(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で小型化が図れるとともに、伝送路の損失及び増幅器の利得で生ずる光強度のチャネル間差と波長間差を補償できる損失差補償器を提供する。【解決手段】損失差補償器３０１は、Ｎ個の信号チャネルの合分波を行うチャネル合分波部１１、１５と、コアピッチを変換するコアピッチ調整部１２、１４と、長周期グレーティングにより伝搬中の各チャネル信号の損失差を保証する損失補償部１３から構成される。本損失差補償器は、空間光学素子を用いず簡易かつ省スペースでチャネル間の損失差補償を実現できる。【選択図】図１
2018189889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬チャネル数がＮである光ファイバ伝送路の途中に配置され、チャネル間の損失補償を行う損失差補償器であって、
一方の前記光ファイバ伝送路からのＮ個の伝搬チャネルをコア間ピッチがＤ１であるＮ個のコアに分波するチャネル分波部と、
一端が前記チャネル分波部の各コアに接続しており、一端から他端へ向けてコア間ピッチをＤ１からＤ２（Ｄ２＞Ｄ１）へ広げるＮ個のコアを有するコア間ピッチ拡大部と、
一端が前記コア間ピッチ拡大部の各コアの他端と接続し、コア間ピッチがＤ２であるＮ個のコア、及びそれぞれのコアに異なった損失スペクトルを与える損失調整部を有する損失差補償部と、
一端が前記損失差補償部の各コアの他端に接続しており、一端から他端へ向けてコア間ピッチをＤ２からＤ１へ狭めるＮ個のコアを有するコア間ピッチ縮小部と、
一端が前記コア間ピッチ縮小部の各コアの他端に接続するＮ個のコアを有し、前記Ｎ個のコアを伝搬する光を合波してＮ個の伝搬チャネルとして他方の前記光ファイバ伝送路に出力するチャネル合波部と、
を備えることを特徴とする損失差補償器。
【請求項２】
前記光ファイバ伝送路がマルチモードファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチモードファイバを伝搬する伝搬モードである場合に、
一方の前記光ファイバ伝送路と前記チャネル分波部との間に配置され、前記伝搬モードのモード間損失を補償して前記チャネル分波部に結合するモード間損失補償部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の損失差補償器。
【請求項３】
前記光ファイバ伝送路がマルチモードファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチモードファイバを伝搬する伝搬モードである場合に、
前記チャネル分波部、前記コア間ピッチ拡大部、前記損失差補償部、前記コア間ピッチ縮小部、及び前記チャネル合波部のＮ個のコアのうちの少なくとも１つは直径が他と異なることを特徴とする請求項１に記載の損失差補償器。
【請求項４】
前記光ファイバ伝送路がマルチコアファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチコアファイバのコアである場合に、前記チャネル分波部及び前記チャネル合波部の各コアと前記マルチコアファイバの各コアとを接続することを特徴とする請求項１に記載の損失差補償器。
【請求項５】
前記損失補償部の前記損失調整部が長周期グレーティングであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の損失差補償器。
【請求項６】
前記長周期グレーティングの溝間隔Λが数１であることを特徴とする請求項５に記載の損失差補償器。
【数１】
2018189889.tif 000005
ここで、λ０は損失を与えようとする波長、ｎ１はコアを伝搬するモードの実効屈折率、ｎ２はクラッドを伝搬するクラッドモードの実効屈折率である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モード間損失差補償器に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、サービスの多様化によりインターネットトラヒックは未だ増加し続けており、伝送速度の高速化や波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）技術による波長多重数の増加により飛躍的に伝送容量を伸ばしてきた。また近年、検討が盛んに行われているデジタルコヒーレント技術によって更なる伝送容量の拡大が予想されている。デジタルコヒーレント伝送システムでは多値位相変調信号を用いることにより周波数利用効率を向上させてきたが、より高い信号雑音比が必要となってくる。しかし従来のシングルモードファイバ（Ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ；ＳＭＦ）を用いた伝送システムでは、理論的な限界に加え非線形効果に起因する入力パワー制限のため伝送容量は１００  Ｔｂｉｔ／ｓｅｃを境に飽和することが予想されており、更なる大容量化は困難となってきている。
【０００３】
今後さらに伝送容量を増やしていくためには革新的な伝送容量拡大を実現する媒体が必要とされている。そこで、光ファイバ中の複数の伝搬モードをチャネルとして用いることで信号雑音比と空間利用効率の向上が期待できるマルチモードファイバ（Ｍｕｌｔｉ  ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ；ＭＭＦ）を用いたモード多重伝送や一本の光ファイバに複数コアを有するマルチコアファイバ（Ｍｕｌｔｉ  ｃｏｒｅ  ｆｉｂｅｒ；ＭＣＦ）を用いたコア多重伝送など空間多重伝送（Ｓｐａｃｉａｌ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＳＤＭ）が注目を集めている（例えば、非特許文献１及び２を参照。）。
【０００４】
伝送容量の拡大に加えＳＤＭの長距離化に向けた検討も行われており、３モード伝搬可能な非結合型の１２コアファイバを用いた５２７ｋｍ伝送の報告（例えば、非特許文献３を参照。）やコア間結合型の４コアファイバを用いた５５００ｋｍ伝送の報告されている（例えば、非特許文献４を参照。）。
【０００５】
ＳＤＭの長距離化を行う上では、従来の伝送システムで重要となっていたＥＤＦＡに代表される光増幅器にて発生する利得スペクトルの波長間利得差の補償だけでなく伝送路にて発生するチャネル間損失差や光増幅器にて発生するチャネル間利得差（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｇａｉｎ；ＤＣＧ）の低減技術も重要となってくる。これまでの報告例として、非特許文献３において長距離伝送を実現するために１スパン内のモード間の損失差が０．２ｄＢ以下になるように特定のモードに損失を加えることで調整を行っている。非特許文献３においては空間フィルタ型のモード間損失差補償器を用いてＬＰ０１モードにＬＰ１１モードに比べ３ｄＢ程度大きい損失を与えることでモード間損失差の低減に寄与している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｎ．Ｈａｎｚａｗａ ｅｔ ａｌ．， “Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  １０  ｋｍ  Ｔｗｏ−ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｅ  Ｃｏｕｐｌｅｒ”  ＯＦＣ２０１１，  ｐａｐｅｒ  ＯＷＡ４
【非特許文献２】Ｔ．Ｓａｋａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．， “Ｍｏｄａｌ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｌｏｎｇ−ｈａｕｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ Ｆｅｗ−ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ ｗｉｔｈ ＳＩＭＯ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ” ＥＣＯＣ２０１１， Ｗｅ．１０．Ｐ１．８２
【非特許文献３】Ｋ．  Ｓｈｉｂａｈａｒａ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｄｅｎｓｅ  ＳＤＭ  （１２−Ｃｏｒｅ  ×  ３−Ｍｏｄｅ）  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  ５２７  ｋｍ  Ｗｉｔｈ  ３３．２−ｎｓ  Ｍｏｄｅ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｌｏｗ−Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ  Ｐａｒａｌｌｅｌ  ＭＩＭＯ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ”，  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔｗ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，  ｖｏｌ．３４，  ｎｏ．  １  （２０１６）．
【非特許文献４】Ｒ．  Ｒｙｆ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｌｏｎｇ−Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｖｅｒ  Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｃｏｒｅ  Ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ  Ｆｉｂｅｒ”，  Ｐｒｏｃ  ＥＣＯＣ，  Ｔｈ３．Ｃ．３  （２０１６）．
【非特許文献５】Ｒ．  Ｒｙｆ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｓｐｏｔ−Ｂａｓｅｄ  Ｍｏｄｅ  Ｃｏｕｐｌｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｄｅ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｆｅｗ−Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ”，  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｌｅｔｔｅｒｓ．，  ｖｏｌ．２４，  ｎｏ．  ２１  （２０１２）．
【非特許文献６】Ｓ．Ｇ．  Ｌｅｏｎ−Ｓａｖａｌ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｍｏｄｅ−ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｌａｎｔｅｒｎｓ  ｆｏｒ  ｓｐａｃｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ”，Ｏｐｔｉｃｓ  ｅｘｐｒｅｓｓ，  ｖｏｌ．２２，  ｎｏ．  １  （２０１４）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、伝搬するモード数が増えると、各伝搬モードは互いに強度分布の重なりを有することから空間フィルタを用いて特定モードの損失差補償を行うことは困難になるという課題が予想される。また空間フィルタ型の損失差補償は非特許文献５に報告されているような結合型マルチコアファイバへの適用も同様の理由から困難という課題もある。
【０００８】
また、ＳＤＭ用ファイバをファンアウトデバイスもしくはモード分波デバイスを用いて分離してチャネル依存損失（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ；ＣＤＬ）や波長依存損失を補償する場合、ファインアウトデバイス部の出力は、通常のシングルモードファイバ（ＳＭＦ）を用いることとなりデバイスの小型化が困難という課題もある。
【０００９】
また、エルビウム添加光増幅器に代表される希土類添加ファイバ型光増幅器においては波長間利得差が発生することが知られており、本光増幅器を利用した長距離伝送の実現にはモード間利得差だけでなく波長間利得差を同時に低減することが重要な課題となる。
【００１０】
また、これまで述べた困難性については非特許文献４に示すようなコア間結合型の伝送路においても同様に課題となることが予想される。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、簡易な構成で小型化が図れるとともに、伝送路の損失及び増幅器の利得で生ずる光強度のチャネル間差と波長間差を補償できる損失差補償器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る損失補償器は、空間光学素子を用いずにチャネル分離を行い、チャネル毎に減衰量を調整することとした。
【００１３】
具体的には、本発明に係る損失補償器は、伝搬チャネル数がＮである光ファイバ伝送路の途中に配置され、チャネル間の損失補償を行う損失差補償器であって、
一方の前記光ファイバ伝送路からのＮ個の伝搬チャネルをコア間ピッチがＤ１であるＮ個のコアに分波するチャネル分波部と、
一端が前記チャネル分波部の各コアに接続しており、一端から他端へ向けてコア間ピッチをＤ１からＤ２（Ｄ２＞Ｄ１）へ広げるＮ個のコアを有するコア間ピッチ拡大部と、
一端が前記コア間ピッチ拡大部の各コアの他端と接続し、コア間ピッチがＤ２であるＮ個のコア、及びそれぞれのコアに異なった損失スペクトルを与える損失調整部を有する損失差補償部と、
一端が前記損失差補償部の各コアの他端に接続しており、一端から他端へ向けてコア間ピッチをＤ２からＤ１へ狭めるＮ個のコアを有するコア間ピッチ縮小部と、
一端が前記コア間ピッチ縮小部の各コアの他端に接続するＮ個のコアを有し、前記Ｎ個のコアを伝搬する光を合波してＮ個の伝搬チャネルとして他方の前記光ファイバ伝送路に出力するチャネル合波部と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記損失補償部の前記損失調整部が長周期グレーティングであることが好ましい。この場合、前記長周期グレーティングの溝間隔Λが数１であることを特徴とする。
【００１５】
波長間の光強度を均一化する場合、光強度の強い波長を減衰するように各コアの損失差補償部の損失調整部（好ましくは長周期グレーティングの溝間隔Λ）を設定する。
チャネル間光強度を均一化する場合、光強度の強いチャネル（ＭＭＦのモードないしＭＣＦのコア）の光が伝搬するコアの損失差補償部に対して当該光が減衰するように損失調整部（好ましくは長周期グレーティングの溝間隔Λ）を設定する。このようにコア毎に損失調整を行う場合、隣接コアへの影響を防ぐために損失差補償部のコア間ピッチを広げておく。
【００１６】
このように本損失補償器は、空間光学素子を用いずにチャネル分離を行い、チャネル毎に減衰量を調整することができる。従って、本発明は、簡易な構成で小型化が図れるとともに、伝送路の損失及び増幅器の利得で生ずる光強度のチャネル間差と波長間差を補償できる損失差補償器を提供することができる。
【００１７】
本発明に係る損失差補償器は、前記光ファイバ伝送路がマルチモードファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチモードファイバを伝搬する伝搬モードである場合に、一方の前記光ファイバ伝送路と前記チャネル分波部との間に配置され、前記伝搬モードのモード間損失を補償して前記チャネル分波部に結合するモード間損失補償部をさらに備える。別途モード間損失差補償部を備えることで完全な伝搬モード毎の損失制御が可能となる。なお、モード間損失差補償部ではなく、前記チャネル分波部、前記コア間ピッチ拡大部、前記損失差補償部、前記コア間ピッチ縮小部、及び前記チャネル合波部のＮ個のコアのうちの少なくとも１つは直径が他と異なることとしてもよい。
【００１８】
なお、本発明に係る損失差補償器は、前記光ファイバ伝送路がマルチコアファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチコアファイバのコアである場合に、前記チャネル分波部及び前記チャネル合波部の各コアと前記マルチコアファイバの各コアとを接続する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、簡易な構成で小型化が図れるとともに、伝送路の損失及び増幅器の利得で生ずる光強度のチャネル間差と波長間差を補償できる損失差補償器を提供することができる。本発明によれば、空間光学素子を用いないため、構成の簡易化が期待でき、また接続は従来の融着接続もしくは突合せ接続でよいため簡易かつ省スペースな構成でチャネル間損失差および波長間損失差を補償することが可能になる。このように空間多重伝送においてチャネル間損失差の低減を実現することで伝送距離の長延化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る損失差補償器を説明する図である。
【図２】３コアのフォトニックランタンを説明する図である。
【図３】３コアのフォトニックランタンの電界分布を説明する図である。
【図４】コア半径及び比屈折率差とコア間ピッチの関係を説明する図である。
【図５】本発明に係る損失差補償器を説明する図である。
【図６】本発明に係る損失差補償器を説明する図である。
【図７】コアピッチと実効屈折率差Δｎｅｆｆの関係を説明する図である。
【図８】結合型マルチコアファイバのコア配置を説明する図である。
【図９】本発明に係る損失差補償器を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の損失差補償器３０１の概略図である。損失差補償器３０１は、伝搬チャネル数がＮである光ファイバ伝送路５０の途中に配置され、チャネル間の損失補償を行う損失差補償器であって、
一方の光ファイバ伝送路５０−１からのＮ個の伝搬チャネルをコア間ピッチがＤ１であるＮ個のコアに分波するチャネル分波部１１と、
一端がチャネル分波部１１の各コアに接続しており、一端から他端へ向けてコア間ピッチをＤ１からＤ２（Ｄ２＞Ｄ１）へ広げるＮ個のコアを有するコア間ピッチ拡大部１２と、
一端がコア間ピッチ拡大部１２の各コアの他端と接続し、コア間ピッチがＤ２であるＮ個のコア、及びそれぞれのコアに異なった損失スペクトルを与える損失調整部を有する損失差補償部１３と、
一端が損失差補償部１３の各コアの他端に接続しており、一端から他端へ向けてコア間ピッチをＤ２からＤ１へ狭めるＮ個のコアを有するコア間ピッチ縮小部１４と、
一端がコア間ピッチ縮小部１４の各コアの他端に接続するＮ個のコアを有し、前記Ｎ個のコアを伝搬する光を合波してＮ個の伝搬チャネルとして他方の光ファイバ伝送路５０−２に出力するチャネル合波部１５と、
を備える。
損失差補償器３０１は、モード間の利得等化器として機能する。
【００２３】
図１には、光ファイバ伝送路５０が３チャネル（伝搬モードが３つ）である時を１例として構成図および利得等化器の断面図を示している。コア数及びコア配置は光ファイバ伝送路５０のチャネル数に応じて設定する。本利得等化器は光ファイバもしくは光導波路内に作製されることで実現する。
【００２４】
損失差補償器３０１は、損失補償部１３の前記損失調整部が長周期グレーティングである例である。長周期グレーティングを用いて損失を調整する際は、コアモードの実効屈折率とクラッドモードの実効屈折率に合わせたグレーティング間隔Λの設計が必要となる。変換するためのグレーティングの溝間隔Λは以下の式（１）で表せる。
【数１】
2018189889.tif 000003
ここで、λ０は共鳴中心波長（減衰させる波長）、ｎ１はコアを伝搬するモードの実効屈折率、ｎ２はクラッドを伝搬するとあるクラッドモードの実効屈折率を示している。
【００２５】
コア半径７μｍ、比屈折率差Δ０．４％のＬＰ０１およびＬＰ１１モードが伝搬可能なマルチモードファイバにおいては、実効屈折率はそれぞれ１．４４８６および１．４４６４となる。ここで結合するクラッドモードをそれぞれＬＰ０２（実効屈折率：１．４４４２）およびＬＰ１２モード（実効屈折率：１．４４４３）とすると共鳴中心波長１５５０ｎｍにおいて必要となるΛはそれぞれ３５８μｍおよび７１２μｍと異なる２種類のΛが必要となる。このように、マルチモードファイバ内に長周期グレーティングを直接設置するとモード数に応じて長周期グレーティングの区間が長尺になることが予想される。また、モード数が増えるにつれてコア−クラッド内の実効屈折率差の整合だけでなく、コア内モード間の実効屈折率差の整合についても考慮する必要があり設計が複雑になることが予想される。そこで、本発明では、マルチモードファイバを伝搬する各チャネルをシングルモードファイバへ分波し、当該シングルモードファイバに長周期グレーティングを配置することとした。このためモード数が増えても長周期グレーティングの区間が長尺になること及び設計が複雑になることを防止できる。つまり、本発明の構造は、長周期グレーティングの区間を短尺にでき、かつ簡易に所望の損失を付与することが可能となる。
【００２６】
ここで、マルチモードからシングルモードへ分波する手法について説明を行う。チャネル分波部１１が行うモード分波には非特許文献５に記載されるフォトニックランタンを使用することができる。フォトニックランタンはマルチモードファイバを伝搬するチャネル数に対応した数のシングルモードファイバを接続することでモード分波することが可能となるデバイスである。
【００２７】
ここで、フォトニックランタンの説明を行う。例えば、光ファイバ伝送路５０が直径１４μｍ、比屈折率差０．４％のＬＰ０１モードと２つの縮退したＬＰ１１モードが伝搬可能な３モードファイバとする。この光ファイバ伝送路５０に適用可能なフォトニックランタンとして、図２に示すような３コアから成るコア直径５．０μｍ、比屈折率差０．５％、コア間ピッチ６．６μｍの構造が考えられる。フォトニックランタンはマルチモードファイバとの接続損失を低くするため、このように狭いコア間ピッチが用いられている。
【００２８】
図３は、図２のフォトニックランタンのコア配置における電界分布を説明する図である。図３（Ａ）はマルチモードファイバからＬＰ１１ｂモードの光がフォトニックランタンに結合されたときの電界分布である。図３（Ｂ）はマルチモードファイバからＬＰ０１モードの光がフォトニックランタンに結合されたときの電界分布である。図３（Ｃ）はマルチモードファイバからＬＰ１１ａモードの光がフォトニックランタンに結合されたときの電界分布である。図３のようにコア間距離が短いマルチコアファイバではコア間を跨った電界分布が生ずる。
【００２９】
このように隣接コア間で電界分布が重なるため、フォトニックランタンではコア間結合が発生する。ここで、図２のコア配置の時のコア間結合について計算を行う。各モードの電界の重なり積分によりコア結合効率ηを算出した。コア結合効率ηは、コア１にＬＰ０１モードの光を入射した際に、コア間ピッチ（６．６μｍ）分、離れたコア２へ光がどの程度結合するかを示している。
【数２】
2018189889.tif 000004
ここでＥｃｏｒｅ１、Ｅｃｏｒｅ２はそれぞれコア１およびコア２の電界分布を示す。
【００３０】
式（２）で計算した結果、図２の構造のフォトニックランタンでは−８ｄＢ程度のコア間結合が発生する。このため、コア１及びコア２にそれぞれ異なった損失スペクトルを与えるための長周期グレーティングを配置した場合、隣接コアのグレーティングの影響を受けることが予想される。そこでコア間ピッチを広げるためのコア間ピッチ拡大部１２を設け、隣接コアのコア間結合の影響を小さくする。
【００３１】
図４は、隣接コアの影響が十分小さい場合（光強度の結合量を−２０ｄＢとした）のコア間ピッチ（μｍ）とコア直径（μｍ）及び比屈折率差（％）の関係について説明する図である。図４によれば、隣接コアからの光結合量−２０ｄＢを満たすコア間ピッチはコア直径及び比屈折率差によって異なる値を持つことが確認できる。つまり、損失差補償部１３の導波路の屈折率およびコア径によって適切なコア間ピッチを設定することが重要となる。
【００３２】
図１の損失差補償器３０１は、チャネル分波部１１からチャネル合波部１５までの導波路が対称的に配置されているため、波長間損失差を損失差補償部１３にて補償することができる。しかし、ＭＭＦである光ファイバ伝送路５０−１を伝搬してきた伝搬モード毎に選択的に損失を与えることは困難である。伝搬モード毎に選択的に損失を与える手段について下に説明する。
【００３３】
［手段Ａ］
図５は、本手段を備える損失差補償器３０２を説明する図である。損失差補償器３０２は、光ファイバ伝送路５０がマルチモードファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチモードファイバを伝搬する伝搬モードである場合に、一方の光ファイバ伝送路５０−１とチャネル分波部１１との間に配置され、前記伝搬モードのモード間損失を補償してチャネル分波部１１に結合するモード間損失補償部１６を、損失差補償器３０１にさらに備える。
【００３４】
モード間損失差補償部１６は、光ファイバ伝送路５０−１のモード分波部１１との接続前のマルチモードコアに平行する導波路１６ａを描画して形成される。モード間損失差補償部１６の導波路１６ａは、損失付与用であり、マルチモード伝送路を伝搬する各モードの実効屈折率が整合するように設計する。導波路１６ａを対称構造にするとすべての伝搬モードが結合する可能性があるため、非対称構造とすることが望ましい。モード間損失差補償部１６で付与する損失は、導波路１６ａの径や長手方向の導波路間隔を調整することによって制御することができる。損失差補償器３０２は、導波路１６ａの構造や配置を調整することで光ファイバ伝送路５０のモード数の拡張にも対応可能である。
【００３５】
［手段Ｂ］
図６は、本手段を備える損失差補償器３０３を説明する図である。損失差補償器３０３は、光ファイバ伝送路５０がマルチモードファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチモードファイバを伝搬する伝搬モードである場合に、チャネル分波部１１、コア間ピッチ拡大部１２、損失差補償部１３、コア間ピッチ縮小部１４、及びチャネル合波部１５のＮ個のコアのうちの少なくとも１つは直径が他と異なる。
【００３６】
チャネル分波部１１からチャネル合波部１５までの導波路構造を非対称とすることで選択的にモード分離することが可能となる。このような構造を用いることで光ファイバ伝送路５０−１を伝搬してきた複数の伝搬モードをそれぞれのコアに割り振り、損失差補償部１３で伝搬モードに応じた損失を与えることが可能となる。なお、非対称コアを用いた選択的なモード合分波デバイスに関しては非特許文献６で述べられている。
【００３７】
［製造手法］
本実施形態の損失差補償器（３０１〜３０３）は、光ファイバや方形シリカ導波路中にフェムト秒レーザなどを用いて３次元的にコアを描画する手法、積層導波路（Ｐｌａｎａｒ  ｌｉｇｈｔ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ＰＬＣ）で形成する手法、チャネル分波部１１とチャネル合波部１５をフォトニックランタンとし、他の部分を上記手法で形成する手法、異なる２種類のコア間ピッチのマルチコアファイバを直列に接続する手法などを用いることができる。
【００３８】
（実施形態２）
実施形態１では伝送路としてマルチモードファイバを用いた際の例について示したが、同様に結合型マルチコア伝送路を用いても同様に適用可能である。図９は、マルチコアファイバである光ファイバ伝送路５０に接続した損失差補償器３０１を説明する図である。光ファイバ伝送路５０がマルチコアファイバであり、前記伝搬チャネルが前記マルチコアファイバのコアである場合に、チャネル分波部１１及びチャネル合波部１５の各コアと前記マルチコアファイバの各コアとを接続する。
【００３９】
例えば、光ファイバ伝送路５０が結合型３コアファイバである場合、図２の様な異なる３種類の電界分布を有することが確認できる。これらの３つの電界はそれぞれ実効屈折率差が異なるため、実施形態１で説明したマルチモードファイバが光ファイバ伝送路５０である場合と同様に、損失差補償部１３の長周期グレーティングにはコアモードからクラッドモードへの結合のために異なるグレーティングピッチが必要となる。
【００４０】
例として、光ファイバ伝送路５０のコア数が３、７、１２、１９のときの最高次モードと最低次モード間の実効屈折率差Δｎｅｆｆとコアピッチの関係の計算結果を図７に示す。図８は当該計算で用いた結合型マルチコアファイバのコア配置を説明する図である。当該計算において各コアはコア半径４．５μｍ、コアとクラッドの比屈折率差０．３５％と一定とした。図７からコア間隔Ｄ２が大きくなるにつれてΔｎｅｆｆは小さくなり、またコア数が多くなるにつれてΔｎｅｆｆは大きくなる傾向が確認できる。光ファイバ伝送路５０が結合型マルチコアファイバの場合、コア数に応じた適切なコア間隔とするコアピッチ拡大部１２が重要となることがわかる。
【００４１】
なお、光ファイバ伝送路５０が結合型マルチコアファイバ伝送路の場合、頻繁な信号チャネルのクロストークを伝送に伴いながら伝搬することが予想されるため、図５で説明した手段Ａのモード間損失差補償部１６や図６で説明した手段Ｂのモード間損失差補償構造を適用することは考慮しなくてよい。
【符号の説明】
【００４２】
１１：チャネル分波部
１２：コア間ピッチ拡大部
１３：損失差補償部
１４：コア間ピッチ縮小部
１５：チャネル合波部
１６：モード間損失差補償部
１６ａ：導波路
５０、５０−１、５０−２：光ファイバ伝送路
３０１〜３０３：損失差補償器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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