacent cores is 13 to 15 ⁇ m
- the length is 100 mm or more (for example, 100 to 150 mm). Can do.
- the uplink direction communication in the direction from the first transmission / reception unit 1 to the second transmission / reception unit 3 (hereinafter referred to as the uplink direction) will be described.
- the light L1 emitted from the light emitting unit 17 of the light source 11 of the first transmitting / receiving unit 1 is incident on the first core 28A from the starting end 28Aa.
- the light L1 includes at least a fundamental mode (LP01 mode).
- the light L1 may be mostly in the fundamental mode.
- the light L1 includes a higher order mode
- a part of the higher order mode transitions from the first core 28A to the third core 29B. Part of the higher order mode of the third core 29B transitions to the first core 28A.
- the light L ⁇ b> 1 is emitted from the first core 28 ⁇ / b> A, is incident on the transmission path core 23 of the optical transmission path 2, and travels toward the second transmission / reception unit 3.
- the light L1 is incident on the first core 128A of the second transceiver 3 and is incident on the light receiver 137 of the receiver 112.
- the optical signal incident on the light receiving unit 137 is photoelectrically converted to obtain an electrical signal. Even when the light L1 incident on the light receiving unit 137 of the receiving unit 112 includes a high-order mode, communication is not adversely affected if the high-order mode is at a low level.
- a part of the higher-order mode mainly transits from the first core 128A to the third core 129B mainly in the region of the second coupling portion 144, and then Most of the transition from the third core 129B to the second core 129A mainly in the region of the first coupling portion 143.
- Part of the higher-order mode that has transitioned to the second core 129A is emitted into the space from the first end 113a (starting end 129Aa), is reflected by the light source 111, becomes stray light, and is repeatedly reflected inside the components of the optical communication system 10. Attenuates.
- Part of the higher-order mode that has been transitioned to the third core 129B is emitted into the space from the first end 113a (starting end 129Ba) and becomes stray light, and the reflection is repeatedly attenuated inside the components of the optical communication system 10.
- the light L2 emitted from the light emitting unit 117 of the light source 111 of the second transmitting / receiving unit 3 enters the second core 129A from the start end 129Aa. Since the second core 129A and the third core 129B can be optically coupled, at least a part of the higher-order mode (for example, most of the higher-order mode) is transmitted in the second core 129A in the process of being transmitted. Transition from the core 129A to the third core 129B. Most of the fundamental mode of the light L2 incident on the second core 129A remains in the second core 129A and disappears.
- the third core 129B and the first core 128A can be optically coupled, at least a part of the higher-order mode of the light L2 of the third core 129B (for example, most of the higher-order mode) is the third core 129B. Is transferred from the third core 129B to the first core 128A.
- the light L ⁇ b> 2 including the higher order mode is emitted from the first core 128 ⁇ / b> A, enters the transmission path core 23 of the optical transmission path 2, and travels toward the first transmission / reception unit 1.
- the light L ⁇ b> 2 enters the first core 28 ⁇ / b> A of the first transmission / reception unit 1 from the optical transmission path 2. Since the first core 28A and the third core 29B can be optically coupled, at least a part of the higher-order modes of the first core 28A (for example, most of the higher-order modes) is transmitted through the first core 28A. In the process (mainly in the region of the second coupling portion 44), the transition is made to the third core 29B. Since the third core 29B and the second core 29A can be optically coupled, at least a part of the higher-order modes of the light L2 of the third core 29B (for example, most of the higher-order modes) is the third core 29B.
- the light L2 of the second core 29A enters the light receiving unit 37 of the receiving unit 12 from the terminal end 29Ab.
- the optical signal incident on the light receiving unit 37 is photoelectrically converted to obtain an electrical signal. Even when the basic mode is included in the light L2 incident on the light receiving unit 37 of the receiving unit 12, communication is not adversely affected if the basic mode is at a low level.
- Part of the fundamental mode of the light L2 remaining in the first core 28A is emitted into the space from the first end portion 13a (starting end 28Aa) and becomes stray light, and the reflection is repeatedly attenuated inside the components of the optical communication system 10.
- a part of the higher-order mode that has been shifted to the third core 29B is emitted from the first end portion 13a (terminal 29Bb) into the space and becomes stray light, and reflection is repeatedly attenuated inside the components of the optical communication system 10.
- first transmission / reception unit 1 does not require a device for wavelength selection such as a filter compared to a conventional optical transmission / reception device that transmits and receives light with different wavelengths for uplink and downlink, the device configuration is simplified, Miniaturization can be achieved. In addition, since the apparatus configuration can be simplified, the cost can be reduced.
- the second cores 29 ⁇ / b> A and 129 ⁇ / b> A of the directional couplers 13 and 113 are arranged so that the higher-order mode can transition between the first cores 28 ⁇ / b> A and 128 ⁇ / b> A, respectively.
- the first transmitter / receiver 1 includes a light source 11 that emits light L1 including the fundamental mode
- the second transmitter / receiver 3 includes a light source 111 that emits light L2 including the higher-order mode. Therefore, communication using the basic mode and the higher-order mode can be performed in the uplink direction and the downlink direction, respectively.
- the first transmitter / receiver 1 when the directional coupler 13 includes the second core 29A and the third core 29B, a part of the higher-order mode of the light L1 transitions from the first core 28A to the third core 29B. Therefore, the higher order mode of the light L1 in the first core 28A can be reduced as compared with the case where the third core 29B is not provided. Therefore, it is possible to further reduce noise and realize high quality communication.
- the directional coupler 113 includes the first core 128A and the third core 129B
- the second transmitting / receiving unit 3 transitions a part of the higher-order mode of the light L1 from the first core 128A to the third core 129B. Therefore, the higher-order mode of the light L1 in the first core 128A can be further reduced as compared with the case where the third core 129B is not provided. Therefore, it is possible to further reduce noise and realize high quality communication.
- the directional coupler 13 since the directional coupler 13 has the third core 29B, the higher-order mode of the light L2 transitions from the first core 28A to the second core 29A via the third core 29B. For this reason, a sufficient distance between the first core 28A and the second core 29A can be secured. Therefore, the distance between the light emitting unit 17 of the light source 11 and the light receiving unit 37 of the receiving unit 12 can be increased, and design restrictions can be reduced.
- the second transmitting / receiving unit 3 illustrated in FIGS. 1 and 7A includes a second waveguide region 127 in which light L2 including a higher order mode is incident on the second core 129A, and at least a part of the higher order mode is the second core 129A. And a first waveguide region 126 capable of transitioning between. For this reason, communication using the basic mode and the higher-order mode is possible between the first transmission / reception unit 1 and the second transmission / reception unit 3. Since the second transmitter / receiver 3 does not require a device for wavelength selection such as a filter as compared with a conventional optical transmitter / receiver that transmits and receives light with different wavelengths for uplink and downlink, the device configuration is simplified, Miniaturization can be achieved. In addition, since the apparatus configuration can be simplified, the cost can be reduced.
- the directional coupler 113 since the directional coupler 113 has the third core 129B, the higher-order mode of the light L2 transitions from the second core 129A to the first core 128A via the third core 129B. Therefore, a sufficient distance between the first core 128A and the second core 129A can be ensured. Therefore, the distance between the light emitting unit 117 of the light source 111 and the light receiving unit 137 of the receiving unit 112 can be increased, and design restrictions can be reduced.
- the optical communication system 10 shown in FIG. 1 can perform communication using the basic mode and the higher-order mode in the upstream direction and the downstream direction, respectively. Since the optical communication system 10 does not require a device for wavelength selection such as a filter as compared with a conventional optical transmission / reception device that transmits and receives light with different wavelengths in upstream and downstream, the device configuration is simplified, Miniaturization can be achieved. In addition, since the apparatus configuration can be simplified, the cost can be reduced. Since the optical communication system 10 uses light including transverse modes having different orders in the uplink direction and the downlink direction, bidirectional communication is possible at the same wavelength in the uplink direction and the downlink direction. Therefore, the device structure can be further simplified as compared with the conventional optical transceiver described above.
- the distance between the light emitting units 17 and 117 and the light receiving units 37 and 137 can be increased, and design restrictions are imposed. Can be reduced.
- FIG. 13 is a configuration diagram of an optical communication system 210 according to the second embodiment.
- symbol is attached
- the optical communication system 210 includes a first transmission / reception unit 201 (optical transmission / reception device), an optical transmission path 2 optically coupled to the first transmission / reception unit 201, and an optical transmission path 2.
- a second transceiver 203 optical transceiver. That is, the optical communication system 210 includes a pair of transmission / reception units 201 and 203 and an optical transmission path 2 that connects them.
- the first transmission / reception unit 201 is different from the first transmission / reception unit 1 of the first embodiment in that the third core 29B is not provided.
- the second core 29A is formed in parallel with the first core 28A at an interval that enables optical coupling.
- the second core 29A is optically coupled to the first core 28A so that at least a part of the higher-order mode can transition.
- the second transmission / reception unit 203 is different from the second transmission / reception unit 3 of the first embodiment in that it does not include the third core 129B.
- the second core 129A is formed in parallel with the first core 128A at an interval that enables optical coupling.
- the second core 129A is optically coupled to the first core 128A so that at least a part of the higher-order mode can transition.
- the light L1 emitted from the light source 11 of the first transmitting / receiving unit 201 is emitted from the light emitting unit 17 and is incident on the first core 28A.
- the light L1 travels to the second transmission / reception unit 203 through the transmission path core 23 of the optical transmission path 2.
- the light L1 is incident on the first core 128A of the second transmission / reception unit 203 and is incident on the light receiving unit 137 of the reception unit 112.
- the optical signal incident on the light receiving unit 137 is photoelectrically converted to obtain an electrical signal.
- Light L2 emitted from the light source 111 of the second transmission / reception unit 203 is emitted from the light emitting unit 117 and is incident on the second core 129A. Since the second core 129A and the first core 128A can be optically coupled, at least a part of the higher-order mode (for example, most of the higher-order mode) transitions to the first core 128A. Most of the fundamental mode of the light L2 incident on the second core 129A remains in the second core 129A and disappears.
- the light L2 including the higher mode is directed to the first transmitting / receiving unit 201 through the transmission line core 23 of the optical transmission line 2 and is incident on the first core 28A. Since the first core 28A and the second core 29A can be optically coupled, at least a part of the higher order modes of the first core 28A (for example, most of the higher order modes) transition to the second core 29A. .
- the light L2 from the second core 29A is incident on the light receiving unit 37 of the receiving unit 12.
- the optical signal incident on the light receiving unit 37 is photoelectrically converted to obtain an electrical signal.
- a part of the fundamental mode of the light L2 remaining in the first core 28A is emitted to the space from the first end portion 13a to become stray light, and the reflection is repeatedly attenuated inside the components of the optical communication system 210.
- the first transmission / reception unit 201 can perform communication using the basic mode and the higher-order mode, and has a wavelength selection function such as a filter as compared with a conventional optical transmission / reception device that transmits and receives light with different wavelengths for uplink and downlink. For this purpose is not necessary. For this reason, the apparatus configuration can be simplified and the size can be reduced. In addition, since the apparatus configuration can be simplified, the cost can be reduced.
- the second transmission / reception unit 203 can perform communication using the basic mode and the higher-order mode, and has a wavelength selection function such as a filter as compared with a conventional optical transmission / reception device that transmits and receives light with different wavelengths for uplink and downlink. For this purpose is not necessary.
- the optical communication system 210 can perform communication using the basic mode and the higher-order mode in the upstream direction and the downstream direction, respectively.
- the optical communication system 210 does not require a wavelength selection device such as a filter, as compared with a conventional optical transmission / reception device that transmits and receives light with different wavelengths for uplink and downlink. For this reason, the apparatus configuration can be simplified and the size can be reduced. In addition, since the apparatus configuration can be simplified, the cost can be reduced.
- the first transmission / reception unit 201 is arranged so that the higher-order mode can transition between the second core 29A and the first core 28A.
- the second transmission / reception unit 203 is arranged so that the higher-order mode can transition between the second core 129A and the first core 128A. Therefore, communication using the basic mode and the higher-order mode can be performed in the uplink direction and the downlink direction, respectively.
- the first transmitting / receiving unit 201 since the first transmitting / receiving unit 201 includes the second core 29A, a part of the higher-order mode of the light L1 transitions from the first core 28A to the second core 29A, and thus the light L1 in the first core 28A. Higher order modes can be reduced. Therefore, it is possible to further reduce noise and realize high quality communication.
- the second transmitting / receiving unit 203 since the second transmitting / receiving unit 203 includes the second core 129A, a part of the higher-order mode of the light L1 transitions from the first core 128A to the third core 129B, and thus the light L1 in the first core 128A. Higher order modes can be reduced. Therefore, it is possible to further reduce noise and realize high quality communication.
- the VCSEL is exemplified as the light source 11.
- the light source 11 is not limited to the VCSEL, and may be an edge emitting laser that oscillates in a multimode transverse mode.
- the third core is used to easily secure the distance between the first core and the second core.
- the optical communication system has this configuration. Not exclusively.
- the distance between the light emitting part and the light receiving part may be further increased by providing a plurality of cores between the first core and the second core.
- the number of cores arranged between the first core and the second core may be an arbitrary number of 2 or more.
- the light source 11 of the first transmission / reception unit 1 emits light L1 including the basic mode (first mode)
- the light source 111 of the second transmission / reception unit 3 has a higher order mode (order higher than the basic mode).
- the light source of the first transmission / reception unit emits light including a higher order mode higher than the basic mode
- the light source of the second transmission / reception unit includes the basic mode.
- the structure which emits light may be sufficient.
- the first mode is a higher-order mode
- the second mode is a basic mode.
- at least a part of the fundamental mode emitted from the light source of the second transmission / reception unit is incident on the reception unit of the first transmission / reception unit and is emitted from the light source of the first transmission / reception unit.
- At least a part of the mode is incident on the receiving unit of the second transmitting / receiving unit.
- the light L1 or the light is transmitted between the cores such as the first core, the second core, and the third core so that the above-described configuration (light source, reception unit) can obtain the above-described functions.
- Each core such as the first core, the second core, and the third core is provided so that L2 transitions.
- the configuration of the optical communication system described above (light source, receiver, first core, second core, third core, etc.) can be similarly applied to the configuration of the optical transmission / reception apparatus of the present invention.
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本発明の光送受信装置は、少なくとも、空間モードもしくは横モードである第1モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備える。前記方向性結合器は、少なくとも、第1コアを有する第1導波領域と、第2コアを有する第2導波領域とを備える。前記第1導波領域は、前記方向性結合器の第1端部において前記発光部から出射された光が前記第1コアに入射されるように配置されている。前記第2導波領域は、前記第1モードとは次数が異なる第2モードの少なくとも一部が前記第1コアと前記第2導波領域との間で遷移可能に配置されている。前記受信部は、前記方向性結合器の第1端部において前記第2コアから出射された前記第2モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する。
Description
本発明は、光送受信装置および光通信システムに関する。
本願は、2017年3月23日に日本に出願された特願2017-057327号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2017年3月23日に日本に出願された特願2017-057327号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、1本の光ファイバで双方向の通信を行うことができる一芯双方向光モジュールは、加入者系の通信であるPassive Optical Network(PON)で用いられてきた。一芯双方向光モジュールでは、特許文献1に示すように、上りと下りでレーザー光の波長を違えて送受信し、長波長カットフィル夕、もしくは短波長カットフィルタを用いて光の合分波を行っている。フィルタとしては誘電体多層膜が光路に組み込まれて用いられる。
従来の光通信システムでは、フィルタなどの波長選択のための装置等を用いて上りと下りで光の波長を違える必要がある。そのため、フィルタなどの波長選択のための装置をレーザーと光ファイバとの間、もしくは受光素子と光ファイバとの間に入れることから、装置構成が複雑化または大型化するのは避けられなかった。
本発明の一態様は、構造が簡略であって小型化を図ることができる光送受信装置および光通信システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、少なくとも、空間モードもしくは横モードである第1モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、前記方向性結合器は、少なくとも、第1コアを有する第1導波領域と、第2コアを有する第2導波領域とを備え、前記第1導波領域は、前記方向性結合器の第1端部において前記発光部から出射された光が前記第1コアに入射されるように配置され、前記第2導波領域は、前記第1モードとは次数が異なる第2モードの少なくとも一部が前記第1コアと前記第2導波領域との間で遷移可能に配置され、前記受信部は、前記方向性結合器の第1端部において前記第2コアから出射された前記第2モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置を提供する。
前記第2導波領域は、前記第1コアの前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第1コアと光結合する第3コアを有し、前記第3コアは、前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第2コアと光結合することが好ましい。
前記方向性結合器は、一端部が前記第1端部である第1結合部と、前記第1結合部の他端部に接続された第2結合部とを備え、前記第1結合部は、前記第1コア、前記第2コアおよび前記第3コアを有し、前記第2結合部は、前記第1コアおよび前記第3コアを有することが好ましい。
前記第1コアと前記第3コアとの中心間距離は、前記第3コアと前記第2コアとの中心間距離より大きいことが好ましい。
前記方向性結合器は、一端部が前記第1端部である第1結合部と、前記第1結合部の他端部に接続された第2結合部とを備え、前記第1結合部は、前記第1コア、前記第2コアおよび前記第3コアを有し、前記第2結合部は、前記第1コアおよび前記第3コアを有することが好ましい。
前記第1コアと前記第3コアとの中心間距離は、前記第3コアと前記第2コアとの中心間距離より大きいことが好ましい。
本発明の一態様は、少なくとも、空間モードもしくは横モードである第1モードとは次数が異なる第2モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、前記方向性結合器は、少なくとも、第1コアを有する第1導波領域と、第2コアを有する第2導波領域とを備え、前記第2導波領域は、前記方向性結合器の第1端部において前記発光部から出射された光が前記第2コアに入射されるように配置され、前記第1導波領域は、前記第2モードの少なくとも一部が前記第2コアと前記第1導波領域との間で遷移可能に配置され、前記受信部は、前記方向性結合器の第1端部において前記第1コアから出射された前記第1モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置を提供する。
前記第2導波領域は、前記第2コアの前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第2コアと光結合する第3コアを有し、前記第3コアは、前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第1コアと光結合することが好ましい。
前記方向性結合器は、一端部が前記第1端部である第1結合部と、前記第1結合部の他端部に接続された第2結合部とを備え、前記第1結合部は、前記第1コア、前記第2コアおよび前記第3コアを有し、前記第2結合部は、前記第1コアおよび前記第3コアを有することが好ましい。
前記第1コアと前記第3コアとの中心間距離は、前記第3コアと前記第2コアとの中心間距離より大きいことが好ましい。
前記方向性結合器は、一端部が前記第1端部である第1結合部と、前記第1結合部の他端部に接続された第2結合部とを備え、前記第1結合部は、前記第1コア、前記第2コアおよび前記第3コアを有し、前記第2結合部は、前記第1コアおよび前記第3コアを有することが好ましい。
前記第1コアと前記第3コアとの中心間距離は、前記第3コアと前記第2コアとの中心間距離より大きいことが好ましい。
本発明の一態様は、前述の光送受信装置である第1光送受信装置と、前述の光送受信装置である第2光送受信装置と、前記第1光送受信装置と前記第2光送受信装置とを接続する光伝送路と、を備えている光通信システムを提供する。
本発明の一態様によれば、構造が簡略であって小型化を図ることができる光送受信装置および光通信システムを提供する。
以下、本発明の実施形態に係る光通信システムについて図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。
一般的に、光伝送で使用されるモードとしては、レーザーの発振モードである縦モード及び横モード、及び、ファイバの伝搬モードである空間モード等、複数のモードが知られている。このようなモードのなかで、本発明の「第1モード」は、空間モードもしくは横モードである。
特に、後述するLP(Linear Polarized mode)モード、即ち、「LP11モード」、「LP12モード」、及び「LP01モード」は、本発明の第1モードの一つである「空間モード」に相当する。
なお、本発明の第1モードの一つである「横モード」が本実施形態に適用されてもよい。
一般的に、光伝送で使用されるモードとしては、レーザーの発振モードである縦モード及び横モード、及び、ファイバの伝搬モードである空間モード等、複数のモードが知られている。このようなモードのなかで、本発明の「第1モード」は、空間モードもしくは横モードである。
特に、後述するLP(Linear Polarized mode)モード、即ち、「LP11モード」、「LP12モード」、及び「LP01モード」は、本発明の第1モードの一つである「空間モード」に相当する。
なお、本発明の第1モードの一つである「横モード」が本実施形態に適用されてもよい。
<光送受信装置および光通信システム(第1実施形態)>
図1は、第1実施形態に係る光通信システム10の構成図である。図2A~図2Fは、それぞれ、図1におけるI-I線に沿う断面図、II-II線に沿う断面図、III-III線に沿う断面図、IV-IV線に沿う断面図、V-V線に沿う断面図、およびVI-VI線に沿う断面図である。
図1は、第1実施形態に係る光通信システム10の構成図である。図2A~図2Fは、それぞれ、図1におけるI-I線に沿う断面図、II-II線に沿う断面図、III-III線に沿う断面図、IV-IV線に沿う断面図、V-V線に沿う断面図、およびVI-VI線に沿う断面図である。
図1に示すように、光通信システム10は、第1送受信部1(光送受信装置)と、第1送受信部1に光結合された光伝送路2と、光伝送路2に光結合された第2送受信部3(光送受信装置)とを備えている。すなわち、光通信システム10は、第1送受信部1と、第2送受信部3と、第1送受信部1と第2送受信部3とを接続する光伝送路2とを備えている。
光源(発光部)と第1コアとが光結合する、もしくは、光源と第2コアとが光結合するとは、光源から出射された光が第1コアもしくは第2コアに入射することを言う。
例えば、光源(発光部)と第1コアとが光結合する、もしくは、光源と第2コアとが光結合するとは、以下の(i)、(ii)、(iii)の場合のことを言う。
(i)光源と第1コアとが互いに離間され、もしくは、光源と第2コアとが互いに離間され、光源から出射された光が第1コアもしくは第2コアに入射する。
(ii)光源と第1コアとが互いに離間され、もしくは、光源と第2コアとが互いに離間され、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて光源と第1コアとが互いに接続され、もしくは、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて光源と第2コアとが互いに接続され、光源から出射された光が中継用光伝送路を通して第1コアもしくは第2コアに入射する。
(iii)光源と第1コアとが互いに接して設置され、もしくは、光源と第2コアとが互いに接して設置され、光源から出射された光が第1コアもしくは第2コアに入射する。
例えば、光源(発光部)と第1コアとが光結合する、もしくは、光源と第2コアとが光結合するとは、以下の(i)、(ii)、(iii)の場合のことを言う。
(i)光源と第1コアとが互いに離間され、もしくは、光源と第2コアとが互いに離間され、光源から出射された光が第1コアもしくは第2コアに入射する。
(ii)光源と第1コアとが互いに離間され、もしくは、光源と第2コアとが互いに離間され、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて光源と第1コアとが互いに接続され、もしくは、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて光源と第2コアとが互いに接続され、光源から出射された光が中継用光伝送路を通して第1コアもしくは第2コアに入射する。
(iii)光源と第1コアとが互いに接して設置され、もしくは、光源と第2コアとが互いに接して設置され、光源から出射された光が第1コアもしくは第2コアに入射する。
受信部(受光部)と第1コアとが光結合する、もしくは、受信部と第2コアとが光結合するとは、第1コアもしくは第2コアから出射された光が受信部(受光部)に入射することを言う。
例えば、受信部(受光部)と、第1コアとが光結合する、もしくは、受信部と第2コアとが光結合するとは、以下の(i)、(ii)、(iii)の場合のことを言う。
(i)第1コアと受信部とが互いに離間され、もしくは、第2コアと受信部とが互いに離間され、第1コアもしくは第2コアから出射された光が受信部(受光部)に入射する。
(ii)第1コアと受信部とが互いに離間され、もしくは、第2コアと受信部とが互いに離間され、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて第1コアと受信部とが互いに接続され、もしくは、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて第2コアと受信部とが互いに接続され、第1コアもしくは第2コアから出射された光が中継用光伝送路を通して受信部(受光部)に入射する。
(iii)第1コアと受信部とが互いに接して設置され、もしくは、第2コアと受信部とが互いに接して設置され、第1コアもしくは第2コアから出射された光が受信部(受光部)に入射する。
また、2つのコアが、光の少なくとも一部が遷移可能に光結合するとは、例えば、2つのコアのうち一方のコアを伝搬する光の少なくとも一部が他方のコアに遷移し得ることを言う。
例えば、受信部(受光部)と、第1コアとが光結合する、もしくは、受信部と第2コアとが光結合するとは、以下の(i)、(ii)、(iii)の場合のことを言う。
(i)第1コアと受信部とが互いに離間され、もしくは、第2コアと受信部とが互いに離間され、第1コアもしくは第2コアから出射された光が受信部(受光部)に入射する。
(ii)第1コアと受信部とが互いに離間され、もしくは、第2コアと受信部とが互いに離間され、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて第1コアと受信部とが互いに接続され、もしくは、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて第2コアと受信部とが互いに接続され、第1コアもしくは第2コアから出射された光が中継用光伝送路を通して受信部(受光部)に入射する。
(iii)第1コアと受信部とが互いに接して設置され、もしくは、第2コアと受信部とが互いに接して設置され、第1コアもしくは第2コアから出射された光が受信部(受光部)に入射する。
また、2つのコアが、光の少なくとも一部が遷移可能に光結合するとは、例えば、2つのコアのうち一方のコアを伝搬する光の少なくとも一部が他方のコアに遷移し得ることを言う。
第1結合部と第2結合部とが光結合するとは、例えば、第1結合部のコアから出射された光が第2結合部のコアに入射すること、もしくは、第2結合部のコアから出射された光が第1結合部のコアに入射することを言う。
第2結合部と中継部とが光結合するとは、例えば、第2結合部のコアから出射された光が中継部のコアに入射すること、もしくは、中継部のコアから出射された光が第2結合部のコアに入射することを言う。
中継部と光伝送路とが光結合するとは、例えば、中継部のコアから出射された光が光伝送路のコアに入射すること、もしくは、光伝送路のコアから出射された光が中継部のコアに入射することを言う。
第2結合部と中継部とが光結合するとは、例えば、第2結合部のコアから出射された光が中継部のコアに入射すること、もしくは、中継部のコアから出射された光が第2結合部のコアに入射することを言う。
中継部と光伝送路とが光結合するとは、例えば、中継部のコアから出射された光が光伝送路のコアに入射すること、もしくは、光伝送路のコアから出射された光が中継部のコアに入射することを言う。
図3Aは、光通信システム10の第1送受信部1の概略構成を模式的に示す断面図である。図3Bは、図3Aに示す符号Aにおけるモード(LP11モード、LP12モード)を示す図である。図3Cは、図3Aに示す符号Bにおけるモード(LP01モード)を示す図である。図3Dは、図3Aに示す符号Cにおけるモード(LP11モード、LP12モード)を示す図である。図3Eは、図3Aに示す符号Dにおけるモード(LP01モード)を示す図である。図4は、図3Aに示すVII-VII線に沿う断面図である。
図3Aに示すように、第1送受信部1は、光源11と、受信部12と、方向性結合器13と、中継部14を備えている。
光源11は、例えば、面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。VCSELの使用により、第1送受信部1の構造を簡略にできる。
図3Aに示すように、第1送受信部1は、光源11と、受信部12と、方向性結合器13と、中継部14を備えている。
光源11は、例えば、面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。VCSELの使用により、第1送受信部1の構造を簡略にできる。
図5Aは、第1送受信部1の概略構成を模式的に示す平面図である。図5Bは、図5Aにおいて符号Eが示す部分を拡大した拡大図である。図5Cは、第1送受信部1の概略構成を模式的に示す断面図である。
図5A~図5Cに示すように、光源11は、基台部16と、発光部17と、カソード電極18と、アノード電極19とを備えている。発光部17、カソード電極18、およびアノード電極19は、基台部16に設けられている。カソード電極18およびアノード電極19は、ワイヤ20を介してドライバ21に接続されている。
基台部16およびドライバ21は、基板31上に設けられている。基板31は、FPC(フレキシブルプリント配線板)32を介してカードエッジコネクタ33に接続されている。
電気信号がドライバ21で増幅されて電極18,19から基台部16に入力されることにより、発光部17では、変調された第1の光L1が出射される(図3A及び図3E参照)。
図5A~図5Cに示すように、光源11は、基台部16と、発光部17と、カソード電極18と、アノード電極19とを備えている。発光部17、カソード電極18、およびアノード電極19は、基台部16に設けられている。カソード電極18およびアノード電極19は、ワイヤ20を介してドライバ21に接続されている。
基台部16およびドライバ21は、基板31上に設けられている。基板31は、FPC(フレキシブルプリント配線板)32を介してカードエッジコネクタ33に接続されている。
電気信号がドライバ21で増幅されて電極18,19から基台部16に入力されることにより、発光部17では、変調された第1の光L1が出射される(図3A及び図3E参照)。
図6は、第1送受信部1の光源11から出射された第1の光L1のスペクトルの例を示す図である。
図6に示すように、光L1は、最も波長が長い基本モード(LP01モード)(第1モード)を含む。光L1は、基本モード以外のモードのパワーが基本モードのパワーに比べて著しく低いため、実質的にはシングルモード光である。光L1がシングルモード光であると、光伝送における上り信号と下り信号のクロストークノイズを低減できる。
なお、光L1は、基本モードより次数が高い高次モード(例えば、LP11モード、LP12モード等)(第2モード)を含んでいてもよい。
図6に示すように、光L1は、最も波長が長い基本モード(LP01モード)(第1モード)を含む。光L1は、基本モード以外のモードのパワーが基本モードのパワーに比べて著しく低いため、実質的にはシングルモード光である。光L1がシングルモード光であると、光伝送における上り信号と下り信号のクロストークノイズを低減できる。
なお、光L1は、基本モードより次数が高い高次モード(例えば、LP11モード、LP12モード等)(第2モード)を含んでいてもよい。
図5Aおよび図5Bに示すように、受信部12は、例えば、フォトダイオード(PD:Photo Diode)である。PDとしては、GaAsのPIN型フォトダイオード(PIN-PD)、アバランシェフォトダイオード(APD)などが挙げられる。受信部12は、基台部36と、受光部37と、カソード電極38と、アノード電極39とを備えている。
受光部37には、方向性結合器13の第1端部13a(図3A参照)において第2コア29Aから出射された高次モードの少なくとも一部が入射される。
受光部37、カソード電極38、およびアノード電極39は、基台部36に設けられている。カソード電極38およびアノード電極39は、ワイヤ40を介してTIA(トランスインピーダンスアンプ(Trans-Impedance Amplifier))41に接続されている。
基台部36およびTIA41は、基板31上に設けられている。
受光部37には、方向性結合器13の第1端部13a(図3A参照)において第2コア29Aから出射された高次モードの少なくとも一部が入射される。
受光部37、カソード電極38、およびアノード電極39は、基台部36に設けられている。カソード電極38およびアノード電極39は、ワイヤ40を介してTIA(トランスインピーダンスアンプ(Trans-Impedance Amplifier))41に接続されている。
基台部36およびTIA41は、基板31上に設けられている。
図3Aに示すように、方向性結合器13は、第1および第2導波領域26,27と、第1および第2導波領域26,27を囲むクラッド25とを有する。
第1導波領域26は、第1コア28Aを有する。第1コア28Aは、方向性結合器13の長手方向に沿って延在している。
第1導波領域26は、方向性結合器13の第1端部13aにおいて光源11の発光部17から出射された光L1が第1コア28Aに入射されるように配置されている。
詳しくは、第1コア28Aは、第1端部13aにある始端28Aaの少なくとも一部が平面視において光源11の発光部17に重なる位置にあるため、発光部17から出射された光L1が始端28Aaから入射される。すなわち、第1コア28Aは、発光部17に光結合されるように配置されている。なお、平面視とは方向性結合器13または中継部14の長さ方向から見ることをいう。
第1コア28Aの終端28Abは、少なくとも一部が平面視において光伝送路2の伝送路コア23の第1端23aに重なる位置にあるため(図1参照)、第1コア28Aは光伝送路2の伝送路コア23に光結合される。
なお、第1導波領域26は第1コア28Aのみを有する構成であるが、第1導波領域は、2以上のコアを有していてもよい。
第1導波領域26は、第1コア28Aを有する。第1コア28Aは、方向性結合器13の長手方向に沿って延在している。
第1導波領域26は、方向性結合器13の第1端部13aにおいて光源11の発光部17から出射された光L1が第1コア28Aに入射されるように配置されている。
詳しくは、第1コア28Aは、第1端部13aにある始端28Aaの少なくとも一部が平面視において光源11の発光部17に重なる位置にあるため、発光部17から出射された光L1が始端28Aaから入射される。すなわち、第1コア28Aは、発光部17に光結合されるように配置されている。なお、平面視とは方向性結合器13または中継部14の長さ方向から見ることをいう。
第1コア28Aの終端28Abは、少なくとも一部が平面視において光伝送路2の伝送路コア23の第1端23aに重なる位置にあるため(図1参照)、第1コア28Aは光伝送路2の伝送路コア23に光結合される。
なお、第1導波領域26は第1コア28Aのみを有する構成であるが、第1導波領域は、2以上のコアを有していてもよい。
第2導波領域27は、第2コア29Aと第3コア29Bとを有する。第2コア29Aおよび第3コア29Bは、方向性結合器13の長手方向に沿って延在している。
第3コア29Bは、第1コア28Aの高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア28Aと光結合する。これにより、第2導波領域27においては、高次モードの少なくとも一部が第1コア28Aと第2導波領域27との間で遷移可能となる。
第3コア29Bは、光結合が可能となる間隔をおいて第2コア29Aと並列して形成されている。第3コア29Bは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第2コア29Aと光結合する。
なお、第2導波領域27は第2コア29Aと第3コア29Bとを有する構成であるが、第2導波領域は、3以上のコアを有していてもよい。
第3コア29Bは、第1コア28Aの高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア28Aと光結合する。これにより、第2導波領域27においては、高次モードの少なくとも一部が第1コア28Aと第2導波領域27との間で遷移可能となる。
第3コア29Bは、光結合が可能となる間隔をおいて第2コア29Aと並列して形成されている。第3コア29Bは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第2コア29Aと光結合する。
なお、第2導波領域27は第2コア29Aと第3コア29Bとを有する構成であるが、第2導波領域は、3以上のコアを有していてもよい。
第3コア29Bは、第1端部13a(第1結合部43の一端部43a)にある終端29Bbが、平面視において受信部12の受光部37を外れた位置にある。そのため、第3コア29Bは、受光部37に光結合されていない。第3コア29Bの始端29Baは、第2結合部44の他端部44bにある。
なお、図3Aでは、第3コア29Bの終端29Bbは第1端部13aに達しているが、必ずしも第1端部13aに達していなくてもよい。図3Aでは、第3コア29Bの始端29Baは第2結合部44の他端部44bに達しているが、必ずしも第2結合部44の他端部44bに達していなくてもよい。
なお、図3Aでは、第3コア29Bの終端29Bbは第1端部13aに達しているが、必ずしも第1端部13aに達していなくてもよい。図3Aでは、第3コア29Bの始端29Baは第2結合部44の他端部44bに達しているが、必ずしも第2結合部44の他端部44bに達していなくてもよい。
第3コア29Bの終端29Bbは、平面視において光源11の発光部17を外れた位置にある。そのため、第3コア29Bは、発光部17に光結合されていない。
第2コア29Aは、第1端部13a(第1結合部43の一端部43a)にある終端29Abの少なくとも一部が平面視において受信部12の受光部37に重なる位置にある。そのため、終端29Abから出射された光は受光部37に入射される。すなわち、第2コア29Aは、受光部37に光結合されるように配置されている。第2コア29Aの始端29Aaは、第1結合部43の他端部43bにある。
なお、図3Aでは、第2コア29Aの終端29Abは第1端部13aに達しているが、必ずしも第1端部13aに達していなくてもよい。図3Aでは、第2コア29Aの始端29Aaは第1結合部43の他端部43bに達しているが、必ずしも第1結合部43の他端部43bに達していなくてもよい。
なお、図3Aでは、第2コア29Aの終端29Abは第1端部13aに達しているが、必ずしも第1端部13aに達していなくてもよい。図3Aでは、第2コア29Aの始端29Aaは第1結合部43の他端部43bに達しているが、必ずしも第1結合部43の他端部43bに達していなくてもよい。
方向性結合器13は、第1結合部43と、第2結合部44とを備えている。第1結合部43の一端部43aは、方向性結合器13の第1端部13aである。
図4に示すように、第1結合部43は、第1コア28Aと、第3コア29Bと、第2コア29Aと、コア28A、28B、29Aを囲むクラッド25とを有する。
第1コア28Aと、第3コア29Bと、第2コア29Aとは、この順に、方向性結合器13の径方向に並ぶ。第1コア28Aと第3コア29Bとの中心間距離D1(中心軸間の距離)は、第3コア29Bと第2コア29Aとの中心間距離D2(中心軸間の距離)より大きいことが好ましい。これによって、第1結合部43において、第3コア29Bから第1コア28Aへの高次モードの戻り量を少なくできる。
第1結合部43としては、3コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第1結合部43に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
図4に示すように、第1結合部43は、第1コア28Aと、第3コア29Bと、第2コア29Aと、コア28A、28B、29Aを囲むクラッド25とを有する。
第1コア28Aと、第3コア29Bと、第2コア29Aとは、この順に、方向性結合器13の径方向に並ぶ。第1コア28Aと第3コア29Bとの中心間距離D1(中心軸間の距離)は、第3コア29Bと第2コア29Aとの中心間距離D2(中心軸間の距離)より大きいことが好ましい。これによって、第1結合部43において、第3コア29Bから第1コア28Aへの高次モードの戻り量を少なくできる。
第1結合部43としては、3コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第1結合部43に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
図3Aに示すように、第2結合部44は、第1コア28Aと、第3コア29Bと、コア28A、コア29Bを囲むクラッド25とを有する。第2結合部44としては、2コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第2結合部44に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
第2結合部44の一端部44aは、第1結合部43の他端部43bに接続されている。
第2結合部44の一端部44aは、第1結合部43の他端部43bに接続されている。
中継部14は、第1コア28Aと、第1コア28Aを囲むクラッド25とを有する。中継部14としては、シングルコアの光ファイバを使用できる。中継部14に用いられる光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
中継部14の一端部14aは、第2結合部44の他端部44bに接続されている。
中継部14の一端部14aは、第2結合部44の他端部44bに接続されている。
図1に示すように、光伝送路2は、例えば、光ファイバである。光伝送路2は、ステップインデックス(SI)型光ファイバであることが好ましい。
光伝送路2の第1端2aは、光コネクタ45を介して、中継部14の他端部14bに光結合されている。光伝送路2の第2端2bは、光コネクタ145を介して、中継部114の他端部114bに光結合されている。光伝送路2は、第1送受信部1と第2送受信部3とを接続している。
光伝送路2の第1端2aは、光コネクタ45を介して、中継部14の他端部14bに光結合されている。光伝送路2の第2端2bは、光コネクタ145を介して、中継部114の他端部114bに光結合されている。光伝送路2は、第1送受信部1と第2送受信部3とを接続している。
図7Aは、光通信システム10の第2送受信部3の概略構成を模式的に示す断面図である。図7Bは、図7Aに示す符号Fにおけるモード(LP01モード)を示す図である。図7Cは、図7Aに示す符号Gにおけるモード(LP11モード、LP12モード)を示す図である。図7Dは、図7Aに示す符号Hにおけるモード(LP01モード)を示す図である。図7Eは、図7Aに示す符号Iにおけるモード(LP01モード、LP11モード、及びLP12モード)を示す図である。
図8は、図7Aに示すVIII-VIII線に沿う断面図である。図9は、第2送受信部3の概略構成を模式的に示す平面図である。
図7Aに示すように、第2送受信部3は、光源111と、受信部112と、方向性結合器113と、中継部114を備えている。
光源111は、例えば、面発光レーザー(VCSEL)である。VCSELの使用により、第2送受信部3の構造を簡略にできる。
図8は、図7Aに示すVIII-VIII線に沿う断面図である。図9は、第2送受信部3の概略構成を模式的に示す平面図である。
図7Aに示すように、第2送受信部3は、光源111と、受信部112と、方向性結合器113と、中継部114を備えている。
光源111は、例えば、面発光レーザー(VCSEL)である。VCSELの使用により、第2送受信部3の構造を簡略にできる。
図9に示すように、光源111は、基台部116と、発光部117と、カソード電極118と、アノード電極119とを備えている。発光部117、カソード電極118、およびアノード電極119は、基台部116に設けられている。カソード電極118およびアノード電極119は、ワイヤ120を介してドライバ121に接続されている。
基台部116およびドライバ121は、基板131上に設けられている。基板131は、FPC(フレキシブルプリント配線板)132を介してカードエッジコネクタ133に接続されている。
電気信号がドライバ121で増幅されて電極118,119から基台部116に入力されることにより、発光部117では、変調された第2の光L2が出射される(図7A及び図7E参照)。
基台部116およびドライバ121は、基板131上に設けられている。基板131は、FPC(フレキシブルプリント配線板)132を介してカードエッジコネクタ133に接続されている。
電気信号がドライバ121で増幅されて電極118,119から基台部116に入力されることにより、発光部117では、変調された第2の光L2が出射される(図7A及び図7E参照)。
図10は、第2送受信部3の光源111から出射された第2の光L2のスペクトルの例を示す図である。
図10に示すように、光L2は、少なくとも基本モードより次数が高い高次モード(例えば、LP11モード、LP12モード等)を含む。光L2は、例えば、基本モード(例えば、LP01モード)と、高次モードとを含むマルチモード光である。光L2における高次モードの比率が大きいと、光伝送路2での光伝送時における上り信号と下り信号のクロストークノイズを低減できる。
光L2は、光L1と同じ波長であってもよい。
図10に示すように、光L2は、少なくとも基本モードより次数が高い高次モード(例えば、LP11モード、LP12モード等)を含む。光L2は、例えば、基本モード(例えば、LP01モード)と、高次モードとを含むマルチモード光である。光L2における高次モードの比率が大きいと、光伝送路2での光伝送時における上り信号と下り信号のクロストークノイズを低減できる。
光L2は、光L1と同じ波長であってもよい。
図9に示すように、受信部112は、例えば、フォトダイオード(PD)である。PDとしては、PIN-PD、APDなどが挙げられる。受信部112は、基台部136と、受光部137と、カソード電極138と、アノード電極139とを備えている。
受光部137は、方向性結合器113の第1端部113a(図7A参照)において第1コア128Aから出射された基本モードの少なくとも一部が入射される。
受光部137、カソード電極138、およびアノード電極139は、基台部136に設けられている。カソード電極138およびアノード電極139は、ワイヤ140を介してTIA141に接続されている。
基台部136およびTIA141は、基板131上に設けられている。
受光部137は、方向性結合器113の第1端部113a(図7A参照)において第1コア128Aから出射された基本モードの少なくとも一部が入射される。
受光部137、カソード電極138、およびアノード電極139は、基台部136に設けられている。カソード電極138およびアノード電極139は、ワイヤ140を介してTIA141に接続されている。
基台部136およびTIA141は、基板131上に設けられている。
図7Aに示すように、方向性結合器113は、第1および第2導波領域126,127と、第1および第2導波領域126,127を囲むクラッド125とを有する。
第1導波領域126は、第1コア128Aを有する。第1コア128Aは、方向性結合器113の長手方向に沿って延在している。
第1導波領域126は、方向性結合器113の第1端部113aにおいて第1コア128Aから出射された光L2が受信部112の受光部137に入射されるように配置されている。
詳しくは、第1コア128Aは、第1端部113aにある終端128Abの少なくとも一部が平面視において受信部112の受光部137に重なる位置にあるため、第1コア128Aから出射された光L1が受光部137に入射される。すなわち、第1コア128Aは、受光部137に光結合されるように配置されている。なお、平面視とは方向性結合器113または中継部114の長さ方向から見ることをいう。
第1コア128Aの始端128Aaは、少なくとも一部が平面視において光伝送路2の伝送路コア23の第2端23bに重なる位置にあるため(図1参照)、第1コア128Aは光伝送路2の伝送路コア23に光結合される。
なお、第1導波領域126は第1コア128Aのみを有する構成であるが、第1導波領域は、2以上のコアを有していてもよい。
第1導波領域126は、第1コア128Aを有する。第1コア128Aは、方向性結合器113の長手方向に沿って延在している。
第1導波領域126は、方向性結合器113の第1端部113aにおいて第1コア128Aから出射された光L2が受信部112の受光部137に入射されるように配置されている。
詳しくは、第1コア128Aは、第1端部113aにある終端128Abの少なくとも一部が平面視において受信部112の受光部137に重なる位置にあるため、第1コア128Aから出射された光L1が受光部137に入射される。すなわち、第1コア128Aは、受光部137に光結合されるように配置されている。なお、平面視とは方向性結合器113または中継部114の長さ方向から見ることをいう。
第1コア128Aの始端128Aaは、少なくとも一部が平面視において光伝送路2の伝送路コア23の第2端23bに重なる位置にあるため(図1参照)、第1コア128Aは光伝送路2の伝送路コア23に光結合される。
なお、第1導波領域126は第1コア128Aのみを有する構成であるが、第1導波領域は、2以上のコアを有していてもよい。
第2導波領域127は、第2コア129Aと第3コア129Bとを有する。第2コア129Aおよび第3コア129Bは、方向性結合器113の長手方向に沿って延在している。
第3コア129Bは、第1コア128Aの高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア128Aと光結合する。これにより、第2導波領域127においては、高次モードの少なくとも一部が第1コア128Aと第2導波領域127との間で遷移可能となる。
第3コア129Bは、光結合が可能となる間隔をおいて第2コア129Aと並列して形成されている。第3コア129Bは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第2コア129Aと光結合する。
なお、第2導波領域127は第2コア129Aと第3コア129Bとを有する構成であるが、第2導波領域は、3以上のコアを有していてもよい。
第3コア129Bは、第1コア128Aの高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア128Aと光結合する。これにより、第2導波領域127においては、高次モードの少なくとも一部が第1コア128Aと第2導波領域127との間で遷移可能となる。
第3コア129Bは、光結合が可能となる間隔をおいて第2コア129Aと並列して形成されている。第3コア129Bは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第2コア129Aと光結合する。
なお、第2導波領域127は第2コア129Aと第3コア129Bとを有する構成であるが、第2導波領域は、3以上のコアを有していてもよい。
第3コア129Bは、第1端部113a(第1結合部143の一端部143a)にある始端129Baが、平面視において受信部112の受光部137を外れた位置にある。そのため、第3コア129Bは、受光部137に光結合されていない。第3コア129Bの終端129Bbは、第2結合部144の他端部144bにある。
なお、図7Aでは、第3コア129Bの始端129Baは第1端部113aに達しているが、必ずしも第1端部113aに達していなくてもよい。図7Aでは、第3コア129Bの終端129Bbは第2結合部144の他端部144bに達しているが、必ずしも第2結合部144の他端部144bに達していなくてもよい。
なお、図7Aでは、第3コア129Bの始端129Baは第1端部113aに達しているが、必ずしも第1端部113aに達していなくてもよい。図7Aでは、第3コア129Bの終端129Bbは第2結合部144の他端部144bに達しているが、必ずしも第2結合部144の他端部144bに達していなくてもよい。
第3コア129Bの始端129Baは、平面視において光源111の発光部117を外れた位置にある。そのため、第3コア129Bは、発光部117に光結合されていない。
第2コア129Aは、第1端部113a(第1結合部143の一端部143a)にある始端129Aaの少なくとも一部が平面視において光源111の発光部117に重なる位置にある。そのため、発光部117から出射された光L2は始端129Aaに入射される。すなわち、第2コア129Aは、発光部117に光結合されるように配置されている。第2コア129Aの終端129Abは、第1結合部143の他端部143bにある。
なお、図7Aでは、第2コア129Aの始端129Aaは第1端部113aに達しているが、必ずしも第1端部113aに達していなくてもよい。図7Aでは、第2コア129Aの終端129Abは第1結合部143の他端部143bに達しているが、必ずしも第1結合部143の他端部143bに達していなくてもよい。
なお、図7Aでは、第2コア129Aの始端129Aaは第1端部113aに達しているが、必ずしも第1端部113aに達していなくてもよい。図7Aでは、第2コア129Aの終端129Abは第1結合部143の他端部143bに達しているが、必ずしも第1結合部143の他端部143bに達していなくてもよい。
方向性結合器113は、第1結合部143と、第2結合部144とを備えている。第1結合部143の一端部143aは、方向性結合器113の第1端部113aである。
図8に示すように、第1結合部143は、第1コア128Aと、第3コア129Bと、第2コア129Aと、コア128A、129B、129Aを囲むクラッド125とを有する。
第1コア128Aと、第3コア129Bと、第2コア129Aとは、この順に、方向性結合器113の径方向に並ぶ。第1コア128Aと第3コア129Bとの中心間距離D3(中心軸間の距離)は、第3コア129Bと第2コア129Aとの中心間距離D4(中心軸間の距離)より大きいことが好ましい。これによって、第1結合部143において、第3コア129Bから第1コア128Aへの高次モードの戻り量を少なくできる。
第1結合部143としては、3コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第1結合部143に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
図8に示すように、第1結合部143は、第1コア128Aと、第3コア129Bと、第2コア129Aと、コア128A、129B、129Aを囲むクラッド125とを有する。
第1コア128Aと、第3コア129Bと、第2コア129Aとは、この順に、方向性結合器113の径方向に並ぶ。第1コア128Aと第3コア129Bとの中心間距離D3(中心軸間の距離)は、第3コア129Bと第2コア129Aとの中心間距離D4(中心軸間の距離)より大きいことが好ましい。これによって、第1結合部143において、第3コア129Bから第1コア128Aへの高次モードの戻り量を少なくできる。
第1結合部143としては、3コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第1結合部143に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
図7Aに示すように、第2結合部144は、第1コア128Aと、第3コア129Bと、コア128A、コア129Bを囲むクラッド125とを有する。第2結合部144としては、2コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第2結合部144に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
第2結合部144の一端部144aは、第1結合部143の他端部143bに接続されている。
第2結合部144の一端部144aは、第1結合部143の他端部143bに接続されている。
中継部114は、第1コア128Aと、第1コア128Aを囲むクラッド125とを有する。中継部114としては、シングルコアの光ファイバを使用できる。中継部114に用いられる光ファイバは、例えば、ステップインデックス(SI)型である。
中継部114の一端部114aは、第2結合部144の他端部144bに接続されている。
中継部114の一端部114aは、第2結合部144の他端部144bに接続されている。
図11は、一対のコアを有する方向性結合器において、前記一対のコアの中心間距離d(横軸)と結合長(縦軸)との関係の例を示す図である。
図12は、コアの中心間距離d(横軸)と、一方のコアにおけるLP01モードのパワー残量(縦軸)との関係の例を示す図である。なお、コアの直径8μm、波長850nm、コアの比屈折率差0.3%とした。
図12は、コアの中心間距離d(横軸)と、一方のコアにおけるLP01モードのパワー残量(縦軸)との関係の例を示す図である。なお、コアの直径8μm、波長850nm、コアの比屈折率差0.3%とした。
図11および図12に示すように、コアの結合長は中心間距離dに応じて変化する。中心間距離dが14μmの場合には、コアの長さを100mm以上とすると、95%以上のLP01モードを第1コアに残しつつ、LP11モードの大部分を第1コアから第2コアに遷移させることができる。
よって、図1、図3Aおよび図7Aに示す方向性結合器13,113では、例えば、隣り合う2つのコアの中心間距離13~15μm、長さ100mm以上(例えば、100~150mm)とすることができる。
よって、図1、図3Aおよび図7Aに示す方向性結合器13,113では、例えば、隣り合う2つのコアの中心間距離13~15μm、長さ100mm以上(例えば、100~150mm)とすることができる。
次に、光通信システム10を用いた通信方法の一例を説明する。
まず、第1送受信部1から第2送受信部3に向かう方向(以下、上り方向という)の通信について説明する。
図1および図3Aに示すように、第1送受信部1の光源11の発光部17から発せられた光L1は、始端28Aaから第1コア28Aに入射される。光L1は、少なくとも基本モード(LP01モード)を含む。光L1は、大部分が基本モードであってよい。
なお、光L1に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は第1コア28Aから第3コア29Bに遷移する。第3コア29Bの高次モードの一部は第1コア28Aに遷移する。
まず、第1送受信部1から第2送受信部3に向かう方向(以下、上り方向という)の通信について説明する。
図1および図3Aに示すように、第1送受信部1の光源11の発光部17から発せられた光L1は、始端28Aaから第1コア28Aに入射される。光L1は、少なくとも基本モード(LP01モード)を含む。光L1は、大部分が基本モードであってよい。
なお、光L1に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は第1コア28Aから第3コア29Bに遷移する。第3コア29Bの高次モードの一部は第1コア28Aに遷移する。
光L1は、第1コア28Aから出射されて光伝送路2の伝送路コア23に入射され、第2送受信部3に向かう。
図1および図7Aに示すように、光L1は、第2送受信部3の第1コア128Aに入射され、受信部112の受光部137に入射される。受光部137に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
なお、受信部112の受光部137に入射される光L1に高次モードが含まれる場合でも、その高次モードが低レベルなら通信に悪影響はない。
図1および図7Aに示すように、光L1は、第2送受信部3の第1コア128Aに入射され、受信部112の受光部137に入射される。受光部137に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
なお、受信部112の受光部137に入射される光L1に高次モードが含まれる場合でも、その高次モードが低レベルなら通信に悪影響はない。
光L1に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は、主に第2結合部144の領域内でその大部分が第1コア128Aから第3コア129Bに遷移し、次いで、主に第1結合部143の領域内で、大部分が第3コア129Bから第2コア129Aに遷移する。
第2コア129Aに遷移した高次モードの一部は、第1端部113a(始端129Aa)から空間に出射され、光源111で反射されて迷光となり、光通信システム10の部品内部で反射を繰り返し減衰する。第3コア129Bに遷移された高次モードの一部は、第1端部113a(始端129Ba)から空間に出射されて迷光となり、光通信システム10の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
第2コア129Aに遷移した高次モードの一部は、第1端部113a(始端129Aa)から空間に出射され、光源111で反射されて迷光となり、光通信システム10の部品内部で反射を繰り返し減衰する。第3コア129Bに遷移された高次モードの一部は、第1端部113a(始端129Ba)から空間に出射されて迷光となり、光通信システム10の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
次いで、第2送受信部3から第1送受信部1に向かう方向(以下、下り方向という)の通信について説明する。
図1および図7Aに示すように、第2送受信部3の光源111の発光部117から発せられた光L2は、始端129Aaから第2コア129Aに入射される。
第2コア129Aと第3コア129Bとは光結合が可能であるため、高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第2コア129Aを伝送される過程で第2コア129Aから第3コア129Bに遷移する。第2コア129Aに入射された光L2の基本モードの大部分は第2コア129Aに残り、消失する。
図1および図7Aに示すように、第2送受信部3の光源111の発光部117から発せられた光L2は、始端129Aaから第2コア129Aに入射される。
第2コア129Aと第3コア129Bとは光結合が可能であるため、高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第2コア129Aを伝送される過程で第2コア129Aから第3コア129Bに遷移する。第2コア129Aに入射された光L2の基本モードの大部分は第2コア129Aに残り、消失する。
第3コア129Bと第1コア128Aとは光結合が可能であるため、第3コア129Bの光L2の高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第3コア129Bを伝送される過程で第3コア129Bから第1コア128Aに遷移する。
高次モードを含む光L2は、第1コア128Aから出射されて光伝送路2の伝送路コア23に入射され、第1送受信部1に向かう。
高次モードを含む光L2は、第1コア128Aから出射されて光伝送路2の伝送路コア23に入射され、第1送受信部1に向かう。
図1および図3Aに示すように、光L2は、光伝送路2から第1送受信部1の第1コア28Aに入射される。
第1コア28Aと第3コア29Bとは光結合が可能であるため、第1コア28Aの高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第1コア28Aを伝送される過程(主に第2結合部44の領域内)で第3コア29Bに遷移する。
第3コア29Bと第2コア29Aとは光結合が可能であるため、第3コア29Bの光L2の高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第3コア29Bを伝送される過程(主に第1結合部43の領域内)で第2コア29Aに遷移する。
第2コア29Aの光L2は、終端29Abから、受信部12の受光部37に入射される。受光部37に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
なお、受信部12の受光部37に入射される光L2に基本モードが含まれる場合でも、その基本モードが低レベルなら通信に悪影響はない。
第1コア28Aと第3コア29Bとは光結合が可能であるため、第1コア28Aの高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第1コア28Aを伝送される過程(主に第2結合部44の領域内)で第3コア29Bに遷移する。
第3コア29Bと第2コア29Aとは光結合が可能であるため、第3コア29Bの光L2の高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第3コア29Bを伝送される過程(主に第1結合部43の領域内)で第2コア29Aに遷移する。
第2コア29Aの光L2は、終端29Abから、受信部12の受光部37に入射される。受光部37に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
なお、受信部12の受光部37に入射される光L2に基本モードが含まれる場合でも、その基本モードが低レベルなら通信に悪影響はない。
第1コア28Aに残った光L2の基本モードの一部は、第1端部13a(始端28Aa)から空間に出射されて迷光となり、光通信システム10の部品内部で反射を繰り返し減衰する。第3コア29Bに遷移された高次モードの一部は、第1端部13a(終端29Bb)から空間に出射されて迷光となり、光通信システム10の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
図1および図3Aに示す第1送受信部1は、基本モードを含む光L1が第1コア28Aに入射される第1導波領域26と、高次モードの少なくとも一部が第1コア28Aとの間で遷移可能な第2導波領域27とを備える。このため、第2送受信部3との間で、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
第1送受信部1は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べてフィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第1送受信部1は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べてフィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第1送受信部1および第2送受信部3では、方向性結合器13,113の第2コア29A,129Aが、それぞれ第1コア28A,128Aとの間で高次モードが遷移できるように配置されている。また、第1送受信部1は基本モードを含む光L1を発する光源11を備え、第2送受信部3は高次モードを含む光L2を発する光源111を備えている。そのため、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
また、第1送受信部1は、方向性結合器13が第2コア29Aおよび第3コア29Bを有する場合、光L1の高次モードの一部が第1コア28Aから第3コア29Bに遷移するため、第3コア29Bを有さない場合と比べ、第1コア28Aにおける光L1の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第2送受信部3は、方向性結合器113が第1コア128Aおよび第3コア129Bを有する場合、光L1の高次モードの一部が第1コア128Aから第3コア129Bに遷移するため、第3コア129Bを有さない場合と比べ、第1コア128Aにおける光L1の高次モードを一層低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第1送受信部1は、方向性結合器13が第2コア29Aおよび第3コア29Bを有する場合、光L1の高次モードの一部が第1コア28Aから第3コア29Bに遷移するため、第3コア29Bを有さない場合と比べ、第1コア28Aにおける光L1の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第2送受信部3は、方向性結合器113が第1コア128Aおよび第3コア129Bを有する場合、光L1の高次モードの一部が第1コア128Aから第3コア129Bに遷移するため、第3コア129Bを有さない場合と比べ、第1コア128Aにおける光L1の高次モードを一層低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
第1送受信部1は、方向性結合器13が第3コア29Bを有するため、光L2の高次モードは、第1コア28Aから第3コア29Bを経て第2コア29Aに遷移する。そのため、第1コア28Aと第2コア29Aとの距離を十分に確保できる。よって、光源11の発光部17と受信部12の受光部37との距離を大きくでき、設計上の制約を少なくできる。
図1および図7Aに示す第2送受信部3は、高次モードを含む光L2が第2コア129Aに入射される第2導波領域127と、高次モードの少なくとも一部が第2コア129Aとの間で遷移可能な第1導波領域126とを備える。このため、第1送受信部1と第2送受信部3との間で、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
第2送受信部3は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べてフィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第2送受信部3は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べてフィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第2送受信部3は、方向性結合器113が第3コア129Bを有するため、光L2の高次モードは、第2コア129Aから第3コア129Bを経て第1コア128Aに遷移する。そのため、第1コア128Aと第2コア129Aとの距離を十分に確保できる。よって、光源111の発光部117と受信部112の受光部137との距離を大きくでき、設計上の制約を少なくできる。
図1に示す光通信システム10は、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。光通信システム10は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
光通信システム10では、上り方向および下り方向において次数が異なる横モードを含む光を使用するため、上り方向および下り方向において同一の波長で双方向通信が可能である。そのため、前述の従来の光送受信装置に比べて一層の装置構造の簡略化が可能である。
光通信システム10では、上り方向および下り方向において次数が異なる横モードを含む光を使用するため、上り方向および下り方向において同一の波長で双方向通信が可能である。そのため、前述の従来の光送受信装置に比べて一層の装置構造の簡略化が可能である。
光通信システム10は、方向性結合器13,113が第3コア29B,129Bを有するため、上述のとおり、発光部17,117と受光部37,137との距離を大きくでき、設計上の制約を少なくできる。
<光送受信装置および光通信システム(第2実施形態)>
図13は、第2実施形態に係る光通信システム210の構成図である。なお、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図13は、第2実施形態に係る光通信システム210の構成図である。なお、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図13に示すように、光通信システム210は、第1送受信部201(光送受信装置)と、第1送受信部201に光結合された光伝送路2と、光伝送路2に光結合された第2送受信部203(光送受信装置)とを備えている。すなわち、光通信システム210は、一対の送受信部201,203と、これらを接続する光伝送路2とを備えている。
第1送受信部201は、第3コア29Bを備えない点で、第1実施形態の第1送受信部1と異なる。
第2コア29Aは、光結合が可能となる間隔をおいて第1コア28Aと並列して形成されている。第2コア29Aは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア28Aと光結合する。
第2コア29Aは、光結合が可能となる間隔をおいて第1コア28Aと並列して形成されている。第2コア29Aは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア28Aと光結合する。
第2送受信部203は、第3コア129Bを備えない点で、第1実施形態の第2送受信部3と異なる。
第2コア129Aは、光結合が可能となる間隔をおいて第1コア128Aと並列して形成されている。第2コア129Aは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア128Aと光結合する。
第2コア129Aは、光結合が可能となる間隔をおいて第1コア128Aと並列して形成されている。第2コア129Aは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第1コア128Aと光結合する。
次に、光通信システム210を用いた通信方法の一例を説明する。
まず、第1送受信部201から第2送受信部203に向かう方向(以下、上り方向という)の通信について説明する。
第1送受信部201の光源11から出射された光L1は発光部17から発せられ、第1コア28Aに入射される。光L1は、光伝送路2の伝送路コア23を通じて第2送受信部203に向かう。
光L1は、第2送受信部203の第1コア128Aに入射され、受信部112の受光部137に入射される。受光部137に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
まず、第1送受信部201から第2送受信部203に向かう方向(以下、上り方向という)の通信について説明する。
第1送受信部201の光源11から出射された光L1は発光部17から発せられ、第1コア28Aに入射される。光L1は、光伝送路2の伝送路コア23を通じて第2送受信部203に向かう。
光L1は、第2送受信部203の第1コア128Aに入射され、受信部112の受光部137に入射される。受光部137に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
光L1に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は第2コア129Aに遷移する。第2コア129Aに遷移した高次モードの一部は、第1端部113aから空間に出射されて迷光となり、光通信システム210の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
次いで、第2送受信部203から第1送受信部201に向かう方向(以下、下り方向という)の通信について説明する。
第2送受信部203の光源111から出射された光L2は発光部117から発せられ、第2コア129Aに入射される。
第2コア129Aと第1コア128Aとは光結合が可能であるため、高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は第1コア128Aに遷移する。第2コア129Aに入射された光L2の基本モードの大部分は第2コア129Aに残り、消失する。
第2送受信部203の光源111から出射された光L2は発光部117から発せられ、第2コア129Aに入射される。
第2コア129Aと第1コア128Aとは光結合が可能であるため、高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は第1コア128Aに遷移する。第2コア129Aに入射された光L2の基本モードの大部分は第2コア129Aに残り、消失する。
高次モードを含む光L2は、光伝送路2の伝送路コア23を通じて第1送受信部201に向かい、第1コア28Aに入射される。
第1コア28Aと第2コア29Aとは光結合が可能であるため、第1コア28Aの高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第2コア29Aに遷移する。
第2コア29Aの光L2は、受信部12の受光部37に入射される。受光部37に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
第1コア28Aと第2コア29Aとは光結合が可能であるため、第1コア28Aの高次モードの少なくとも一部(例えば、高次モードの大部分)は、第2コア29Aに遷移する。
第2コア29Aの光L2は、受信部12の受光部37に入射される。受光部37に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
第1コア28Aに残った光L2の基本モードの一部は、第1端部13aから空間に出射されて迷光となり、光通信システム210の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
第1送受信部201は、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能であり、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第2送受信部203は、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能であり、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
光通信システム210は、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。光通信システム210は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第2送受信部203は、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能であり、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
光通信システム210は、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。光通信システム210は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第1送受信部201は、第2コア29Aと第1コア28Aとの間で高次モードが遷移できるように配置されている。第2送受信部203は、第2コア129Aと第1コア128Aとの間で高次モードが遷移できるように配置されている。
そのため、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
また、第1送受信部201は、第2コア29Aを有するため、光L1の高次モードの一部が第1コア28Aから第2コア29Aに遷移することから、第1コア28Aにおける光L1の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第2送受信部203は、第2コア129Aを有するため、光L1の高次モードの一部が第1コア128Aから第3コア129Bに遷移することから、第1コア128Aにおける光L1の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
そのため、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
また、第1送受信部201は、第2コア29Aを有するため、光L1の高次モードの一部が第1コア28Aから第2コア29Aに遷移することから、第1コア28Aにおける光L1の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第2送受信部203は、第2コア129Aを有するため、光L1の高次モードの一部が第1コア128Aから第3コア129Bに遷移することから、第1コア128Aにおける光L1の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における構成は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
図1等に示す光通信システム10では、光源11としてVCSELを例示したが、光源11はVCSELに限らず、横モードが多モードで発振する端面発光レーザーなどでもよい。
図1等に示す光通信システム10では、光源11としてVCSELを例示したが、光源11はVCSELに限らず、横モードが多モードで発振する端面発光レーザーなどでもよい。
図1に示す第1実施形態に係る光通信システム10では、第3コアを用いることによって、第1コアと第2コアとの距離を確保しやすい構成としたが、光通信システムはこの構成に限らない。例えば、第1コアと第2コアとの間に複数のコアを設けることによって、さらに発光部と受光部との距離を大きくしてもよい。第1コアと第2コアとの間に配置されるコアの数は2以上の任意の数としてよい。
光通信システム10,210では、第1送受信部1の光源11が基本モード(第1モード)を含む光L1を発し、第2送受信部3の光源111が基本モードより次数が高い高次モード(第2モード)を含む光L2を発するが、光通信システムは、第1送受信部の光源が基本モードより次数が高い高次モードを含む光を発し、第2送受信部の光源が基本モードを含む光を発する構成であってもよい。この構成の光通信システムでは、第1モードは高次モードであり、第2モードは基本モードである。また、この構成の光通信システムでは、第2送受信部の光源から出射された基本モードの少なくとも一部が第1送受信部の受信部に入射され、第1送受信部の光源から出射された高次モードの少なくとも一部が第2送受信部の受信部に入射される。また、この構成の光通信システムでは、上述した構成(光源、受信部)が上述した機能が得られる様、第1コア、第2コア、第3コア等の各コア間において、光L1または光L2が遷移する様、第1コア、第2コア、第3コア等の各コアが設けられている。なお、上述した光通信システムの構成(光源、受信部、第1コア、第2コア、第3コア等)は、本発明の光送受信装置の構成においても同様に適用できる。
光通信システム10,210では、第1送受信部1の光源11が基本モード(第1モード)を含む光L1を発し、第2送受信部3の光源111が基本モードより次数が高い高次モード(第2モード)を含む光L2を発するが、光通信システムは、第1送受信部の光源が基本モードより次数が高い高次モードを含む光を発し、第2送受信部の光源が基本モードを含む光を発する構成であってもよい。この構成の光通信システムでは、第1モードは高次モードであり、第2モードは基本モードである。また、この構成の光通信システムでは、第2送受信部の光源から出射された基本モードの少なくとも一部が第1送受信部の受信部に入射され、第1送受信部の光源から出射された高次モードの少なくとも一部が第2送受信部の受信部に入射される。また、この構成の光通信システムでは、上述した構成(光源、受信部)が上述した機能が得られる様、第1コア、第2コア、第3コア等の各コア間において、光L1または光L2が遷移する様、第1コア、第2コア、第3コア等の各コアが設けられている。なお、上述した光通信システムの構成(光源、受信部、第1コア、第2コア、第3コア等)は、本発明の光送受信装置の構成においても同様に適用できる。
1,201…第1送受信部(光送受信装置)、2…光伝送路、3,203…第2送受信部(光送受信装置)、12,112…受信部、17,117…発光部、10,210…光通信システム、11,111…光源、13,113…方向性結合器、26,126…第1導波領域、27,127…第2導波領域、28A,128A…第1コア、29A,129A…第2コア、29B,129B…第3コア、37,137…受光部、L1…第1の光、L2…第2の光。
Claims (9)
- 少なくとも、空間モードもしくは横モードである第1モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、
前記方向性結合器は、少なくとも、第1コアを有する第1導波領域と、第2コアを有する第2導波領域とを備え、
前記第1導波領域は、前記方向性結合器の第1端部において前記発光部から出射された光が前記第1コアに入射されるように配置され、
前記第2導波領域は、前記第1モードとは次数が異なる第2モードの少なくとも一部が前記第1コアと前記第2導波領域との間で遷移可能に配置され、
前記受信部は、前記方向性結合器の第1端部において前記第2コアから出射された前記第2モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置。 - 前記第2導波領域は、前記第1コアの前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第1コアと光結合する第3コアを有し、
前記第3コアは、前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第2コアと光結合する、請求項1に記載の光送受信装置。 - 前記方向性結合器は、一端部が前記第1端部である第1結合部と、前記第1結合部の他端部に接続された第2結合部とを備え、
前記第1結合部は、前記第1コア、前記第2コアおよび前記第3コアを有し、
前記第2結合部は、前記第1コアおよび前記第3コアを有する、請求項2に記載の光送受信装置。 - 前記第1コアと前記第3コアとの中心間距離は、前記第3コアと前記第2コアとの中心間距離より大きい、請求項2又は請求項3に記載の光送受信装置。
- 少なくとも、空間モードもしくは横モードである第1モードとは次数が異なる第2モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、
前記方向性結合器は、少なくとも、第1コアを有する第1導波領域と、第2コアを有する第2導波領域とを備え、
前記第2導波領域は、前記方向性結合器の第1端部において前記発光部から出射された光が前記第2コアに入射されるように配置され、
前記第1導波領域は、前記第2モードの少なくとも一部が前記第2コアと前記第1導波領域との間で遷移可能に配置され、
前記受信部は、前記方向性結合器の第1端部において前記第1コアから出射された前記第1モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置。 - 前記第2導波領域は、前記第2コアの前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第2コアと光結合する第3コアを有し、
前記第3コアは、前記第2モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第1コアと光結合する、請求項5に記載の光送受信装置。 - 前記方向性結合器は、一端部が前記第1端部である第1結合部と、前記第1結合部の他端部に接続された第2結合部とを備え、
前記第1結合部は、前記第1コア、前記第2コアおよび前記第3コアを有し、
前記第2結合部は、前記第1コアおよび前記第3コアを有する、請求項6に記載の光送受信装置。 - 前記第1コアと前記第3コアとの中心間距離は、前記第3コアと前記第2コアとの中心間距離より大きい、請求項6又は請求項7に記載の光送受信装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光送受信装置である第1光送受信装置と、請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の光送受信装置である第2光送受信装置と、前記第1光送受信装置と前記第2光送受信装置とを接続する光伝送路と、を備えている、光通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019507411A JPWO2018173507A1 (ja) | 2017-03-23 | 2018-02-02 | 光送受信装置および光通信システム |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017057327 | 2017-03-23 | ||
JP2017-057327 | 2017-03-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018173507A1 true WO2018173507A1 (ja) | 2018-09-27 |
Family
ID=63585956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/003529 WO2018173507A1 (ja) | 2017-03-23 | 2018-02-02 | 光送受信装置および光通信システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2018173507A1 (ja) |
WO (1) | WO2018173507A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02291511A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-12-03 | Alcatel Nv | 単向二路伝送又は同時送受伝送のための光学情報伝送システム |
JPH08288911A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信装置およびその方法 |
EP2372420A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-05 | Alcatel-Lucent Deutschland AG | Optical mode splitter for MIMO transmission over multimode fiber |
JP2014526815A (ja) * | 2011-06-30 | 2014-10-06 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | マルチモード伝送システムにおいてモードの群遅延を低減する方法 |
WO2015129775A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社フジクラ | マルチコアファイバ |
-
2018
- 2018-02-02 JP JP2019507411A patent/JPWO2018173507A1/ja active Pending
- 2018-02-02 WO PCT/JP2018/003529 patent/WO2018173507A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02291511A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-12-03 | Alcatel Nv | 単向二路伝送又は同時送受伝送のための光学情報伝送システム |
JPH08288911A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信装置およびその方法 |
EP2372420A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-05 | Alcatel-Lucent Deutschland AG | Optical mode splitter for MIMO transmission over multimode fiber |
JP2014526815A (ja) * | 2011-06-30 | 2014-10-06 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | マルチモード伝送システムにおいてモードの群遅延を低減する方法 |
WO2015129775A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社フジクラ | マルチコアファイバ |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GASULLA, I. ET AL.: "Performance of Direct-Detection Mode-Group-Division Multiplexing Using Fused Fiber Couplers", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, vol. 33, no. 9, 1 May 2015 (2015-05-01), pages 1748 - 1760, XP011576009, DOI: doi:10.1109/JLT.2015.2392255 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2018173507A1 (ja) | 2019-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10732353B2 (en) | Wavelength multiplexing optical module, wavelength demultiplexing optical module, and optical module | |
US9419717B2 (en) | Replaceable transmitting module and optical transceiver having the same | |
US8625989B2 (en) | Multi-laser transmitter optical subassemblies for optoelectronic modules | |
US20190033542A1 (en) | Optical transceiver | |
US7136551B2 (en) | Optical printed circuit board and optical interconnection block using optical fiber bundle | |
US9020001B2 (en) | Tunable laser using III-V gain materials | |
US10044445B2 (en) | Techniques for reducing electrical interconnection losses between a transmitter optical subassembly (TOSA) and associated driver circuitry and an optical transceiver system using the same | |
US8916812B2 (en) | Optical module | |
JPH1168705A (ja) | 双方向wdm光送受信モジュール | |
CN107238899B (zh) | 光模块及光模块的调心方法 | |
US7309169B2 (en) | Single-channel communication device for optical fibre | |
KR20050079198A (ko) | 양방향 광송수신기 | |
JP2016503516A (ja) | マイクロ発光ダイオードを使用する高速短距離光通信のための方法および装置 | |
US9383528B2 (en) | Light-receiving module | |
CN112817098A (zh) | 一种光模块 | |
US20200251879A1 (en) | Transmitter optical subassembly arrangement with vertically-mounted monitor photodiodes | |
WO2018173507A1 (ja) | 光送受信装置および光通信システム | |
WO2021241247A1 (ja) | 光トランシーバ | |
JP2006010891A (ja) | 光結合装置及びその実装構造 | |
JP2017073669A (ja) | アクティブ光ケーブル | |
Liu et al. | High assembly tolerance and cost-effective 100-Gb/s TOSA with silica-PLC AWG multiplexer | |
JP2007052281A (ja) | 光通信モジュール及び光通信ネットワーク | |
WO2018074289A1 (ja) | 光送受信装置および光通信システム | |
WO2018074301A1 (ja) | 光送信装置および光通信システム | |
JPH05333248A (ja) | 波長分割多重方式送受信モジュール及びそれを用いた光伝送装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18770959 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2019507411 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18770959 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |