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JP6457966B2 - Optical transmission system - Google Patents

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JP6457966B2 JP2016060703A JP2016060703A JP6457966B2 JP 6457966 B2 JP6457966 B2 JP 6457966B2 JP 2016060703 A JP2016060703 A JP 2016060703A JP 2016060703 A JP2016060703 A JP 2016060703A JP 6457966 B2 JP6457966 B2 JP 6457966B2
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隼志 阪本
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Description

本発明は、光伝送システムに関する。   The present invention relates to an optical transmission system.

従来、光加入者伝送システムは、光ファイバおよび局舎内の装置の利用効率を高めるため、双方向の時分割多重により、1つのファイバに複数の加入者を収容するシステムが一般的である。1つのファイバに複数の加入者の信号を合流させるため、または1つのファイバから複数の加入者へ信号を分けるために、光信号を分岐させる光スプリッタが用いられている。光スプリッタとしてはシングルモード導波路回路が用いられる。シングルモード導波路回路である光スプリッタを、信号を合流させるように機能させる(信号を分岐する方向と逆の方向で信号を合流させるように機能させる)場合には、合流させた信号の強度が分岐数分の1に減少してしまうという課題があった。   Conventionally, an optical subscriber transmission system is generally a system in which a plurality of subscribers are accommodated in one fiber by bidirectional time division multiplexing in order to increase the utilization efficiency of the optical fiber and the equipment in the office building. An optical splitter that splits an optical signal is used to join signals of a plurality of subscribers to one fiber or to divide signals from one fiber to a plurality of subscribers. A single mode waveguide circuit is used as the optical splitter. When the optical splitter, which is a single mode waveguide circuit, is made to function so as to merge signals (functions to merge signals in the direction opposite to the signal branching direction), the strength of the merged signal is There was a problem that the number of branches would be reduced to one.

これに対して、マルチモードの合波回路とマルチモード状態を受光できる受信器とを用いることで、信号を合流させる際の分岐損失を低減することが提案されている。(非特許文献1)   On the other hand, it has been proposed to reduce a branch loss when signals are merged by using a multimode multiplexing circuit and a receiver capable of receiving a multimode state. (Non-Patent Document 1)

Fujiwara et al. "High-Splitting-Ratio PON Systems Using a PLC-Based Funnel-Shaped Waveguide With Dual-Mode Fiber [Invited]," VOL. 7, NO. 1, IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking, JANUARY 2015Fujiwara et al. "High-Splitting-Ratio PON Systems Using a PLC-Based Funnel-Shaped Waveguide With Dual-Mode Fiber [Invited]," VOL. 7, NO. 1, IEEE / OSA Journal of Optical Communications and Networking, JANUARY 2015

しかしながら、マルチモード状態は一般のシングルモードファイバやシングルモードの光導波路回路に用いられる光導波路構造の導波路コアの屈折率とクラッドの屈折率とのコントラスト(比屈折率差)では、安定して導波させることが困難であり、モード間の遅延差により信号波形が劣化するため、入射ポートに依存し特性がばらつくという課題があった。   However, the multimode state is stable in the contrast (relative refractive index difference) between the refractive index of the waveguide core and the refractive index of the clad of the optical waveguide structure used in a general single mode fiber or a single mode optical waveguide circuit. Since it is difficult to guide and the signal waveform deteriorates due to the delay difference between modes, there is a problem that the characteristics vary depending on the incident port.

図6は、非特許文献1に開示された技術を適用した場合の光伝送システムの構成例を示す図である。各光加入者側送受信装置(光回線終端装置(ONU:Optical Network Unit))102から送信された1.3μm帯の信号は、シングルモードファイバの光伝送路を介して、局側送受信装置(光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal))600へ入力され、受信機126で受信される。ONU102とOLT600の間の光伝送路には、N×1スプリッタ104(例えば、N=8,16等)が設けられている。OLT600には複数(M本)のシングルモードファイバの光伝送路が接続される。複数のシングルモードファイバの光伝送路を伝搬した信号は、M×1マルチモード合流回路630により1つのマルチモードファイバの光伝送路に合流されて受信機126により受信される。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system when the technique disclosed in Non-Patent Document 1 is applied. A signal in the 1.3 μm band transmitted from each optical subscriber-side transceiver (optical network unit (ONU)) 102 is transmitted via a single-mode fiber optical transmission line to the station-side transceiver (optical The signal is input to an optical line terminal (OLT) 600 and received by the receiver 126. An N × 1 splitter 104 (for example, N = 8, 16, etc.) is provided in the optical transmission path between the ONU 102 and the OLT 600. A plurality (M) of single-mode fiber optical transmission lines are connected to the OLT 600. The signals propagated through the optical transmission lines of the plurality of single mode fibers are joined to the optical transmission line of one multimode fiber by the M × 1 multimode joining circuit 630 and received by the receiver 126.

一方、OLT600の送信機122から送信された1.5μm帯の信号は、増幅器124により増幅され、M×1マルチモード合流回路630にマルチモードファイバの光伝送路を介して入力され分岐された後、シングルモードファイバの光伝送路を介してONU102へ入力される。M×1マルチモード合流回路630と受信機126および送信機122との間のマルチモード光伝送路には、1.3μm帯と1.5μm帯とを選択的に反射/透過する波長選択ミラー128が備えられている。   On the other hand, the 1.5 μm band signal transmitted from the transmitter 122 of the OLT 600 is amplified by the amplifier 124, input to the M × 1 multimode merging circuit 630 through the optical transmission line of the multimode fiber, and then branched. The signal is input to the ONU 102 through an optical transmission line of a single mode fiber. In the multimode optical transmission line between the M × 1 multimode junction circuit 630 and the receiver 126 and the transmitter 122, the wavelength selection mirror 128 that selectively reflects / transmits the 1.3 μm band and the 1.5 μm band. Is provided.

図7(a)は、M×1マルチモード合流回路630を示す図である。図7(a)にあるように、M×1マルチモード合流回路630は、スラブ導波路の集光角をマルチモード光ファイバの開口数に対応する入射臨界角度以内とすることによって、シングルモードの入力のマルチモードファイバへの合流、マルチモードでの受信器までの伝搬、およびマルチモードの状態で受光器126への結合を実現して、損失を低減させるものである。しかしながら、一般にはスラブ導波路の入力ポート位置に依存して出射部分に複数モードが不均等に発生させる(図2(b)、図3(b)参照)。その結果、図7(b)に示すように合流回路の出射部分に接続されたマルチモードファイバのマルチモード内に閉じ込めが困難な高次モードを多く発生させる伝送システムとなる。光ファイバや石英系平面光波回路のような低い比屈折率差で光回路を作製した場合、高次モードが導波路で制御できなくなり、光デバイスの集積化が困難となってしまったり、モードに依存した損失により信号強度のばらつきが発生したり、モード成分間での遅延差により光信号波形が歪みにバラつきが発生するという課題があった。   FIG. 7A is a diagram showing the M × 1 multimode junction circuit 630. As shown in FIG. 7 (a), the M × 1 multimode converging circuit 630 has a single mode mode by setting the converging angle of the slab waveguide within an incident critical angle corresponding to the numerical aperture of the multimode optical fiber. Loss is reduced by merging the input into the multimode fiber, propagating to the receiver in multimode, and coupling to the receiver 126 in the multimode state. However, in general, a plurality of modes are generated unevenly at the exit portion depending on the input port position of the slab waveguide (see FIGS. 2B and 3B). As a result, as shown in FIG. 7B, a transmission system that generates many higher-order modes that are difficult to confine in the multimode of the multimode fiber connected to the exit portion of the junction circuit is obtained. When an optical circuit is manufactured with a low relative refractive index difference, such as an optical fiber or a quartz-based planar lightwave circuit, higher-order modes cannot be controlled by the waveguide, making it difficult to integrate optical devices, There has been a problem that variations in signal intensity occur due to the dependent loss, and variations in the distortion of the optical signal waveform occur due to a delay difference between the mode components.

図8は、上記の課題を明らかにする例として実際にマルチモード導波路における高次モードの損失の様子を示す図である。図8(a)は、光の伝搬の様子を数値計算により求めたものであり、幅80μm長さ1600μmの領域を縦方向に下から上への伝搬する光の様子を表している。領域のアスペクト比は実際のマルチモード導波路よりも幅方向が広くなっている。図8(a)の一番左は屈折率分布を表している。マルチモード導波路は石英系ガラスで比屈折率差が2%の導波路である。導波路幅は15μm、曲率半径2500μmで40μm程度右側に膨らんでもとに戻る単純な光回路となっている。曲率半径2500μmという値は通常の比屈折率差2%の石英系シングルモード導波路の場合の曲率半径1000μmと比較すると十分大きな曲率半径であり、それほど大きくない曲げ損失を期待できるが、この数値計算では高次のモード(モード5やモード4)の場合、光導波路を曲げ始めたところで光が漏れており、大きな損失が発生していることが分かる。図8(b)に示すように、各モードともモード間の変換が発生しているが、導波路内にとどまったパワー(透過率)は、モード0から3の場合に90%以上、モード4の場合に40%、モード5の場合に30%程度となっており高次モードが不安定であることが分かる。一般的には伝搬中の干渉のため必ずしもモードの次数に完全に対応した損失とはならないが、高次モードの方が不安定であり、このようなわずかな曲げに抑えた場合も高次モードでは損失が見られることを示しており光回路中の光信号の取り回しを注意する必要がある。   FIG. 8 is a diagram showing the state of higher-order mode loss in a multimode waveguide as an example of clarifying the above problem. FIG. 8A shows the state of light propagating from the bottom to the top in a vertical direction in a region having a width of 80 μm and a length of 1600 μm, which is obtained by numerical calculation. The aspect ratio of the region is wider in the width direction than in an actual multimode waveguide. The leftmost part of FIG. 8A represents the refractive index distribution. The multimode waveguide is a waveguide made of silica glass and having a relative refractive index difference of 2%. The waveguide width is 15 μm, the radius of curvature is 2500 μm, and it is a simple optical circuit that swells to the right by about 40 μm and returns. The radius of curvature of 2500 μm is a sufficiently large radius of curvature compared to the ordinary radius of curvature of 1000 μm in the case of a silica-based single mode waveguide with a relative refractive index difference of 2%. Then, in the case of the higher order mode (mode 5 or mode 4), it can be seen that light leaks when the optical waveguide starts to be bent and a large loss occurs. As shown in FIG. 8 (b), conversion between modes occurs in each mode, but the power (transmittance) remaining in the waveguide is 90% or more in modes 0 to 3, mode 4 It is understood that the higher-order mode is unstable because it is 40% in the case of (3) and about 30% in the case of mode 5. In general, the loss does not necessarily correspond to the order of the mode due to interference during propagation, but the higher order mode is more unstable, and even when suppressed to such slight bending, the higher order mode Shows that there is a loss, and it is necessary to pay attention to the handling of the optical signal in the optical circuit.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数のシングルモード入力またはマルチモード入力の光信号をマルチモード導波路に合波する際に低次モードのみを発生させ、安定した光の伝搬を実現し、モード間の遅延差の影響を抑制する光伝送システムの構成を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide only a low-order mode when optical signals of a plurality of single mode inputs or multimode inputs are multiplexed into a multimode waveguide. To provide a configuration of an optical transmission system that realizes stable light propagation and suppresses the influence of delay difference between modes.

このような目的を達成するために、一実施形態の光伝送システムは、M本の第1の伝送路と、K本の第2の伝送路と、M本の第1の伝送路およびK本の第2の伝送路に接続された合流回路とを備え、第1の伝送路を伝搬した光信号を第2の伝送路に合流して伝送する光伝送システムである。M本のうちのm番目(0≦m≦M−1)の第1の伝送路のモードの次数がNm(0≦Nm)である。K本のうちのk番目(0≦k≦K−1)の第2の伝送路のモードの次数がLk(1≦Lk)である。 In order to achieve such an object, an optical transmission system according to an embodiment includes an M first transmission line, a K second transmission line, an M first transmission line, and a K transmission line. And a converging circuit connected to the second transmission path, and an optical signal propagated through the first transmission path is joined to the second transmission path and transmitted. The order of the mode of the m-th (0 ≦ m ≦ M−1) first transmission path out of M is N m (0 ≦ N m ). The order of the mode of the k-th (0 ≦ k ≦ K−1) second transmission path out of K is L k (1 ≦ L k ).

M本うちのm番目の第1伝送路で光信号の伝送に用いるモードの数をNm+1とし、M本の第1伝送路光信号の伝送に用いるモードの数の総和を The number of modes used for transmission of the optical signal in the mth first transmission line out of M is N m +1, and the total number of modes used for transmission of the M first transmission line optical signals is

Figure 0006457966
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とし、K本のうちのk番目の第2の伝送路におけるl次(エル次、0≦l≦Lk−1)のモードを And the l-th order (el-th order, 0 ≦ l ≦ L k −1) mode in the k-th second transmission path among K lines.

Figure 0006457966
Figure 0006457966

とし、M本のうちのm番目の第1の伝送路のn次モード(0≦n≦Nm−1)のうちのn+1番目から前記K本のうちのk番目の第2の伝送路のl次モードへ変換したモードのうちのl+1番目のモードの振幅を複素数で表現した係数を Of the nth order mode (0 ≦ n ≦ N m −1) of the mth first transmission line out of M and the kth second transmission line out of the Kth transmission line. A coefficient expressing the amplitude of the l + 1st mode among the modes converted to the l-order mode as a complex number

Figure 0006457966
Figure 0006457966

としたとき、上記合流回路は、M本のうちのm番目の第1の伝送路からのn番目のモードをK本のうちのk番目の第2の伝送路にマルチモードで合流させる際に、当該K本のうちのk番目の第2の伝送路に、Jk個のフィールドを重ね合わせたフィールド状態 When the merging circuit merges the n-th mode from the m-th first transmission path out of the M to the k-th second transmission path among the K multiplex mode, , Field state in which J k fields are superimposed on the k-th second transmission path of the K lines

Figure 0006457966
Figure 0006457966

を出力するよう屈折率分布が構成されている。ここで、上記係数は、すべてのlに対し均等となるように The refractive index distribution is configured to output. Where the coefficients are equal for all l

Figure 0006457966
Figure 0006457966

を満たし、また、ベクトル空間と考えた場合に互いに直交し、 And orthogonal to each other when considered as a vector space,

Figure 0006457966
Figure 0006457966

を満たす、ことを特徴とする。 It is characterized by satisfying.

以上説明したように、本発明によれば、複数のシングルモード入力またはマルチモード入力の光信号をマルチモード導波路に合波する際に、0次モードから伝送チャンネル数に対応する次数のモードまでの低次モードのみを発生させ、安定した光の伝搬を実現し、モード間の遅延差の影響を抑制する光伝送システムの構成を提供することが可能となる。一般に、高次のモードほど伝搬の安定性が悪い。本発明では不要な高次のモードが発生しないので、安定した光の伝搬を実現できる。また、一般に、モード数が多くなるとモード間の遅延差がその分多くなる。本発明では不要な高次のモードが発生しないので、モード間の遅延差の抑制も期待できる。   As described above, according to the present invention, when a plurality of single-mode input or multi-mode input optical signals are multiplexed into a multi-mode waveguide, from the 0th-order mode to the mode of the order corresponding to the number of transmission channels. It is possible to provide a configuration of an optical transmission system that generates only the low-order mode, realizes stable light propagation, and suppresses the influence of the delay difference between the modes. In general, the higher the mode, the worse the propagation stability. In the present invention, unnecessary high-order modes do not occur, so that stable light propagation can be realized. In general, as the number of modes increases, the delay difference between the modes increases accordingly. Since unnecessary high-order modes do not occur in the present invention, it is possible to expect a delay difference between the modes.

本発明の一実施形態にかかる光伝送システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical transmission system concerning one Embodiment of this invention. (a)は本発明の一実施形態を構成するマルチモード合流回路を示す図であり、(b)および(c)は従来のマルチモード合流回路を示す図である。(A) is a figure which shows the multimode merge circuit which comprises one Embodiment of this invention, (b) and (c) are figures which show the conventional multimode merge circuit. (a)は図2(a)のマルチモード合流回路の出力における各モードの励振割合(分配状態)を示す図であり、(b)は図2(b)のマルチモード合流回路の出力における各モードの励振割合(分配状態)を示す図であり、(c)は図2(c)のマルチモード合流回路の出力における各モードの励振割合(分配状態)を示す図であり、(d)は図2(a)〜(c)のマルチモード合流回路の透過率を示す図である。(A) is a figure which shows the excitation ratio (distribution state) of each mode in the output of the multimode merge circuit of FIG. 2 (a), (b) is each figure in the output of the multimode merge circuit of FIG.2 (b). It is a figure which shows the excitation ratio (distribution state) of a mode, (c) is a figure which shows the excitation ratio (distribution state) of each mode in the output of the multimode confluence circuit of FIG.2 (c), (d) is a figure. It is a figure which shows the transmittance | permeability of the multimode junction circuit of Fig.2 (a)-(c). 本発明の一実施形態を構成するマルチモード合流回路の機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the multimode confluence | merging circuit which comprises one Embodiment of this invention. (a)は本発明の別の実施形態の光加入者伝送システムを説明するための図であり、(b)は実施例を示す図である。(A) is a figure for demonstrating the optical subscriber transmission system of another embodiment of this invention, (b) is a figure which shows an Example. 従来技術を適用した場合の光伝送システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical transmission system at the time of applying a prior art. (a)は従来のM×1マルチモード合流回路を示す図であり、(b)は(a)のM×1マルチモード合流回路の出力における特性のばらつきを示す図である。(A) is a figure which shows the conventional Mx1 multimode merge circuit, (b) is a figure which shows the dispersion | variation in the characteristic in the output of the Mx1 multimode merge circuit of (a). (a)はマルチモード導波路における高次モードの損失の様子を示す図であり、(b)は各モードの透過率を示す図である。(A) is a figure which shows the mode of the loss of the higher mode in a multimode waveguide, (b) is a figure which shows the transmittance | permeability of each mode.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の説明では具体的な値を例示が、本発明はこれに限定されるものではなく、一般性を失うことなく他の値でも実施できる。図面中の同一または類似の符号は同一または類似の要素を示し、繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, specific values are exemplified, but the present invention is not limited to this, and other values can be implemented without losing generality. The same or similar reference numerals in the drawings indicate the same or similar elements, and repeated description is omitted.

図1は、本発明の一実施形態にかかる光伝送システムを示す構成図である。図6の光伝送システムと同様に、複数のファイバの光伝送路を伝搬した信号は、OLT120のM×1マルチモード合流回路130により1つのマルチモードファイバの光伝送路に合流されて受信機126により受信される。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical transmission system according to an embodiment of the present invention. Similar to the optical transmission system of FIG. 6, signals propagated through the optical transmission lines of a plurality of fibers are merged into an optical transmission line of one multimode fiber by the M × 1 multimode merging circuit 130 of the OLT 120 and received by the receiver 126. Received by.

本発明の実施形態の光伝送システムは、複数のシングルモード入力またはマルチモード入力の光信号をマルチモード導波路に合波する際に、0次モードから伝送チャンネル数に対応する次数のモードまでの低次モードのみが出力導波路に発生する。   The optical transmission system according to the embodiment of the present invention, when multiplexing a plurality of single-mode input or multi-mode input optical signals to a multi-mode waveguide, extends from the zero-order mode to the mode of the order corresponding to the number of transmission channels. Only low order modes occur in the output waveguide.

図2(a)は、M×1マルチモード合流回路130の一例である4×1マルチモード合流回路を示す図である。出力導波路は次数が6(モード0からモード5)であるマルチモードである。4つの入力導波路はすべてシングルモードで、1つの入力導波路が1つの伝送チャンネルを伝送するので、伝送チャンネル数は4である。各送チャンネルは、図2(a)の4×1マルチモード合流回路へ入力され出力導波路の6つのモード(モード0からモード5)のうちの0次モードから伝送チャンネル数(4)に対応する次数(4次)のモードまでの低次モード(モード0〜3)のみを出力導波路に励振(分配)される。ここでは、入力導波路はすべてシングルモードとしたが、後述するように入力導波路はマルチモードでもよい。なお、図2(a)の4×1マルチモード合流回路の構成(屈折率分布のパターン)は、コアの幅(光の伝搬方向に垂直方向の長さ)が非周期的に連続的に変動する(コアとクラッドの境界が滑らかな直線または曲線でない)ものであり、以下に説明するように特徴づけられる。   FIG. 2A is a diagram illustrating a 4 × 1 multimode merge circuit which is an example of the M × 1 multimode merge circuit 130. The output waveguide is a multimode whose order is 6 (mode 0 to mode 5). All four input waveguides are single mode, and one input waveguide transmits one transmission channel, so the number of transmission channels is four. Each transmission channel is input to the 4 × 1 multimode merging circuit in FIG. 2A and corresponds to the number of transmission channels (4) from the 0th-order mode among the six modes (mode 0 to mode 5) of the output waveguide. Only the lower order modes (modes 0 to 3) up to the order (fourth order) mode are excited (distributed) in the output waveguide. Here, the input waveguides are all single mode, but the input waveguides may be multimode as described later. In the configuration of the 4 × 1 multimode merging circuit in FIG. 2A (refractive index distribution pattern), the width of the core (the length in the direction perpendicular to the light propagation direction) varies aperiodically continuously. (The boundary between the core and cladding is not a smooth straight line or curve) and is characterized as described below.

図3(a)は、図2(a)の4×1マルチモード合流回路の出力の各モードの励振割合(分布状態)を示す図である。図2(a)の4×1マルチモード合流回路は、図3(a)に示すように0次モードから伝送チャンネル数(4)に対応する次数(4次)のモードまでの低次モード(モード0〜3)のみ出力導波路に発生する。   FIG. 3A is a diagram showing the excitation ratio (distributed state) of each mode of the output of the 4 × 1 multimode merging circuit of FIG. As shown in FIG. 3A, the 4 × 1 multimode merging circuit shown in FIG. 2A has a low-order mode (order 4) corresponding to the number of transmission channels (4) (order 4). Only modes 0 to 3) occur in the output waveguide.

図4を参照して本発明の一実施形態の光伝送システムを構成するM×Kマルチモード合流回路を説明する。光伝送において光回路の伝搬モードまたはその合成状態を論理上の伝送チャンネルとみなせる。光回路の伝搬モードで構成される光のフィールドに関して、フィールドの重なり積分により内積を規定すると、直交しているかどうかで、伝送チャンネル間が独立したものであるかそうでないかがわかる。そこで、光回路における各伝搬モードをもとに、伝送チャンネルの構成(屈折率分布)を以下の通り特徴づけそのような伝送チャンネルの構成が上記課題を解決する構成であることを示す。   With reference to FIG. 4, an M × K multimode junction circuit constituting the optical transmission system of one embodiment of the present invention will be described. In optical transmission, the propagation mode of an optical circuit or its combined state can be regarded as a logical transmission channel. When the inner product is defined by the field overlap integral with respect to the optical field constituted by the propagation mode of the optical circuit, it can be determined whether the transmission channels are independent or not depending on whether they are orthogonal. Therefore, based on each propagation mode in the optical circuit, the configuration of the transmission channel (refractive index distribution) is characterized as follows, and the configuration of such a transmission channel is a configuration that solves the above problems.

まず、考慮する系としては、M本(2≦M)の入力導波路を有し、M本のうちのm番目(0≦m≦M−1)の入力導波路は、Nm次(0≦Nm)のシングルモード光導波路またはマルチモード光導波路となっており、n次(0≦n≦Nm−1)のモードフィールドを First, as a system to be considered, there are M (2 ≦ M) input waveguides, and the m-th (0 ≦ m ≦ M−1) input waveguides of M are N m -th (0 ≦ N m ) single-mode optical waveguide or multi-mode optical waveguide, and an n-order (0 ≦ n ≦ N m −1) mode field

Figure 0006457966
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としてそれぞれを伝送チャンネルとする。さらにK本(1≦K)の出力導波路を有し、K本のうちのk番目(0≦k≦K−1)の出力導波路はLk次(1≦Lk)のマルチモード光導波路となっている。このときNm<Lkが成り立つようにする。 As the transmission channels. Further, the optical waveguide has K (1 ≦ K) output waveguides, and the k-th (0 ≦ k ≦ K−1) output waveguides of the K are L k order (1 ≦ L k ) multimode optical waveguides. It is a waveguide. At this time, N m <L k is satisfied.

ここで、k番目の出力導波路におけるl次(エル次、0≦l≦Lk−1)のモードフィールド Here, the mode field of the l-th order (el-order, 0 ≦ l ≦ L k −1) in the k-th output waveguide.

Figure 0006457966
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を、0次モードを含むモード数 , The number of modes including the 0th order mode

Figure 0006457966
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までの重ね合わせとし、m番目の入力導波路のn次モード(すなわち、一つの伝送チャンネルの入力)からk番目の出力導波路のl次モードへの変換の係数(m番目の入力導波路のn次モードからk番目の出力導波路のl次モードへ変換したモードの振幅を複素数で表現した係数) And the coefficient of conversion from the n-th mode of the m-th input waveguide (ie, the input of one transmission channel) to the l-th mode of the k-th output waveguide (of the m-th input waveguide) (The coefficient which expressed the amplitude of the mode converted from the nth mode to the lth mode of the kth output waveguide by a complex number)

Figure 0006457966
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を用いて、 Using,

Figure 0006457966
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と表して、このフィールド状態を伝送チャンネルの出力側の状態とする。この際、出力側導波路のフィールドは、最低次のモードより順にl=0,・・・Jk−1までのフィールドで構成されており、それより高い次数を含まないようにする。こうすると各伝送チャンネル間で共通のモードを使うことになるので、係数 This field state is the state of the output side of the transmission channel. At this time, the field of the output-side waveguide is composed of fields up to l = 0,..., J k −1 in order from the lowest order mode, and does not include higher orders. This will use a common mode for each transmission channel, so

Figure 0006457966
Figure 0006457966

について以下のように構成した伝送システムとする。 A transmission system configured as follows.

一つの伝送チャンネルの出力導波路における光のフィールドを出力導波路のどのlに対しても均等に分配されるように、係数が式(2)を満たすよう光回路の屈折率分布のパターンを構成(高屈折率のコアと低屈折率のクラッドを配置)する。さらに各チャンネルを独立したものとするため光のフィールドに関して重なり積分により内積を規定して、各チャンネルの入力フィールドの指標、すなわち、出力導波路において、m番目の入力導波路n次のモードが、m’番目(m≠m’)の入力導波路のn’次(n≠n’)のモードと直交するように(係数をベクトル空間と考えた場合に互いに直交するように)、係数が式(3)を満たすよう光回路の屈折率分布のパターンを構成する。式(3)における*は複素共役を示す。   The pattern of the refractive index distribution of the optical circuit is configured so that the coefficient satisfies the equation (2) so that the light field in the output waveguide of one transmission channel is evenly distributed to any l of the output waveguide. (A high refractive index core and a low refractive index clad are disposed). Further, in order to make each channel independent, the inner product is defined by overlap integration with respect to the optical field, and the index of the input field of each channel, that is, the mth input waveguide n-th mode in the output waveguide, The coefficients are expressed so that they are orthogonal to the n′-th (n ≠ n ′) mode of the m′-th (m ≠ m ′) input waveguide (so that they are orthogonal to each other when the coefficients are considered as a vector space). The pattern of the refractive index distribution of the optical circuit is configured so as to satisfy (3). * In the formula (3) represents a complex conjugate.

Figure 0006457966
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以上により、光伝送システムにおいてマルチモードで伝送チャンネルを合流させた場合にも各伝送チャンネルに含まれる各モードの強度は均等かつ伝送チャンネル数と同じ次数までのモードの重ね合わせにより伝送路を確保できるため、伝送チャンネル数を超えるような高次モードを抑制し損失バラつきや分散を低減することが可能となる。   As described above, even when transmission channels are merged in a multimode in an optical transmission system, the transmission path can be secured by superimposing modes up to the same order as the number of transmission channels with the same strength of each mode included in each transmission channel. Therefore, it is possible to suppress higher order modes that exceed the number of transmission channels and reduce loss variation and dispersion.

上述したM×Kマルチモード合流回路は、波面整合法やトポロジー最適化法等の設計技法により、入力導波路からの入力フィールドを出力導波路におけるマルチモードのフィールドを重ね合わせた状態に変換する光回路を規定することで、構成(屈折率分布)を得ることができ、また、既存の平面光回路作製プロセス(火炎堆積法やエッチングなど)により、得られた屈折率分布を有する光回路を作製することができる。   The M × K multimode junction circuit described above is a light that converts an input field from an input waveguide into a superposition of multimode fields in an output waveguide by a design technique such as a wavefront matching method or a topology optimization method. By defining the circuit, the configuration (refractive index distribution) can be obtained, and an optical circuit having the obtained refractive index distribution is manufactured by an existing planar optical circuit manufacturing process (such as flame deposition or etching). can do.

再び図1を参照する。本発明の一実施形態にかかる光伝送システムにおいて、各光加入者側送受信装置(ONU)102から送信された1.3μm帯の信号は、シングルモードファイバの光伝送路を介して、局側送受信装置(OLT)120へ入力され、受信機126で受信される。ONU102とOLT120の間の光伝送路には、N×1スプリッタ104(例えば、N=8,16等)が設けられている。OLT120には複数(M本)のシングルモードファイバの光伝送路が接続される。複数のシングルモードファイバの光伝送路を伝搬した信号は、M×1マルチモード合流回路130により1つのマルチモードファイバの光伝送路に合流されて受信機126により受信される。   Refer to FIG. 1 again. In the optical transmission system according to an embodiment of the present invention, signals in the 1.3 μm band transmitted from each optical subscriber side transceiver (ONU) 102 are transmitted and received on the station side via an optical transmission line of a single mode fiber. The signal is input to the device (OLT) 120 and received by the receiver 126. An N × 1 splitter 104 (for example, N = 8, 16, etc.) is provided on the optical transmission path between the ONU 102 and the OLT 120. A plurality (M) of single-mode fiber optical transmission lines are connected to the OLT 120. The signals propagated through the optical transmission lines of a plurality of single mode fibers are joined to the optical transmission line of one multimode fiber by the M × 1 multimode joining circuit 130 and received by the receiver 126.

一方、OLT120の送信機122から送信された1.5μm帯の信号は、増幅器124により増幅され、マルチモードファイバの光伝送路1.3μm耐の信号と逆方向に伝播してM×1マルチモード合流回路130へ入力されて分岐された後、複数のシングルモードファイバの光伝送路を介してONU102へ入力される。M×1マルチモード合流回路130と受信機126および送信機122との間のマルチモード光伝送路には、1.3μm帯と1.5μm帯とを選択的に反射/透過する波長選択ミラー128が備えられている。   On the other hand, the 1.5 μm band signal transmitted from the transmitter 122 of the OLT 120 is amplified by the amplifier 124 and propagates in the opposite direction to the 1.3 μm-resistant signal of the optical transmission line of the multimode fiber, and M × 1 multimode. After being input to the junction circuit 130 and branched, it is input to the ONU 102 via a plurality of single-mode fiber optical transmission lines. In the multimode optical transmission line between the M × 1 multimode junction circuit 130 and the receiver 126 and transmitter 122, a wavelength selection mirror 128 that selectively reflects / transmits the 1.3 μm band and the 1.5 μm band. Is provided.

M×1マルチモード合流回路130の屈折率分布のパターンは、上述した光回路の係数が式(1)、式(2)および(3)を満たすよう構成されている点で、図6を参照して上述したM×1マルチモード合流回路630と異なる。すなわち、M×1マルチモード合流回路130は、複数の入力シングルモードファイバを介して入力される伝送チャンネルの信号を、出力側マルチモードのフィールドを重ね合わせた状態に変換させるよう構成されている。光伝送システムの構成によれば、0次モードから伝送チャンネル数に対応する次数のモードまでの低次モードのみを発生させ、安定した光の伝搬を実現し、モード間の遅延差の影響を抑制することが可能となる。   The pattern of the refractive index distribution of the M × 1 multimode junction circuit 130 is configured so that the above-described optical circuit coefficients satisfy the expressions (1), (2), and (3), and refer to FIG. Thus, it is different from the M × 1 multimode junction circuit 630 described above. That is, the M × 1 multimode junction circuit 130 is configured to convert a transmission channel signal input via a plurality of input single mode fibers into a state in which output side multimode fields are superimposed. According to the configuration of the optical transmission system, only the low-order modes from the 0th-order mode to the mode with the order corresponding to the number of transmission channels are generated to realize stable light propagation and suppress the influence of the delay difference between the modes. It becomes possible to do.

図2(a)は、本伝送システムを構成する石英系の4×1マルチモード合流器の屈折率分布を示し、図2(b)は従来の石英系の4×1マルチモード合流器の屈折率分布(コアとクラッドの境界が滑らかな直線である屈折率分布)を示し、図2(c)は従来の石英系の4×1マルチモード合流器の屈折率分布(コアとクラッドの境界が滑らかな曲線である屈折率分布)を示す。いずれマルチモード合流器も平面光導波回路で実現されており、領域のサイズは光の伝搬方向(左から右)が1800μm、入力導波路の配置方向(上から下)が36μmである。領域中の白い部分が高屈折率のコアを示し、黒い部分が低屈折率のクラッドを示しており、比屈折率差Δは2%である。コアの暑さは4.5μmである。   FIG. 2 (a) shows the refractive index distribution of a quartz-based 4 × 1 multimode merger constituting this transmission system, and FIG. 2 (b) shows the refraction of a conventional quartz-based 4 × 1 multimode merger. 2 shows a refractive index distribution (refractive index distribution in which the boundary between the core and the cladding is a smooth straight line), and FIG. 2C shows the refractive index distribution of the conventional quartz-based 4 × 1 multimode combiner (the boundary between the core and the cladding is Refractive index distribution which is a smooth curve). Each multimode combiner is realized by a planar optical waveguide circuit, and the size of the region is 1800 μm in the light propagation direction (from left to right) and 36 μm in the direction in which the input waveguide is arranged (from top to bottom). The white portion in the region indicates the high refractive index core, the black portion indicates the low refractive index cladding, and the relative refractive index difference Δ is 2%. The core heat is 4.5 μm.

図2(a)乃至(c)の4×1マルチモード合流器は、光信号の入力部として、1.3μmの波長の光を入射する4つ(M=4)の導波路入力部を有し、光信号の出力部としては、幅15μmの1本(K=1)のマルチモード導波路を設定した。入力部分はシングルモード導波路(Nm=0)となっており、スポット拡大技術等によりシングルモード光ファイバと良好な結合がえられるようになっている。 The 4 × 1 multimode combiner shown in FIGS. 2A to 2C has four (M = 4) waveguide input portions for inputting light having a wavelength of 1.3 μm as optical signal input portions. As an optical signal output unit, one (K = 1) multimode waveguide having a width of 15 μm was set. The input portion is a single mode waveguide (N m = 0), and good coupling with a single mode optical fiber can be obtained by a spot expansion technique or the like.

図4を参照して上述した説明との対応は、入力導波路の本数M=4、m番目の入力導波路の最大次数Nm=0、出力導波路の本数K=1、出力導波路のマルチモードの次数LK=5となっている。このとき式(1)は定数部分を省略して、すなわち、式(3)の添え字の値が0となる、k番目のファイバの添え字kと入力導波路のn番のモードの添え字番を省略して、各m番目の入力導波路からの入力した光信号のフィールドはマルチモードの出力導波路のl番目(エル番目)のモードの重ね合わせ(重ね合わせ係数)を The correspondence with the description given above with reference to FIG. 4 is that the number of input waveguides M = 4, the maximum order N m = 0 of the mth input waveguide, the number of output waveguides K = 1, and the number of output waveguides The multimode order L K = 5. In this case, the constant part is omitted in equation (1), that is, the subscript k of the kth fiber and the nth mode subscript of the input waveguide, where the subscript value of equation (3) is 0. The field of the optical signal input from each m-th input waveguide is the superposition (superposition coefficient) of the l-th (el-th) mode of the multimode output waveguide.

Figure 0006457966
Figure 0006457966

と表す。また、0次モードを含むモード数(モードの総和、伝送チャンネルの数の総和)は、 It expresses. Also, the number of modes including the 0th order mode (the sum of the modes and the sum of the number of transmission channels) is

Figure 0006457966
Figure 0006457966

であるから、式(1)の伝送チャンネルの出力側の状態は、 Therefore, the state on the output side of the transmission channel of equation (1) is

Figure 0006457966
Figure 0006457966

と表される。また、式(3)は、 It is expressed. Moreover, Formula (3) is

Figure 0006457966
Figure 0006457966

と表すことができる。ここで、フィールドを複素振幅で表して、係数も複素数の範囲で考えると、たとえば It can be expressed as. Here, when the field is expressed by complex amplitude and the coefficient is also considered in the range of complex numbers, for example,

Figure 0006457966
Figure 0006457966

式(5)が満たされる。ここでf(l)はl(エル)の任意の関数で計算上都合の良い値を取ればよい。以上をもとに、そのような係数を用いて伝送チャンネルの出力側の状態が式(4)となる光回路の構成(屈折率分布)を求めればよい。この光回路の屈折率分布を求めるにあたっては、所望の入出力に対して光回路を数値計算により設計する波面整合法を用いた。図2(a)に示す屈折率分布は、入出力フィールドを上記のように設定して得られた屈折率分布である。 Equation (5) is satisfied. Here, f (l) may be an arbitrary function of l (el) and take a convenient value for calculation. Based on the above, the configuration (refractive index distribution) of the optical circuit in which the state on the output side of the transmission channel is expressed by equation (4) may be obtained using such a coefficient. In obtaining the refractive index distribution of the optical circuit, a wavefront matching method is used in which the optical circuit is designed by numerical calculation for a desired input / output. The refractive index distribution shown in FIG. 2A is a refractive index distribution obtained by setting the input / output field as described above.

図3(a)は、図2(a)の4×1マルチモード合流回路の出力の各モードの励振割合(分布状態)を、マルチモード合流回路の透過特性として表した図である。各ポートからの入力に対して、4次、5次のモードへの結合は20dB以下に抑えられており、かつ、全体の損失は図2(d)に示すようにすべての入力ポートに対して出力の光強度の透過損失は0.5dB以下と良好な特性が得られており、光回路中の高次モードによる損失バラつきを同等程度に抑制することができている。また、図2(a)からわかることとして0次から3次までのモードにおおむね均等にパワーが割り振られており、仮に、合流後の伝搬において高次モードで損失が発生した場合も、各入力ポートからの信号に対して均等な損失が発生するだけであり、ポート依存性の極めて少ない伝送システムが実現できていることが分かる。   FIG. 3A is a diagram showing the excitation ratio (distributed state) of each mode of the output of the 4 × 1 multimode merging circuit in FIG. 2A as transmission characteristics of the multimode merging circuit. For the input from each port, the coupling to the 4th and 5th modes is suppressed to 20 dB or less, and the total loss is as shown in FIG. 2 (d) for all the input ports. The transmission loss of the light intensity of the output is as good as 0.5 dB or less, and the loss variation due to the higher order mode in the optical circuit can be suppressed to the same extent. Further, as can be seen from FIG. 2 (a), the power is almost equally allocated to the modes from the 0th order to the 3rd order, and even if a loss occurs in the higher order mode in the propagation after the merge, each input It can be seen that only a uniform loss occurs with respect to the signal from the port, and a transmission system with very little port dependency can be realized.

一方、図3(b)および(c)は、本発明によらない伝送システムで一般によく用いられると考えられるマルチモード合流器である、図2(b)および(c)の4×1マルチモード合流回路の出力の各モードの励振割合(分布状態)を、マルチモード合流回路の透過特性として表した図である。出力における各モードを設定しておらず、すなわち、式(1)、式(2)および(3)(式(4)、式(2)、式(5))を満たすように係数を設定しておらず、そのため、各伝送チャンネルに対して、4次、5次のモードも割り当てられており、特性のバラつきを発生させる原因となっていると考えられる。また、図3(d)より入力導波路(すなわち伝送チャンネル)に対して、すべてのモードを足し合わせた出力の光強度の特性が0.5dB以上ばらついているのが分かる。このような高次モードが発生している伝送システム中にたとえばモニタ回路等を組み込むため曲がった光導波路に接続するなどすると、図8を参照して説明したように、高次モードでは大きな損失を発生し本発明を用いない場合は1dB程度の透過損失が発生すると考えられる。それに対して本発明を適用することにより0.3dB程度の損失に抑えられる。   3 (b) and 3 (c), on the other hand, are 4 × 1 multimodes of FIGS. 2 (b) and 2 (c), which are multimode mergers that are generally considered to be commonly used in transmission systems not according to the present invention. It is the figure which represented the excitation ratio (distribution state) of each mode of the output of a junction circuit as a transmission characteristic of a multimode junction circuit. Each mode in the output is not set, that is, the coefficient is set so as to satisfy the expressions (1), (2) and (3) (expression (4), expression (2), expression (5)). Therefore, the fourth and fifth modes are also assigned to each transmission channel, which is considered to be a cause of variation in characteristics. In addition, it can be seen from FIG. 3 (d) that the output light intensity characteristics of all the modes with respect to the input waveguide (that is, the transmission channel) vary by 0.5 dB or more. If a high-order mode is connected to a bent optical waveguide in order to incorporate a monitor circuit or the like in a transmission system in which such a higher-order mode is generated, as described with reference to FIG. When it is generated and the present invention is not used, it is considered that a transmission loss of about 1 dB occurs. On the other hand, the loss of about 0.3 dB can be suppressed by applying the present invention.

以上説明したように、複数のシングルモード入力またはマルチモード入力の光信号をマルチモード導波路に合波する際に、0次モードから伝送チャンネル数に対応する次数のモードまでの低次モードのみを発生させ、安定した光の伝搬を実現し、モード間の遅延差の影響を抑制する光伝送システムの構成を提供することが可能となる。   As described above, when optical signals of a plurality of single mode inputs or multimode inputs are multiplexed into a multimode waveguide, only low-order modes from the 0th-order mode to the order of the mode corresponding to the number of transmission channels are used. It is possible to provide a configuration of an optical transmission system that generates and realizes stable light propagation and suppresses the influence of a delay difference between modes.

次に図5を参照して、別の実施形態の光加入者伝送システムを説明する。図5(a)は、図1を参照して説明したOLT120の代替構成を説明するための図であり、(b)は実施例を示す図である。   Next, an optical subscriber transmission system according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a diagram for explaining an alternative configuration of the OLT 120 described with reference to FIG. 1, and FIG. 5B is a diagram illustrating an embodiment.

このような光加入者側伝送システムでは、局側送受信装置(OLT)から加入者送受信装置(ONU)に向かっては、複数のシングルモード導波路に対して、ONUからOLTへの波長と異なる波長の信号を、強度が均等になるように分配することが求められる。   In such an optical subscriber-side transmission system, a wavelength different from the wavelength from the ONU to the OLT with respect to a plurality of single mode waveguides from the station-side transceiver (OLT) to the subscriber transceiver (ONU). Are required to be distributed so that the intensity is uniform.

そこで、まず、光加入者送受信装置(ONU)から局側送受信装置(OLT)への方向については、上記実施形態と同様にして、波面整合法により、複数の入力導波路における各伝送チャンネルのフィールドを出力導波路におけるマルチモードのフィールドを重ね合わせた状態に変換するよう光回路を規定し、すなわち、式(1)、式(2)および(3)(式(4)、式(2)、式(5))を満たすように係数を設定し、さらに加えて、OLTからONUに向けた方向については、マルチモード合流器のマルチモード出力の他にもう一つ導波路を設けてそこをOLTからONU側へ伝搬する信号の入力として、波面整合法により、当該入力におけるフィールドがONU側の複数のシングルモード光伝送路の各々のフィールドに均等に変換されるように光回路を規定して、光回路の構成(屈折率分布)を得た。これにより波長選択ミラー128を不要とするシステム構成を実現することが可能である。   Therefore, first, with respect to the direction from the optical subscriber transceiver (ONU) to the station transceiver (OLT), the field of each transmission channel in the plurality of input waveguides is obtained by the wavefront matching method in the same manner as in the above embodiment. Is defined to convert the multimode field in the output waveguide into a superposed state, ie, Equation (1), Equation (2) and (3) (Equation (4), Equation (2), The coefficient is set so as to satisfy the equation (5), and in addition, for the direction from the OLT to the ONU, another waveguide is provided in addition to the multimode output of the multimode combiner, and the OLT is provided there. As an input of a signal propagating from the ONU side to the ONU side, the field at the input is equally converted to each field of the plurality of ONU side single mode optical transmission lines by the wavefront matching method. It defines an optical circuit as to obtain configuration of the optical circuit (refractive index). As a result, it is possible to realize a system configuration that does not require the wavelength selection mirror 128.

また、以上の実施例ではOLTの中にマルチモード合流回路を配置しているが、光加入者伝送システムの構成としては、装置の物理的サイズ等の要件に合わせて伝送路のトポロジーを変えない範囲で任意の位置に配置することが可能である。   In the above embodiment, the multimode junction circuit is arranged in the OLT. However, the optical subscriber transmission system configuration does not change the topology of the transmission line according to the requirements such as the physical size of the apparatus. It is possible to arrange at any position within the range.

102 光加入者側送受信装置(ONU)
104 N×1スプリッタ
120,600 局側送受信装置(OLT)
122 送信機
124 増幅器
126 受信機
128 波長選択ミラー
130,630 M×1マルチモード合流回路
102 Optical subscriber side transceiver (ONU)
104 N × 1 splitter 120,600 Station side transceiver (OLT)
122 transmitter 124 amplifier 126 receiver 128 wavelength selective mirror 130,630 M × 1 multimode junction circuit

Claims (5)

第1の伝送路を伝搬した光信号を第2の伝送路に合流して伝送する光伝送システムであって、
M本(2≦M)の第1の伝送路であり、M本のうちのm番目(0≦m≦M−1)の第1の伝送路のモードの次数がNm(0≦Nm)である、M本の第1の伝送路と、
K本(1≦K)の第2の伝送路であり、K本のうちのk番目(0≦k≦K−1)の第2の伝送路のモードの次数がLk(1≦Lk)である、K本の第2の伝送路と、
前記M本の第1の伝送路および前記K本の第2の伝送路に接続された合流回路と
を備え、
前記M本うちのm番目の第1伝送路で光信号の伝送に用いるモードの数をNm+1とし、
前記M本の第1伝送路光信号の伝送に用いるモードの数の総和を
Figure 0006457966
とし、
前記K本のうちのk番目の第2の伝送路におけるl次(エル次、0≦l≦Lk−1)のモードを
Figure 0006457966
とし、
前記M本のうちのm番目の第1の伝送路のn次モード(0≦n≦Nm−1)のうちのn+1番目から前記K本のうちのk番目の第2の伝送路のl次モードへ変換したモードのうちのl+1番目のモードの振幅を複素数で表現した係数を
Figure 0006457966
としたとき、
前記合流回路は、前記M本のうちのm番目の第1の伝送路からのn番目のモードを前記K本のうちのk番目の第2の伝送路にマルチモードで合流させる際に、前記K本のうちのk番目の第2の伝送路に、Jk個のフィールドを重ね合わせたフィールド状態
Figure 0006457966
を出力するよう屈折率分布が構成されており、
前記係数は、すべてのlに対し均等となるように
Figure 0006457966
を満たし、
前記係数は、ベクトル空間と考えた場合に互いに直交し、
Figure 0006457966
を満たす、ことを特徴とする光伝送システム。
An optical transmission system for transmitting an optical signal propagated through a first transmission path by joining to a second transmission path,
M (2 ≦ M) first transmission lines, and the order of the mode of the m-th (0 ≦ m ≦ M−1) first transmission line of M is N m (0 ≦ N m M first transmission lines,
The order of the mode of the kth (0 ≦ k ≦ K−1) second transmission path among the K (1 ≦ K) second transmission paths is L k (1 ≦ L k). ) K second transmission lines,
A merging circuit connected to the M first transmission lines and the K second transmission lines;
The number of modes used for optical signal transmission in the mth first transmission line out of the M is N m +1,
The total number of modes used for transmitting the M first transmission line optical signals is
Figure 0006457966
age,
The l-th order (El-th order, 0 ≦ l ≦ L k −1) mode in the k-th second transmission path out of the K channels.
Figure 0006457966
age,
L + 1 of the (k + 1) -th k transmission lines from the (n + 1) -th of the n-th mode (0 ≦ n ≦ N m −1) of the m-th first transmission line among the M lines. A coefficient expressing the amplitude of the l + 1th mode among the modes converted to the next mode as a complex number
Figure 0006457966
When
The merging circuit is configured to merge the nth mode from the mth first transmission line of the M lines to the kth second transmission line of the K lines in the multimode. Field state in which J k fields are superimposed on the kth second transmission line of K lines
Figure 0006457966
The refractive index distribution is configured to output
The coefficient is equal for all l
Figure 0006457966
The filling,
The coefficients are orthogonal to each other when considered as a vector space,
Figure 0006457966
An optical transmission system characterized by satisfying
K=1である、ことを特徴とする請求項1に記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 1, wherein K = 1. 前記合流回路に接続され、前記光信号の波長帯と異なる波長帯の第2の光信号が、前記光信号の伝搬方向とは逆方向に伝搬する第3の伝送路を備え、
前記合流回路が前記M本の第1の伝送路に前記第2の光信号を均等に分配するよう、前記屈折率分布がさらに構成されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の光伝送システム。
A third transmission line connected to the merging circuit, in which a second optical signal in a wavelength band different from the wavelength band of the optical signal propagates in a direction opposite to the propagation direction of the optical signal;
3. The refractive index distribution is further configured so that the merging circuit distributes the second optical signal evenly to the M first transmission lines. Optical transmission system.
前記屈折率分布が波面整合法を用いて決定された、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光伝送システム。   4. The optical transmission system according to claim 1, wherein the refractive index distribution is determined using a wavefront matching method. 前記屈折率分布がトポロジー最適化を用いて決定された、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光伝送システム。   The optical transmission system according to claim 1, wherein the refractive index distribution is determined using topology optimization.
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