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2021 年度 実績報告書

革新的光ファイバ通信のための結合型マルチコアファイバ技術

研究課題

研究課題/領域番号 19H02183
研究機関北海道大学

研究代表者

齊藤 晋聖  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (20333627)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード光デバイス・光回路 / 光ファイバ / 空間分割多重
研究実績の概要

光ファイバ中にコアが一つだけの従来のシングルコア単一モード光ファイバによる伝送容量は、伝送波長帯域の制限や耐非線形性の観点から、近い将来に限界に突き当たることが予想されている。本研究では、光ファイバ通信の限界を打ち破る方法として、1本の光ファイバに多数のコアを収容したマルチコアファイバ技術と、一つのコアの中を伝搬する複数の固有モードを利用したマルチモード伝送技術を組み合わせた「結合型マルチコアマルチモードファイバ」により、伝送容量の飛躍的な拡大と長距離伝送の両立を可能にする空間分割多重伝送技術を確立することを目的として研究を進めた。2021年度の研究では、結合型マルチコアマルチモードファイバにおける群遅延広がりの伝搬距離依存性、および伝送路の曲げ状態依存性の測定を実施するとともに、実験結果を説明するためのランダム性を表現するフィッティングパラメータを抽出し、数モード結合型マルチコアファイバにおける群遅延広がり低減のための設計指針を確立した。また、結合型マルチコアファイバの群遅延広がりを低減するための新規コア配置を考案するとともに、マルチコアファイバの設計においては、コア間のモード結合だけではなく、コア内の偏波結合を考慮することの重要性を明らかにした。さらに、マルチコア・マルチモード伝送を実現するための石英ガラスによる平面光導波路型モード制御技術に関して、チューナブルなモード依存損失制御デバイスの具体的な構成方法を提案した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Multi-Core Fiber Technology for SDM: Coupling Mechanisms and Design2022

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Kunimasa
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 40 ページ: 1527~1543

    • DOI

      10.1109/JLT.2022.3145052

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytical expression for mode-coupling coefficient between non-identical step-index cores and its application to multi-core fiber design within 125-μm cladding diameter2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Yizhou、Fujisawa Takeshi、Saitoh Kunimasa
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 506 ページ: 127552~127552

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2021.127552

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Core Allocation in Heterogeneous Step-Index Multi-Core Fibers With Standard Cladding Diameter2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Yizhou、Fujisawa Takeshi、Sagae Yuto、Sakamoto Taiji、Matsui Takashi、Nakajima Kazuhide、Saitoh Kunimasa
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 39 ページ: 7231~7237

    • DOI

      10.1109/JLT.2021.3112656

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modal amplitude and phase estimation of multimode near field patterns based on artificial neural network with the help of grey-wolf-optimizer2021

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Naoto、Fujisawa Takeshi、Nakamura Kodai、Sawada Yusuke、Mori Takayoshi、Sakamoto Taiji、Imada Ryota、Matsui Takashi、Nakajima Kazuhide、Saitoh Kunimasa
    • 雑誌名

      Optical Fiber Technology

      巻: 67 ページ: 102720~102720

    • DOI

      10.1016/j.yofte.2021.102720

    • 査読あり
  • [学会発表] ツイストおよび曲げを有する結合型マルチコアファイバを用いた群遅延広がり低減2022

    • 著者名/発表者名
      本間和志, 佐藤孝憲, 藤澤 剛, 寒河江悠途, 坂本泰志, 松井 隆, 中島和秀, 齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会
  • [学会発表] Silica-PLC based mode-dependent-loss equalizer for two LP mode transmission2022

    • 著者名/発表者名
      T. Fujisawa, T. Mori, J. Sakamoto, Y. Yamashita, T. Sakamoto, R. Imada, R. Ima, T. Sato, K. Watanabe, R. Kasahara, T. Hashimoto, K. Nakajima, K. Saitoh
    • 学会等名
      Optical Fiber Communication Conference (OFC)
    • 国際学会
  • [学会発表] 螺旋型コア配置による結合型マルチコアファイバのコア密度向上2022

    • 著者名/発表者名
      坂本夏翠, 佐藤孝憲, 藤澤 剛, 寒河江悠途, 坂本泰志, 松井 隆, 中島和秀, 齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 偏心リングコアファイバによる群遅延広がり制御2022

    • 著者名/発表者名
      西島 遼, 佐藤孝憲, 藤澤 剛, 森 崇嘉, 坂本泰志, 山下陽子, 今田諒太, 中島和秀, 齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 2チップで構成されたWFM法設計6モード交換器によるMDL低減2022

    • 著者名/発表者名
      朝間友一, 藤澤 剛, 佐藤孝憲, 森 崇嘉, 坂本泰志, 今田諒太, 山下陽子, 中島和秀, 齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Multi-core Fiber Technology for SDM: Coupling Mechanisms and Design2021

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Kunimasa
    • 学会等名
      Optical Fiber Communication Conference (OFC)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 結合型マルチコアファイバにおけるモード分散制御2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会光通信インフラの飛躍的な高度化に関する研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 縮退モード分離による結合型マルチコアファイバの群遅延広がり制御2021

    • 著者名/発表者名
      坂本夏翠, 佐藤孝憲, 藤澤 剛, 寒河江悠途, 坂本泰志, 松井 隆, 中島和秀, 齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] 4モードスクランブラと光ユニタリ変換器を用いた2LPモード合分波器の検討2021

    • 著者名/発表者名
      吉田康人, 佐藤孝憲, 藤澤 剛, 森 崇嘉, 坂本泰志, 山下陽子, 今田諒太, 中島和秀, 齊藤晋聖
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] Proposal of PLC 10-mode-selective Photonic Lantern Mode Multiplexer2021

    • 著者名/発表者名
      H. Wang, Y. Sawada, T. Fujisawa, T. Sato, T. Mori, T. Sakamoto, Y. Yamashita, R. Imada, K. Nakajima, and K. Saitoh
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] 125-μm Cladding Heterogeneous Step-Index Multi-core Fibers for Datacenter Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Wang, T. Fujisawa, Y. Sagae, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Nakajima, and K. Saitoh
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Extremely Advanced Transmission Technologies (EXAT)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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