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．

This study aims to establish the optical multi-input multi-output (MIMO) technology for low power consumption and optical integrated circuits, and to develop the next generation high capacity optical communication system. This year's annual goal is to integrate optical elements into multiple polarization splitters for communications. The information is multiplexed into multiple lines. The ultimate goal of this study is to provide guidance for the implementation of all-optical MIMO processing in the context of large-capacity transmission and implementation of multi-element multiplexed signals. As a result, nothing happened at 300 G. The signal transmission was successful every second. In the past year, we have created a polarization multiplexing and separation mechanism for optical MIMO transmission systems. The structure of transmission system, signal generation, decomposition processing and implementation of the sequence. The optical element of polarization multiplexer is purchased and constructed. Special optical elements are purchased for multi-channel signals. This system uses QPSK (4-bit phase modulation) signal generation. As a result, QPSK signals at 25 GHz are generated. This signal is used in the middle of the 6-point multi-point line, the optical switch is successfully separated. This achievement is related to the international conference on optical communication.

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

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

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