集積光ユニタリ変換器を利用した次世代大容量光通信システムの創出

使用集成光一体转换器创建下一代大容量光通信系统

• 批准号: 20J21861
• 负责人: 田之村 亮汰
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21861/
• 关键词: 光ユニタリ変換器; シリコンフォトニクス; 空間モード多重通信; 光通信; 光計算; 集積フォトニクス

本研究では，コンパクトかつ低消費電力な光集積回路を用いた光Multi-InputMulti-Output(MIMO)技術の確立と次世代大容量光通信システムの創出を目指す．今年度は昨年度目標としていた通信用偏波多重分離器を集積した光素子の実証へ取り組む．ファイバー内では直交した偏波モードを用いて，情報の多重化を行う．また本研究の最終目標としている大容量伝送実験に向けてファイバアレイを用いて素子へ多重化信号を実際に入射し，多モードファイバー内で不可避的に発生する信号クロストークを提案素子を用いて補償することで，全光MIMO処理の実証を目指した．結果，無事300Gビット毎秒の信号伝送に成功した．昨年度までに作成した偏波多重化・分離機構を兼ね備えた光ユニタリ変換器によるモード分解処理による光MIMO伝送系の構築を行った．伝送系の構築・信号の作成・モード分解処理の実証の順に行った．偏波多重器などの光学素子を購入し系を構築した．特に，多モードファイバとシングルモードファイバーを結合するフォトニックランターンと呼ばれる特殊光学素子を購入し，偏波多重IQ変調信号を作成する系を作る．次にこの系を用いてQPSK(４値位相変調)信号の作成を行った．結果，25GHzのQPSK信号を生成した．本信号を用いて６モード多重を行い，光ユニタリ変換器によるモード分離に成功した．本成果は光通信に関する国際会議にて口頭発表を行い，学生優秀賞を受賞した．

在这项研究中，我们的目标是使用紧凑且低功耗的光集成电路建立光多输入多输出（MIMO）技术，并创建下一代高容量光通信系统。今年，我们将致力于展示一种集成用于通信的偏振解复用器的光学器件，这是我们去年的目标。在光纤中，信息使用正交偏振模式进行复用。此外，为了进行大容量传输实验，这是本研究的最终目标，我们将使用光纤阵列将复用信号实际注入到设备中，并使用所提出的设备来消除在传输过程中不可避免地发生的信号串扰。通过执行补偿，我们旨在演示全光 MIMO 处理。结果，我们成功地以 300 Gbit/s 的速率传输信号。我们使用去年开发的配备偏振复用/解复用机构的光一体转换器，构建了采用模式分解处理的光MIMO传输系统。我们按顺序构建了传输系统、创建了信号并演示了模式分解处理。我们购买了偏振复用器等光学元件并构建了系统。特别是，我们购买了一种称为光子灯笼的特殊光学元件，它耦合多模光纤和单模光纤，并创建了一个系统来创建偏振复用 IQ 调制信号。接下来，我们使用该系统创建了 QPSK（四进制相位键控）信号。结果，生成了25GHz QPSK信号。利用该信号，我们进行了 6 模复用，并使用光学一体转换器成功实现了模式分离。该成果在国际光通信会议上口头报告，并荣获学生优秀奖。

项目成果

Fabrication-Tolerant Half-Ridge InP/InGaAsP Polarization Rotator With Etching-Stop Layer

具有蚀刻停止层的可制造半脊 InP/InGaAsP 偏振旋转器

• DOI: 10.1109/lpt.2020.2991450
• 发表时间: 2020
• 期刊: IEEE Photonics Technology Letters
• 影响因子: 2.6
• 作者: Elfiqi Abdulaziz E.;Kobayashi Ryoma;Tanomura Ryota;Tanemura Takuo;Nakano Yoshiaki
• 通讯作者: Nakano Yoshiaki

Robustness analysis of generalized optical unitary converter

广义光学酉转换器的鲁棒性分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryota Tanomura;Rui Tang;Takuo Tanemura;and Yoshiaki Nakano
• 通讯作者: and Yoshiaki Nakano

Integrated optical unitary converter based on nonuniform multimode interference coupler

基于非均匀多模干涉耦合器的集成光一体转换器

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryota Tanomura;Rui Tang;Takuo Tanemura;Yoshiaki Nakano
• 通讯作者: Yoshiaki Nakano

Integrated dual-polarization coherent receiver without a polarization splitter-rotator

无需偏振分离器-旋转器的集成双偏振相干接收器

• DOI: 10.1364/oe.413310
• 发表时间: 2021
• 期刊: Optics Express
• 影响因子: 3.8
• 作者: Soma Go;Ishimura Shota;Tanomura Ryota;Fukui Taichiro;Ito Maiko;Nakano Yoshiaki;Tanemura Takuo
• 通讯作者: Tanemura Takuo

Robust InP/InGaAsP Polarization Rotator Based on Mode Evolution

基于模式演化的鲁棒 InP/InGaAsP 偏振旋转器

• DOI: 10.1109/lpt.2022.3141518
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Photonics Technology Letters
• 影响因子: 2.6
• 作者: Elfiqi Abdulaziz E.;Tanomura Ryota;Yu Dawei;Yanwachirakul Warakorn;Shao Haifeng;Suzuki Yuto;Tanemura Takuo;Nakano Yoshiaki
• 通讯作者: Nakano Yoshiaki