光通信容量の飛躍的な拡大のための空間分割多重技術の基盤形成

• 研究課題/領域番号: 25420309
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 齊藤 晋聖 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (20333627)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 空間分割多重 / マルチコアファイバ / 数モードファイバ / マルチモードファイバ

研究成果の概要

本研究では、マルチコアファイバ技術と、モード分割多重伝送技術を駆使することにより、伝送容量の飛躍的な拡大を可能にする空間分割多重伝送技術に関する研究を実施した。マルチコアファイバにおけるコア間クロストークを高精度に評価可能な理論を構築し、従来型のシングルコア単一モード光ファイバに比べて20倍以上の空間多重度を有するマルチコアファイバの設計が可能であることを明らかにした。また、マルチモード伝送を実現するためのモード合分波器に関しては、平面光導波路におけるLP11aモードを空間的に90度回転させるモード回転子を考案し、3つの空間モードの合分波が可能なモード合分波器を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Multicore fiber technology (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Saitoh and S. Matsuo
  • 雑誌名: IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology 巻: 34 号: 1 ページ: 55-66
  • DOI: 10.1109/jlt.2015.2466444
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heterogeneous trench-assisted few-mode multi-core fiber with graded-index profile and square-lattice layout for low differential mode delay (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Tu, K. Saitoh, Y. Amma, K. Takenaga, and S. Matsuo
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 14 ページ: 17783-17792
  • DOI: 10.1364/oe.23.017783
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Design of three-spatial-mode ring-core fiber (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kasahara, K. Saitoh, T. Sakamoto, N. Hanzawa, T. Matsui, K. Tsujikawa, and F. Yamamoto
  • 雑誌名: IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology 巻: 32 号: 7 ページ: 1337-1343
  • DOI: 10.1109/jlt.2014.2304732
  • 査読あり
• [雑誌論文] PLC-based LP11 mode rotator for mode-division multiplexing transmission (2014)
  • 著者名/発表者名: Kunimasa Saitoh
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 22 号: 16 ページ: 19117-19130
  • DOI: 10.1364/oe.22.019117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] マルチコア・マルチモード用入出力デバイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊藤晋聖, 半澤信智, 植村仁
  • 雑誌名: オプトロニクス 巻: 22 ページ: 54-58
• [雑誌論文] Ultra-broadband silicon-wire polarization beam combiner/splitter based on a wavelength insensitive coupler with a point-symmetrical configuration (2014)
  • 著者名/発表者名: Takui Uematsu
  • 雑誌名: IEEE Photonics Journal 巻: 6 号: 1 ページ: 4500108-4500108
  • DOI: 10.1109/jphot.2014.2302808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneous trench-assisted few-mode multi-core fiber with low differential mode delay (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Tu, K. Saitoh, K. Takenaga, and S. Matsuo
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 22 号: 4 ページ: 4329-4341
  • DOI: 10.1364/oe.22.004329
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimized design method for bend-insensitive heterogeneous trench-assisted multi-core fiber with ultra-low crosstalk and high core density (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Tu, K. Saitoh, M. Koshiba, K. Takenaga, and S. Matsuo
  • 雑誌名: IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology 巻: 31 号: 15 ページ: 2590-2598
  • DOI: 10.1109/jlt.2013.2271514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of few-mode fibers for mode-division multiplexing transmission (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kasahara, K. Saitoh, T. Sakamoto, N. Hanzawa, T. Matsui, K. Tsujikawa, F. Yamamoto, and M. Koshiba
  • 雑誌名: IEEE Photonics Journal 巻: 5 号: 6 ページ: 7201207-7201207
  • DOI: 10.1109/jphot.2013.2292365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multicore fibers for large capacity transmission (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Saitoh and S. Matsuo
  • 雑誌名: Nanophotonics 巻: 5-6 号: 5-6 ページ: 441-454
  • DOI: 10.1515/nanoph-2013-0037
  • NAID: 40020031685
  • 査読あり
• [学会発表] Extremely small group delay spread six-core fiber with air-holes for mode-division-multiplexing: A principal mode analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Fujisawa, R. Tojo, S. Saitoh, S. Matsuo, and K. Saitoh
  • 学会等名: Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC 2016)
  • 発表場所: The Anaheim Convention Center (USA)
  • 年月日: 2016-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] 同種結合型6コアファイバのインパルス応答解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 千田泰之, 東城 蓮, 藤澤 剛, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 溶融延伸型マルチコアファイバカプラを用いた6モード合分波器の設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西本笙子, 藤澤 剛, 植村 仁, 佐々木雄佑, 松尾昌一郎, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 2段コア屈折率分布を有する4LPモードマルチコアファイバ対応溶融延伸型ファンイン/ファンアウトデバイスの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伏見直人, 西本笙子, 藤澤 剛, 齊藤晋聖, 佐々木雄佑, 植村 仁
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] PLC型6モード合分波器に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下陽子, 石坂雄平, 半澤信智, 藤澤 剛, 坂本泰志, 松井 隆, 辻川恭三, 山本文彦, 中島和秀, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 同種3，6コア結合型ファイバの群遅延広がりに関するプリンシパルモード解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東城 蓮, 千田泰之, 藤澤 剛, 斉藤翔太, 竹永勝宏, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究会
  • 発表場所: 沖縄大学（那覇市）
  • 年月日: 2016-02-18
• [学会発表] 溶融延伸型マルチコアファイバカプラを用いた5モード合分波器の設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西本笙子, 藤澤 剛, 植村 仁, 佐々木雄佑, 松尾昌一郎, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究会
  • 発表場所: 沖縄大学（那覇市）
  • 年月日: 2016-02-18
• [学会発表] 3次元スカラ有限要素ビーム伝搬法に基づく波面整合法による低損失・広帯域PLC型2モード合分波器に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下陽子, 牧野俊太郎, 藤澤 剛, 齊藤晋聖, 半澤信智, 坂本泰志, 松井 隆, 辻川恭三, 山本文彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター（別府市）
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] Comparison of homogeneous and heterogeneous 2LP-mode multicore fibers for high spatial multiplicity (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Tobita, T. Fujisawa, K. Saitoh, S. Matsuo, and K. Takenaga
  • 学会等名: Frontiers in Optics/Laser Science Conference (FiO/LS)
  • 発表場所: Fairmont San Jose (USA)
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Impulse response analysis of strongly-coupled three-core fibers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Fujisawa and K. Saitoh
  • 学会等名: Frontiers in Optics/Laser Science Conference (FiO/LS)
  • 発表場所: Fairmont San Jose (USA)
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Broadband LP01/LP11 PLC-based mode multi/demultiplexer designed by wavefront matching method (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamashita, S. Makino, T. Fujisawa, K. Saitoh, N. Hanzawa, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Tsujikawa, and F. Yamamoto
  • 学会等名: Frontiers in Optics/Laser Science Conference (FiO/LS)
  • 発表場所: Fairmont San Jose (USA)
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] A principal mode analysis of strongly-coupled 3-core fibres (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Fujisawa and K. Saitoh
  • 学会等名: European Conference on Optical Communication (ECOC 2015)
  • 発表場所: Feria Valencia Convention and Exhibition Centre (Spain)
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] 同種3コア結合型ファイバのインパルス応答解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 千田泰之, 東城 蓮, 藤澤 剛, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] グレーデッド型数モード空孔アシスト12コアファイバによる伝送容量拡大の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天野 翔, 藤澤 剛, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] モード多重伝送用空孔付加結合型6コアファイバの検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東城 蓮, 千田泰之, 藤澤 剛, 斉藤翔太, 松尾昌一郎, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] 円弧状トレンチを装荷したPLC型LP11モード回転子に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下陽子, 牧野俊太郎, 藤澤 剛, 齊藤晋聖, 半澤信智, 坂本泰志, 松井 隆, 辻川恭三, 中島和秀, 山本文彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Multicore fibers for large space multiplicity (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Saitoh
  • 学会等名: International Symposium on Ultrafast Photonic Technologies/International Symposium on extremely advanced transmission technology (ISUPT/EXAT 2015)
  • 発表場所: Hotel Co-op Inn Kyoto (Kyoto)
  • 年月日: 2015-07-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multicore Fibers for SDM Transmission (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Saitoh
  • 学会等名: Photonic Global Conference (PGC)
  • 発表場所: Suntec Singapore Convention and Exhibition Centre (Singapore)
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design method of heterogeneous trench-assisted graded-index few-mode multi-core fiber with low differential mode delay (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Tu, K. Saitoh, Y. Amma, K. Takenaga, and S. Matsuo
  • 学会等名: OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2015)
  • 発表場所: Shanghai Everbright Convention Center (China)
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Multicore fiber technology (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Saitoh
  • 学会等名: Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC 2015)
  • 発表場所: Los Angeles Convention Center (USA)
  • 年月日: 2015-03-22 – 2015-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] 二段コア屈折率分布を有する2LP モードマルチコアファイバ対応溶融延伸型ファンイン/ファンアウトデバイスの検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増本浩平, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 竹永勝宏, 松尾昌一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学（草津市）
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] 低DMD異種非結合型2LPモードGI-MCFの設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飛田勇紀, 猪狩章, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 安間淑通, 竹永勝宏, 松尾昌一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学（草津市）
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] 波面整合法によるPLC型2モード合分波器の広帯域化に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下陽子, 増本浩平, 牧野俊太郎, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 半澤信智, 坂本泰志, 松井隆, 辻川恭三, 山本文彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学（草津市）
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] ベクトル有限要素法とフィールド結合理論による同種3コア結合型ファイバの伝送特性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 猪狩章, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 竹永勝宏, 松尾昌一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 宝山ホール（鹿児島市）
  • 年月日: 2015-02-19 – 2015-02-20
• [学会発表] Multicore fiber for space division multiplexing (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Saitoh
  • 学会等名: Asia Communications and Photonics Conference (ACP 2014)
  • 発表場所: Shanghai International Convention Center (China)
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] 同種結合型3コアファイバにおけるDMGD低減に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 猪狩章, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 竹永勝宏, 松尾昌一郎
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 北海道科学大学（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-25 – 2014-10-26
• [学会発表] 数モード空孔アシスト12コアファイバによる伝送容量拡大の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 天野翔, 猪狩章, 藤澤剛, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会サイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 同心2重コア型数モードファイバによるDMD低減に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東城蓮, 藤澤剛, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会サイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 2モードマルチコアファイバ対応溶融延伸型ファンイン/ファンアウトデバイスのテーパ形状に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増本浩平, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 植村仁, 大道浩児, 竹永勝宏, 松尾昌一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会サイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] シリカ系光導波路に接続された4LPモード光ファイバの励振特性に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石坂雄平, 千田泰之, 藤澤剛, 齊藤晋聖, 坂本泰志, 半澤信智, 松井隆, 辻川恭三, 山本文彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会サイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] マルチコアファイバを用いた3モード合分波器の設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西本笙子, 藤澤剛, 竹永勝宏, 植村 仁, 佐々木雄佑, 大道浩児, 後藤龍一郎, 松尾昌一郎, 齊藤晋聖
  • 学会等名: 電子情報通信学会サイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] 大容量伝送用マルチコアファイバ (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊藤晋聖, 松尾昌一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波・ミリ波フォトニクス研究会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-04-17
  • 招待講演
• [学会発表] PLC-type LP11 mode rotator with single-trench waveguide for mode-division multiplexing transmission (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Uematsu, N. Hanzawa, K. Saitoh, Y. Ishizaka, K. Masumoto, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Tsujikawa, and F. Yamamoto
  • 学会等名: Optical Fiber Communication Conference and National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC 2014)
  • 発表場所: Moscone Center (USA)
• [学会発表] モード多重伝送用PLC型モード合分波器 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齊藤晋聖, 植松卓威, 半澤信智, 坂本泰志, 松井 隆, 辻川恭三, 山本文彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学（新潟市）
  • 招待講演
• [学会発表] Optimized design method for heterogeneous trench-assisted multi-core fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Tu, K. Saitoh, M. Koshiba, K. Takenaga, and S. Matsuo
  • 学会等名: OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2013)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center (Kyoto)
• [学会発表] 異種結合型3コアファイバに関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 猪狩 章, 笠原基幹, 竹永勝宏, 松尾昌一郎, 小柴正則
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学（福岡市）
• [学会発表] 3 モードリングコアファイバに関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笠原基幹, 齊藤晋聖, 坂本泰志, 半澤信智, 松井 隆, 辻川恭三, 小柴正則
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学（福岡市）
• [学会発表] モード多重伝送のための平面光導波路型モード合分波器の広帯域化に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 植松卓威, 齊藤晋聖, 半澤信智, 坂本泰志, 松井 隆, 辻川恭三, 増本浩平, 石坂雄平, 小柴正則
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 福岡工業大学（福岡市）