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．

这项研究旨在使用紧凑的低功耗光学集成电路来建立光学多输入多输出（MIMO）技术，并创建下一代高容量的光学通信系统。今年，我们将努力展示将两极分化多路复用器集成到通信的光学元素，这是我们去年的目标。使用正交极化模式在纤维中多路复用。此外，为了准备大容量传输实验（这是这项研究的最终目标），我们旨在通过使用纤维阵列实际入射的多路复用信号在元素上进行全光模拟物处理，并使用提出的拟议元素在多模型纤维中不可避免地会产生信号串扰。结果，我们在300Gbit上成功成功地传输了每秒信号。使用模式分解处理，使用光学统一转换器结合了极化多路复用和分离机制，使用模式分解处理构建了光学MIMO传输系统。该过程是按照传输系统的构建顺序进行的，创建信号并演示模式分解处理。我们购买了光学元素，例如偏振器并构建了系统。特别是，我们购买了一种称为光子灯笼的特殊光学元素，该元素将多模纤维与单模纤维结合在一起，并创建了一个创建偏光多路复用IQ调制信号的系统。接下来，该系统用于创建QPSK（四级相位调制）信号。结果，生成了25GHz QPSK信号。使用此信号，进行了六种模式多路复用，使用光学统一转换器成功进行了模式分离。该结果是在国际光学通信会议上口头介绍，并获得了卓越学生奖。

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

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

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

10ポート光集積ユニタリ変換器の実証

10端口光集成一体化转换器演示

• 发表时间: 2021
• 作者: 唐睿;田之村亮汰;種村拓夫;中野義昭
• 通讯作者: 中野義昭

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