(57)【要約】  本発明の光送受信装置は、少なくとも、空間モードもしくは横モードである第１モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備える。前記方向性結合器は、少なくとも、第１コアを有する第１導波領域と、第２コアを有する第２導波領域とを備える。前記第１導波領域は、前記方向性結合器の第１端部において前記発光部から出射された光が前記第１コアに入射されるように配置されている。前記第２導波領域は、前記第１モードとは次数が異なる第２モードの少なくとも一部が前記第１コアと前記第２導波領域との間で遷移可能に配置されている。前記受信部は、前記方向性結合器の第１端部において前記第２コアから出射された前記第２モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する。
2018173507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、空間モードもしくは横モードである第１モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、
前記方向性結合器は、少なくとも、第１コアを有する第１導波領域と、第２コアを有する第２導波領域とを備え、
前記第１導波領域は、前記方向性結合器の第１端部において前記発光部から出射された光が前記第１コアに入射されるように配置され、
前記第２導波領域は、前記第１モードとは次数が異なる第２モードの少なくとも一部が前記第１コアと前記第２導波領域との間で遷移可能に配置され、
前記受信部は、前記方向性結合器の第１端部において前記第２コアから出射された前記第２モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置。
【請求項２】
前記第２導波領域は、前記第１コアの前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第１コアと光結合する第３コアを有し、
前記第３コアは、前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第２コアと光結合する、請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項３】
前記方向性結合器は、一端部が前記第１端部である第１結合部と、前記第１結合部の他端部に接続された第２結合部とを備え、
前記第１結合部は、前記第１コア、前記第２コアおよび前記第３コアを有し、
前記第２結合部は、前記第１コアおよび前記第３コアを有する、請求項２に記載の光送受信装置。
【請求項４】
前記第１コアと前記第３コアとの中心間距離は、前記第３コアと前記第２コアとの中心間距離より大きい、請求項２又は請求項３に記載の光送受信装置。
【請求項５】
少なくとも、空間モードもしくは横モードである第１モードとは次数が異なる第２モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、
前記方向性結合器は、少なくとも、第１コアを有する第１導波領域と、第２コアを有する第２導波領域とを備え、
前記第２導波領域は、前記方向性結合器の第１端部において前記発光部から出射された光が前記第２コアに入射されるように配置され、
前記第１導波領域は、前記第２モードの少なくとも一部が前記第２コアと前記第１導波領域との間で遷移可能に配置され、
前記受信部は、前記方向性結合器の第１端部において前記第１コアから出射された前記第１モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置。
【請求項６】
前記第２導波領域は、前記第２コアの前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第２コアと光結合する第３コアを有し、
前記第３コアは、前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第１コアと光結合する、請求項５に記載の光送受信装置。
【請求項７】
前記方向性結合器は、一端部が前記第１端部である第１結合部と、前記第１結合部の他端部に接続された第２結合部とを備え、
前記第１結合部は、前記第１コア、前記第２コアおよび前記第３コアを有し、
前記第２結合部は、前記第１コアおよび前記第３コアを有する、請求項６に記載の光送受信装置。
【請求項８】
前記第１コアと前記第３コアとの中心間距離は、前記第３コアと前記第２コアとの中心間距離より大きい、請求項６又は請求項７に記載の光送受信装置。
【請求項９】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光送受信装置である第１光送受信装置と、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の光送受信装置である第２光送受信装置と、前記第１光送受信装置と前記第２光送受信装置とを接続する光伝送路と、を備えている、光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送受信装置および光通信システムに関する。
本願は、２０１７年３月２３日に日本に出願された特願２０１７−０５７３２７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１本の光ファイバで双方向の通信を行うことができる一芯双方向光モジュールは、加入者系の通信であるＰａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＯＮ）で用いられてきた。一芯双方向光モジュールでは、特許文献１に示すように、上りと下りでレーザー光の波長を違えて送受信し、長波長カットフィル夕、もしくは短波長カットフィルタを用いて光の合分波を行っている。フィルタとしては誘電体多層膜が光路に組み込まれて用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００６−１１９４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光通信システムでは、フィルタなどの波長選択のための装置等を用いて上りと下りで光の波長を違える必要がある。そのため、フィルタなどの波長選択のための装置をレーザーと光ファイバとの間、もしくは受光素子と光ファイバとの間に入れることから、装置構成が複雑化または大型化するのは避けられなかった。【０００５】
本発明の一態様は、構造が簡略であって小型化を図ることができる光送受信装置および光通信システム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】
【０００６】
本発明の一態様は、少なくとも、空間モードもしくは横モードである第１モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、前記方向性結合器は、少なくとも、第１コアを有する第１導波領域と、第２コアを有する第２導波領域とを備え、前記第１導波領域は、前記方向性結合器の第１端部において前記発光部から出射された光が前記第１コアに入射されるように配置され、前記第２導波領域は、前記第１モードとは次数が異なる第２モードの少なくとも一部が前記第１コアと前記第２導波領域との間で遷移可能に配置され、前記受信部は、前記方向性結合器の第１端部において前記第２コアから出射された前記第２モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置を提供する。【０００７】
前記第２導波領域は、前記第１コアの前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第１コアと光結合する第３コアを有し、前記第３コアは、前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第２コアと光結合することが好ましい。
前記方向性結合器は、一端部が前記第１端部である第１結合部と、前記第１結合部の他端部に接続された第２結合部とを備え、前記第１結合部は、前記第１コア、前記第２コアおよび前記第３コアを有し、前記第２結合部は、前記第１コアおよび前記第３コアを有することが好ましい。
前記第１コアと前記第３コアとの中心間距離は、前記第３コアと前記第２コアとの中心間距離より大きいことが好ましい。【０００８】
本発明の一態様は、少なくとも、空間モードもしくは横モードである第１モードとは次数が異なる第２モードを発する発光部を有する光源と、受信部と、前記光源および受信部に光結合された方向性結合器と、を備え、前記方向性結合器は、少なくとも、第１コアを有する第１導波領域と、第２コアを有する第２導波領域とを備え、前記第２導波領域は、前記方向性結合器の第１端部において前記発光部から出射された光が前記第２コアに入射されるように配置され、前記第１導波領域は、前記第２モードの少なくとも一部が前記第２コアと前記第１導波領域との間で遷移可能に配置され、前記受信部は、前記方向性結合器の第１端部において前記第１コアから出射された前記第１モードの少なくとも一部が入射される受光部を有する、光送受信装置を提供する。【０００９】
前記第２導波領域は、前記第２コアの前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第２コアと光結合する第３コアを有し、前記第３コアは、前記第２モードの少なくとも一部が遷移可能に前記第１コアと光結合することが好ましい。
前記方向性結合器は、一端部が前記第１端部である第１結合部と、前記第１結合部の他端部に接続された第２結合部とを備え、前記第１結合部は、前記第１コア、前記第２コアおよび前記第３コアを有し、前記第２結合部は、前記第１コアおよび前記第３コアを有することが好ましい。
前記第１コアと前記第３コアとの中心間距離は、前記第３コアと前記第２コアとの中心間距離より大きいことが好ましい。【００１０】
本発明の一態様は、前述の光送受信装置である第１光送受信装置と、前述の光送受信装置である第２光送受信装置と、前記第１光送受信装置と前記第２光送受信装置とを接続する光伝送路と、を備えている光通信システムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、構造が簡略であって小型化を図ることができる光送受信装置および光通信システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光通信システムの構成図である。
【図２Ａ】図１に示すＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２Ｂ】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図２Ｃ】図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２Ｄ】図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図２Ｅ】図１に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図２Ｆ】図１に示すＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図３Ａ】図１に示す光通信システムの第１送受信部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す符号Ａにおけるモードを示す図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示す符号Ｂにおけるモードを示す図である。
【図３Ｄ】図３Ａに示す符号Ｃにおけるモードを示す図である。
【図３Ｅ】図３Ａに示す符号Ｄにおけるモードを示す図である。
【図４】図３Ａに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図５Ａ】図１に示す光通信システムの第１送受信部の概略構成を模式的に示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａにおいて符号Ｅが示す部分を拡大した拡大図である。
【図５Ｃ】図１に示す光通信システムの第１送受信部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図６】第１送受信部の光源から出射された光のスペクトルの例を示す図である。
【図７Ａ】図１に示す光通信システムの第２送受信部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す符号Ｆにおけるモードを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示す符号Ｇにおけるモードを示す図である。
【図７Ｄ】図７Ａに示す符号Ｈにおけるモードを示す図である。
【図７Ｅ】図７Ａに示す符号Ｉにおけるモードを示す図である。
【図８】図７Ａに示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図１に示す光通信システムの第２送受信部の概略構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】第２送受信部の光源から出射された光のスペクトルの例を示す図である。
【図１１】方向性結合器の一対のコアの中心間距離と結合長との関係の例を示す図である。
【図１２】方向性結合器の一対のコアの中心間距離と、第１コアにおけるＬＰ０１モードの残量との関係の例を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る光通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る光通信システムについて図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。
一般的に、光伝送で使用されるモードとしては、レーザーの発振モードである縦モード及び横モード、及び、ファイバの伝搬モードである空間モード等、複数のモードが知られている。このようなモードのなかで、本発明の「第１モード」は、空間モードもしくは横モードである。
特に、後述するＬＰ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｍｏｄｅ）モード、即ち、「ＬＰ１１モード」、「ＬＰ１２モード」、及び「ＬＰ０１モード」は、本発明の第１モードの一つである「空間モード」に相当する。
なお、本発明の第１モードの一つである「横モード」が本実施形態に適用されてもよい。
【００１４】
＜光送受信装置および光通信システム（第１実施形態）＞
図１は、第１実施形態に係る光通信システム１０の構成図である。図２Ａ〜図２Ｆは、それぞれ、図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図、ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、Ｖ−Ｖ線に沿う断面図、およびＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【００１５】
図１に示すように、光通信システム１０は、第１送受信部１（光送受信装置）と、第１送受信部１に光結合された光伝送路２と、光伝送路２に光結合された第２送受信部３（光送受信装置）とを備えている。すなわち、光通信システム１０は、第１送受信部１と、第２送受信部３と、第１送受信部１と第２送受信部３とを接続する光伝送路２とを備えている。
【００１６】
光源（発光部）と第１コアとが光結合する、もしくは、光源と第２コアとが光結合するとは、光源から出射された光が第１コアもしくは第２コアに入射することを言う。
例えば、光源（発光部）と第１コアとが光結合する、もしくは、光源と第２コアとが光結合するとは、以下の（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の場合のことを言う。
（ｉ）光源と第１コアとが互いに離間され、もしくは、光源と第２コアとが互いに離間され、光源から出射された光が第１コアもしくは第２コアに入射する。
（ｉｉ）光源と第１コアとが互いに離間され、もしくは、光源と第２コアとが互いに離間され、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて光源と第１コアとが互いに接続され、もしくは、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて光源と第２コアとが互いに接続され、光源から出射された光が中継用光伝送路を通して第１コアもしくは第２コアに入射する。
（ｉｉｉ）光源と第１コアとが互いに接して設置され、もしくは、光源と第２コアとが互いに接して設置され、光源から出射された光が第１コアもしくは第２コアに入射する。
【００１７】
受信部（受光部）と第１コアとが光結合する、もしくは、受信部と第２コアとが光結合するとは、第１コアもしくは第２コアから出射された光が受信部（受光部）に入射することを言う。
例えば、受信部（受光部）と、第１コアとが光結合する、もしくは、受信部と第２コアとが光結合するとは、以下の（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の場合のことを言う。
（ｉ）第１コアと受信部とが互いに離間され、もしくは、第２コアと受信部とが互いに離間され、第１コアもしくは第２コアから出射された光が受信部（受光部）に入射する。
（ｉｉ）第１コアと受信部とが互いに離間され、もしくは、第２コアと受信部とが互いに離間され、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて第１コアと受信部とが互いに接続され、もしくは、光ファイバなどの中継用光伝送路を通じて第２コアと受信部とが互いに接続され、第１コアもしくは第２コアから出射された光が中継用光伝送路を通して受信部（受光部）に入射する。
（ｉｉｉ）第１コアと受信部とが互いに接して設置され、もしくは、第２コアと受信部とが互いに接して設置され、第１コアもしくは第２コアから出射された光が受信部（受光部）に入射する。
また、２つのコアが、光の少なくとも一部が遷移可能に光結合するとは、例えば、２つのコアのうち一方のコアを伝搬する光の少なくとも一部が他方のコアに遷移し得ることを言う。
【００１８】
第１結合部と第２結合部とが光結合するとは、例えば、第１結合部のコアから出射された光が第２結合部のコアに入射すること、もしくは、第２結合部のコアから出射された光が第１結合部のコアに入射することを言う。
第２結合部と中継部とが光結合するとは、例えば、第２結合部のコアから出射された光が中継部のコアに入射すること、もしくは、中継部のコアから出射された光が第２結合部のコアに入射することを言う。
中継部と光伝送路とが光結合するとは、例えば、中継部のコアから出射された光が光伝送路のコアに入射すること、もしくは、光伝送路のコアから出射された光が中継部のコアに入射することを言う。
【００１９】
図３Ａは、光通信システム１０の第１送受信部１の概略構成を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す符号Ａにおけるモード（ＬＰ１１モード、ＬＰ１２モード）を示す図である。図３Ｃは、図３Ａに示す符号Ｂにおけるモード（ＬＰ０１モード）を示す図である。図３Ｄは、図３Ａに示す符号Ｃにおけるモード（ＬＰ１１モード、ＬＰ１２モード）を示す図である。図３Ｅは、図３Ａに示す符号Ｄにおけるモード（ＬＰ０１モード）を示す図である。図４は、図３Ａに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
図３Ａに示すように、第１送受信部１は、光源１１と、受信部１２と、方向性結合器１３と、中継部１４を備えている。
光源１１は、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）である。ＶＣＳＥＬの使用により、第１送受信部１の構造を簡略にできる。
【００２０】
図５Ａは、第１送受信部１の概略構成を模式的に示す平面図である。図５Ｂは、図５Ａにおいて符号Ｅが示す部分を拡大した拡大図である。図５Ｃは、第１送受信部１の概略構成を模式的に示す断面図である。
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、光源１１は、基台部１６と、発光部１７と、カソード電極１８と、アノード電極１９とを備えている。発光部１７、カソード電極１８、およびアノード電極１９は、基台部１６に設けられている。カソード電極１８およびアノード電極１９は、ワイヤ２０を介してドライバ２１に接続されている。
基台部１６およびドライバ２１は、基板３１上に設けられている。基板３１は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）３２を介してカードエッジコネクタ３３に接続されている。
電気信号がドライバ２１で増幅されて電極１８，１９から基台部１６に入力されることにより、発光部１７では、変調された第１の光Ｌ１が出射される（図３Ａ及び図３Ｅ参照）。
【００２１】
図６は、第１送受信部１の光源１１から出射された第１の光Ｌ１のスペクトルの例を示す図である。
図６に示すように、光Ｌ１は、最も波長が長い基本モード（ＬＰ０１モード）（第１モード）を含む。光Ｌ１は、基本モード以外のモードのパワーが基本モードのパワーに比べて著しく低いため、実質的にはシングルモード光である。光Ｌ１がシングルモード光であると、光伝送における上り信号と下り信号のクロストークノイズを低減できる。
なお、光Ｌ１は、基本モードより次数が高い高次モード（例えば、ＬＰ１１モード、ＬＰ１２モード等）（第２モード）を含んでいてもよい。
【００２２】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、受信部１２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）である。ＰＤとしては、ＧａＡｓのＰＩＮ型フォトダイオード（ＰＩＮ−ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などが挙げられる。受信部１２は、基台部３６と、受光部３７と、カソード電極３８と、アノード電極３９とを備えている。
受光部３７には、方向性結合器１３の第１端部１３ａ（図３Ａ参照）において第２コア２９Ａから出射された高次モードの少なくとも一部が入射される。
受光部３７、カソード電極３８、およびアノード電極３９は、基台部３６に設けられている。カソード電極３８およびアノード電極３９は、ワイヤ４０を介してＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ（Ｔｒａｎｓ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ））４１に接続されている。
基台部３６およびＴＩＡ４１は、基板３１上に設けられている。
【００２３】
図３Ａに示すように、方向性結合器１３は、第１および第２導波領域２６，２７と、第１および第２導波領域２６，２７を囲むクラッド２５とを有する。
第１導波領域２６は、第１コア２８Ａを有する。第１コア２８Ａは、方向性結合器１３の長手方向に沿って延在している。
第１導波領域２６は、方向性結合器１３の第１端部１３ａにおいて光源１１の発光部１７から出射された光Ｌ１が第１コア２８Ａに入射されるように配置されている。
詳しくは、第１コア２８Ａは、第１端部１３ａにある始端２８Ａａの少なくとも一部が平面視において光源１１の発光部１７に重なる位置にあるため、発光部１７から出射された光Ｌ１が始端２８Ａａから入射される。すなわち、第１コア２８Ａは、発光部１７に光結合されるように配置されている。なお、平面視とは方向性結合器１３または中継部１４の長さ方向から見ることをいう。
第１コア２８Ａの終端２８Ａｂは、少なくとも一部が平面視において光伝送路２の伝送路コア２３の第１端２３ａに重なる位置にあるため（図１参照）、第１コア２８Ａは光伝送路２の伝送路コア２３に光結合される。
なお、第１導波領域２６は第１コア２８Ａのみを有する構成であるが、第１導波領域は、２以上のコアを有していてもよい。
【００２４】
第２導波領域２７は、第２コア２９Ａと第３コア２９Ｂとを有する。第２コア２９Ａおよび第３コア２９Ｂは、方向性結合器１３の長手方向に沿って延在している。
第３コア２９Ｂは、第１コア２８Ａの高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第１コア２８Ａと光結合する。これにより、第２導波領域２７においては、高次モードの少なくとも一部が第１コア２８Ａと第２導波領域２７との間で遷移可能となる。
第３コア２９Ｂは、光結合が可能となる間隔をおいて第２コア２９Ａと並列して形成されている。第３コア２９Ｂは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第２コア２９Ａと光結合する。
なお、第２導波領域２７は第２コア２９Ａと第３コア２９Ｂとを有する構成であるが、第２導波領域は、３以上のコアを有していてもよい。
【００２５】
第３コア２９Ｂは、第１端部１３ａ（第１結合部４３の一端部４３ａ）にある終端２９Ｂｂが、平面視において受信部１２の受光部３７を外れた位置にある。そのため、第３コア２９Ｂは、受光部３７に光結合されていない。第３コア２９Ｂの始端２９Ｂａは、第２結合部４４の他端部４４ｂにある。
なお、図３Ａでは、第３コア２９Ｂの終端２９Ｂｂは第１端部１３ａに達しているが、必ずしも第１端部１３ａに達していなくてもよい。図３Ａでは、第３コア２９Ｂの始端２９Ｂａは第２結合部４４の他端部４４ｂに達しているが、必ずしも第２結合部４４の他端部４４ｂに達していなくてもよい。
【００２６】
第３コア２９Ｂの終端２９Ｂｂは、平面視において光源１１の発光部１７を外れた位置にある。そのため、第３コア２９Ｂは、発光部１７に光結合されていない。
【００２７】
第２コア２９Ａは、第１端部１３ａ（第１結合部４３の一端部４３ａ）にある終端２９Ａｂの少なくとも一部が平面視において受信部１２の受光部３７に重なる位置にある。そのため、終端２９Ａｂから出射された光は受光部３７に入射される。すなわち、第２コア２９Ａは、受光部３７に光結合されるように配置されている。第２コア２９Ａの始端２９Ａａは、第１結合部４３の他端部４３ｂにある。
なお、図３Ａでは、第２コア２９Ａの終端２９Ａｂは第１端部１３ａに達しているが、必ずしも第１端部１３ａに達していなくてもよい。図３Ａでは、第２コア２９Ａの始端２９Ａａは第１結合部４３の他端部４３ｂに達しているが、必ずしも第１結合部４３の他端部４３ｂに達していなくてもよい。
【００２８】
方向性結合器１３は、第１結合部４３と、第２結合部４４とを備えている。第１結合部４３の一端部４３ａは、方向性結合器１３の第１端部１３ａである。
図４に示すように、第１結合部４３は、第１コア２８Ａと、第３コア２９Ｂと、第２コア２９Ａと、コア２８Ａ、２８Ｂ、２９Ａを囲むクラッド２５とを有する。
第１コア２８Ａと、第３コア２９Ｂと、第２コア２９Ａとは、この順に、方向性結合器１３の径方向に並ぶ。第１コア２８Ａと第３コア２９Ｂとの中心間距離Ｄ１（中心軸間の距離）は、第３コア２９Ｂと第２コア２９Ａとの中心間距離Ｄ２（中心軸間の距離）より大きいことが好ましい。これによって、第１結合部４３において、第３コア２９Ｂから第１コア２８Ａへの高次モードの戻り量を少なくできる。
第１結合部４３としては、３コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第１結合部４３に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型である。
【００２９】
図３Ａに示すように、第２結合部４４は、第１コア２８Ａと、第３コア２９Ｂと、コア２８Ａ、コア２９Ｂを囲むクラッド２５とを有する。第２結合部４４としては、２コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第２結合部４４に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型である。
第２結合部４４の一端部４４ａは、第１結合部４３の他端部４３ｂに接続されている。
【００３０】
中継部１４は、第１コア２８Ａと、第１コア２８Ａを囲むクラッド２５とを有する。中継部１４としては、シングルコアの光ファイバを使用できる。中継部１４に用いられる光ファイバは、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型である。
中継部１４の一端部１４ａは、第２結合部４４の他端部４４ｂに接続されている。
【００３１】
図１に示すように、光伝送路２は、例えば、光ファイバである。光伝送路２は、ステップインデックス（ＳＩ）型光ファイバであることが好ましい。
光伝送路２の第１端２ａは、光コネクタ４５を介して、中継部１４の他端部１４ｂに光結合されている。光伝送路２の第２端２ｂは、光コネクタ１４５を介して、中継部１１４の他端部１１４ｂに光結合されている。光伝送路２は、第１送受信部１と第２送受信部３とを接続している。
【００３２】
図７Ａは、光通信システム１０の第２送受信部３の概略構成を模式的に示す断面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す符号Ｆにおけるモード（ＬＰ０１モード）を示す図である。図７Ｃは、図７Ａに示す符号Ｇにおけるモード（ＬＰ１１モード、ＬＰ１２モード）を示す図である。図７Ｄは、図７Ａに示す符号Ｈにおけるモード（ＬＰ０１モード）を示す図である。図７Ｅは、図７Ａに示す符号Ｉにおけるモード（ＬＰ０１モード、ＬＰ１１モード、及びＬＰ１２モード）を示す図である。
図８は、図７Ａに示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図９は、第２送受信部３の概略構成を模式的に示す平面図である。
図７Ａに示すように、第２送受信部３は、光源１１１と、受信部１１２と、方向性結合器１１３と、中継部１１４を備えている。
光源１１１は、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）である。ＶＣＳＥＬの使用により、第２送受信部３の構造を簡略にできる。
【００３３】
図９に示すように、光源１１１は、基台部１１６と、発光部１１７と、カソード電極１１８と、アノード電極１１９とを備えている。発光部１１７、カソード電極１１８、およびアノード電極１１９は、基台部１１６に設けられている。カソード電極１１８およびアノード電極１１９は、ワイヤ１２０を介してドライバ１２１に接続されている。
基台部１１６およびドライバ１２１は、基板１３１上に設けられている。基板１３１は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）１３２を介してカードエッジコネクタ１３３に接続されている。
電気信号がドライバ１２１で増幅されて電極１１８，１１９から基台部１１６に入力されることにより、発光部１１７では、変調された第２の光Ｌ２が出射される（図７Ａ及び図７Ｅ参照）。
【００３４】
図１０は、第２送受信部３の光源１１１から出射された第２の光Ｌ２のスペクトルの例を示す図である。
図１０に示すように、光Ｌ２は、少なくとも基本モードより次数が高い高次モード（例えば、ＬＰ１１モード、ＬＰ１２モード等）を含む。光Ｌ２は、例えば、基本モード（例えば、ＬＰ０１モード）と、高次モードとを含むマルチモード光である。光Ｌ２における高次モードの比率が大きいと、光伝送路２での光伝送時における上り信号と下り信号のクロストークノイズを低減できる。
光Ｌ２は、光Ｌ１と同じ波長であってもよい。
【００３５】
図９に示すように、受信部１１２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）である。ＰＤとしては、ＰＩＮ−ＰＤ、ＡＰＤなどが挙げられる。受信部１１２は、基台部１３６と、受光部１３７と、カソード電極１３８と、アノード電極１３９とを備えている。
受光部１３７は、方向性結合器１１３の第１端部１１３ａ（図７Ａ参照）において第１コア１２８Ａから出射された基本モードの少なくとも一部が入射される。
受光部１３７、カソード電極１３８、およびアノード電極１３９は、基台部１３６に設けられている。カソード電極１３８およびアノード電極１３９は、ワイヤ１４０を介してＴＩＡ１４１に接続されている。
基台部１３６およびＴＩＡ１４１は、基板１３１上に設けられている。
【００３６】
図７Ａに示すように、方向性結合器１１３は、第１および第２導波領域１２６，１２７と、第１および第２導波領域１２６，１２７を囲むクラッド１２５とを有する。
第１導波領域１２６は、第１コア１２８Ａを有する。第１コア１２８Ａは、方向性結合器１１３の長手方向に沿って延在している。
第１導波領域１２６は、方向性結合器１１３の第１端部１１３ａにおいて第１コア１２８Ａから出射された光Ｌ２が受信部１１２の受光部１３７に入射されるように配置されている。
詳しくは、第１コア１２８Ａは、第１端部１１３ａにある終端１２８Ａｂの少なくとも一部が平面視において受信部１１２の受光部１３７に重なる位置にあるため、第１コア１２８Ａから出射された光Ｌ１が受光部１３７に入射される。すなわち、第１コア１２８Ａは、受光部１３７に光結合されるように配置されている。なお、平面視とは方向性結合器１１３または中継部１１４の長さ方向から見ることをいう。
第１コア１２８Ａの始端１２８Ａａは、少なくとも一部が平面視において光伝送路２の伝送路コア２３の第２端２３ｂに重なる位置にあるため（図１参照）、第１コア１２８Ａは光伝送路２の伝送路コア２３に光結合される。
なお、第１導波領域１２６は第１コア１２８Ａのみを有する構成であるが、第１導波領域は、２以上のコアを有していてもよい。
【００３７】
第２導波領域１２７は、第２コア１２９Ａと第３コア１２９Ｂとを有する。第２コア１２９Ａおよび第３コア１２９Ｂは、方向性結合器１１３の長手方向に沿って延在している。
第３コア１２９Ｂは、第１コア１２８Ａの高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第１コア１２８Ａと光結合する。これにより、第２導波領域１２７においては、高次モードの少なくとも一部が第１コア１２８Ａと第２導波領域１２７との間で遷移可能となる。
第３コア１２９Ｂは、光結合が可能となる間隔をおいて第２コア１２９Ａと並列して形成されている。第３コア１２９Ｂは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第２コア１２９Ａと光結合する。
なお、第２導波領域１２７は第２コア１２９Ａと第３コア１２９Ｂとを有する構成であるが、第２導波領域は、３以上のコアを有していてもよい。
【００３８】
第３コア１２９Ｂは、第１端部１１３ａ（第１結合部１４３の一端部１４３ａ）にある始端１２９Ｂａが、平面視において受信部１１２の受光部１３７を外れた位置にある。そのため、第３コア１２９Ｂは、受光部１３７に光結合されていない。第３コア１２９Ｂの終端１２９Ｂｂは、第２結合部１４４の他端部１４４ｂにある。
なお、図７Ａでは、第３コア１２９Ｂの始端１２９Ｂａは第１端部１１３ａに達しているが、必ずしも第１端部１１３ａに達していなくてもよい。図７Ａでは、第３コア１２９Ｂの終端１２９Ｂｂは第２結合部１４４の他端部１４４ｂに達しているが、必ずしも第２結合部１４４の他端部１４４ｂに達していなくてもよい。
【００３９】
第３コア１２９Ｂの始端１２９Ｂａは、平面視において光源１１１の発光部１１７を外れた位置にある。そのため、第３コア１２９Ｂは、発光部１１７に光結合されていない。
【００４０】
第２コア１２９Ａは、第１端部１１３ａ（第１結合部１４３の一端部１４３ａ）にある始端１２９Ａａの少なくとも一部が平面視において光源１１１の発光部１１７に重なる位置にある。そのため、発光部１１７から出射された光Ｌ２は始端１２９Ａａに入射される。すなわち、第２コア１２９Ａは、発光部１１７に光結合されるように配置されている。第２コア１２９Ａの終端１２９Ａｂは、第１結合部１４３の他端部１４３ｂにある。
なお、図７Ａでは、第２コア１２９Ａの始端１２９Ａａは第１端部１１３ａに達しているが、必ずしも第１端部１１３ａに達していなくてもよい。図７Ａでは、第２コア１２９Ａの終端１２９Ａｂは第１結合部１４３の他端部１４３ｂに達しているが、必ずしも第１結合部１４３の他端部１４３ｂに達していなくてもよい。
【００４１】
方向性結合器１１３は、第１結合部１４３と、第２結合部１４４とを備えている。第１結合部１４３の一端部１４３ａは、方向性結合器１１３の第１端部１１３ａである。
図８に示すように、第１結合部１４３は、第１コア１２８Ａと、第３コア１２９Ｂと、第２コア１２９Ａと、コア１２８Ａ、１２９Ｂ、１２９Ａを囲むクラッド１２５とを有する。
第１コア１２８Ａと、第３コア１２９Ｂと、第２コア１２９Ａとは、この順に、方向性結合器１１３の径方向に並ぶ。第１コア１２８Ａと第３コア１２９Ｂとの中心間距離Ｄ３（中心軸間の距離）は、第３コア１２９Ｂと第２コア１２９Ａとの中心間距離Ｄ４（中心軸間の距離）より大きいことが好ましい。これによって、第１結合部１４３において、第３コア１２９Ｂから第１コア１２８Ａへの高次モードの戻り量を少なくできる。
第１結合部１４３としては、３コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第１結合部１４３に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型である。
【００４２】
図７Ａに示すように、第２結合部１４４は、第１コア１２８Ａと、第３コア１２９Ｂと、コア１２８Ａ、コア１２９Ｂを囲むクラッド１２５とを有する。第２結合部１４４としては、２コアのマルチコア光ファイバを使用できる。第２結合部１４４に用いられるマルチコア光ファイバは、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型である。
第２結合部１４４の一端部１４４ａは、第１結合部１４３の他端部１４３ｂに接続されている。
【００４３】
中継部１１４は、第１コア１２８Ａと、第１コア１２８Ａを囲むクラッド１２５とを有する。中継部１１４としては、シングルコアの光ファイバを使用できる。中継部１１４に用いられる光ファイバは、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型である。
中継部１１４の一端部１１４ａは、第２結合部１４４の他端部１４４ｂに接続されている。
【００４４】
図１１は、一対のコアを有する方向性結合器において、前記一対のコアの中心間距離ｄ（横軸）と結合長（縦軸）との関係の例を示す図である。
図１２は、コアの中心間距離ｄ（横軸）と、一方のコアにおけるＬＰ０１モードのパワー残量（縦軸）との関係の例を示す図である。なお、コアの直径８μｍ、波長８５０ｎｍ、コアの比屈折率差０．３％とした。
【００４５】
図１１および図１２に示すように、コアの結合長は中心間距離ｄに応じて変化する。中心間距離ｄが１４μｍの場合には、コアの長さを１００ｍｍ以上とすると、９５％以上のＬＰ０１モードを第１コアに残しつつ、ＬＰ１１モードの大部分を第１コアから第２コアに遷移させることができる。
よって、図１、図３Ａおよび図７Ａに示す方向性結合器１３，１１３では、例えば、隣り合う２つのコアの中心間距離１３〜１５μｍ、長さ１００ｍｍ以上（例えば、１００〜１５０ｍｍ）とすることができる。
【００４６】
次に、光通信システム１０を用いた通信方法の一例を説明する。
まず、第１送受信部１から第２送受信部３に向かう方向（以下、上り方向という）の通信について説明する。
図１および図３Ａに示すように、第１送受信部１の光源１１の発光部１７から発せられた光Ｌ１は、始端２８Ａａから第１コア２８Ａに入射される。光Ｌ１は、少なくとも基本モード（ＬＰ０１モード）を含む。光Ｌ１は、大部分が基本モードであってよい。
なお、光Ｌ１に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は第１コア２８Ａから第３コア２９Ｂに遷移する。第３コア２９Ｂの高次モードの一部は第１コア２８Ａに遷移する。
【００４７】
光Ｌ１は、第１コア２８Ａから出射されて光伝送路２の伝送路コア２３に入射され、第２送受信部３に向かう。
図１および図７Ａに示すように、光Ｌ１は、第２送受信部３の第１コア１２８Ａに入射され、受信部１１２の受光部１３７に入射される。受光部１３７に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
なお、受信部１１２の受光部１３７に入射される光Ｌ１に高次モードが含まれる場合でも、その高次モードが低レベルなら通信に悪影響はない。
【００４８】
光Ｌ１に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は、主に第２結合部１４４の領域内でその大部分が第１コア１２８Ａから第３コア１２９Ｂに遷移し、次いで、主に第１結合部１４３の領域内で、大部分が第３コア１２９Ｂから第２コア１２９Ａに遷移する。
第２コア１２９Ａに遷移した高次モードの一部は、第１端部１１３ａ（始端１２９Ａａ）から空間に出射され、光源１１１で反射されて迷光となり、光通信システム１０の部品内部で反射を繰り返し減衰する。第３コア１２９Ｂに遷移された高次モードの一部は、第１端部１１３ａ（始端１２９Ｂａ）から空間に出射されて迷光となり、光通信システム１０の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
【００４９】
次いで、第２送受信部３から第１送受信部１に向かう方向（以下、下り方向という）の通信について説明する。
図１および図７Ａに示すように、第２送受信部３の光源１１１の発光部１１７から発せられた光Ｌ２は、始端１２９Ａａから第２コア１２９Ａに入射される。
第２コア１２９Ａと第３コア１２９Ｂとは光結合が可能であるため、高次モードの少なくとも一部（例えば、高次モードの大部分）は、第２コア１２９Ａを伝送される過程で第２コア１２９Ａから第３コア１２９Ｂに遷移する。第２コア１２９Ａに入射された光Ｌ２の基本モードの大部分は第２コア１２９Ａに残り、消失する。
【００５０】
第３コア１２９Ｂと第１コア１２８Ａとは光結合が可能であるため、第３コア１２９Ｂの光Ｌ２の高次モードの少なくとも一部（例えば、高次モードの大部分）は、第３コア１２９Ｂを伝送される過程で第３コア１２９Ｂから第１コア１２８Ａに遷移する。
高次モードを含む光Ｌ２は、第１コア１２８Ａから出射されて光伝送路２の伝送路コア２３に入射され、第１送受信部１に向かう。
【００５１】
図１および図３Ａに示すように、光Ｌ２は、光伝送路２から第１送受信部１の第１コア２８Ａに入射される。
第１コア２８Ａと第３コア２９Ｂとは光結合が可能であるため、第１コア２８Ａの高次モードの少なくとも一部（例えば、高次モードの大部分）は、第１コア２８Ａを伝送される過程（主に第２結合部４４の領域内）で第３コア２９Ｂに遷移する。
第３コア２９Ｂと第２コア２９Ａとは光結合が可能であるため、第３コア２９Ｂの光Ｌ２の高次モードの少なくとも一部（例えば、高次モードの大部分）は、第３コア２９Ｂを伝送される過程（主に第１結合部４３の領域内）で第２コア２９Ａに遷移する。
第２コア２９Ａの光Ｌ２は、終端２９Ａｂから、受信部１２の受光部３７に入射される。受光部３７に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
なお、受信部１２の受光部３７に入射される光Ｌ２に基本モードが含まれる場合でも、その基本モードが低レベルなら通信に悪影響はない。
【００５２】
第１コア２８Ａに残った光Ｌ２の基本モードの一部は、第１端部１３ａ（始端２８Ａａ）から空間に出射されて迷光となり、光通信システム１０の部品内部で反射を繰り返し減衰する。第３コア２９Ｂに遷移された高次モードの一部は、第１端部１３ａ（終端２９Ｂｂ）から空間に出射されて迷光となり、光通信システム１０の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
【００５３】
図１および図３Ａに示す第１送受信部１は、基本モードを含む光Ｌ１が第１コア２８Ａに入射される第１導波領域２６と、高次モードの少なくとも一部が第１コア２８Ａとの間で遷移可能な第２導波領域２７とを備える。このため、第２送受信部３との間で、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
第１送受信部１は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べてフィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
【００５４】
第１送受信部１および第２送受信部３では、方向性結合器１３，１１３の第２コア２９Ａ，１２９Ａが、それぞれ第１コア２８Ａ，１２８Ａとの間で高次モードが遷移できるように配置されている。また、第１送受信部１は基本モードを含む光Ｌ１を発する光源１１を備え、第２送受信部３は高次モードを含む光Ｌ２を発する光源１１１を備えている。そのため、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
また、第１送受信部１は、方向性結合器１３が第２コア２９Ａおよび第３コア２９Ｂを有する場合、光Ｌ１の高次モードの一部が第１コア２８Ａから第３コア２９Ｂに遷移するため、第３コア２９Ｂを有さない場合と比べ、第１コア２８Ａにおける光Ｌ１の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第２送受信部３は、方向性結合器１１３が第１コア１２８Ａおよび第３コア１２９Ｂを有する場合、光Ｌ１の高次モードの一部が第１コア１２８Ａから第３コア１２９Ｂに遷移するため、第３コア１２９Ｂを有さない場合と比べ、第１コア１２８Ａにおける光Ｌ１の高次モードを一層低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
【００５５】
第１送受信部１は、方向性結合器１３が第３コア２９Ｂを有するため、光Ｌ２の高次モードは、第１コア２８Ａから第３コア２９Ｂを経て第２コア２９Ａに遷移する。そのため、第１コア２８Ａと第２コア２９Ａとの距離を十分に確保できる。よって、光源１１の発光部１７と受信部１２の受光部３７との距離を大きくでき、設計上の制約を少なくできる。
【００５６】
図１および図７Ａに示す第２送受信部３は、高次モードを含む光Ｌ２が第２コア１２９Ａに入射される第２導波領域１２７と、高次モードの少なくとも一部が第２コア１２９Ａとの間で遷移可能な第１導波領域１２６とを備える。このため、第１送受信部１と第２送受信部３との間で、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
第２送受信部３は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べてフィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
【００５７】
第２送受信部３は、方向性結合器１１３が第３コア１２９Ｂを有するため、光Ｌ２の高次モードは、第２コア１２９Ａから第３コア１２９Ｂを経て第１コア１２８Ａに遷移する。そのため、第１コア１２８Ａと第２コア１２９Ａとの距離を十分に確保できる。よって、光源１１１の発光部１１７と受信部１１２の受光部１３７との距離を大きくでき、設計上の制約を少なくできる。
【００５８】
図１に示す光通信システム１０は、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。光通信システム１０は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要であるため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
光通信システム１０では、上り方向および下り方向において次数が異なる横モードを含む光を使用するため、上り方向および下り方向において同一の波長で双方向通信が可能である。そのため、前述の従来の光送受信装置に比べて一層の装置構造の簡略化が可能である。
【００５９】
光通信システム１０は、方向性結合器１３，１１３が第３コア２９Ｂ，１２９Ｂを有するため、上述のとおり、発光部１７，１１７と受光部３７，１３７との距離を大きくでき、設計上の制約を少なくできる。
【００６０】
＜光送受信装置および光通信システム（第２実施形態）＞
図１３は、第２実施形態に係る光通信システム２１０の構成図である。なお、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
図１３に示すように、光通信システム２１０は、第１送受信部２０１（光送受信装置）と、第１送受信部２０１に光結合された光伝送路２と、光伝送路２に光結合された第２送受信部２０３（光送受信装置）とを備えている。すなわち、光通信システム２１０は、一対の送受信部２０１，２０３と、これらを接続する光伝送路２とを備えている。
【００６２】
第１送受信部２０１は、第３コア２９Ｂを備えない点で、第１実施形態の第１送受信部１と異なる。
第２コア２９Ａは、光結合が可能となる間隔をおいて第１コア２８Ａと並列して形成されている。第２コア２９Ａは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第１コア２８Ａと光結合する。
【００６３】
第２送受信部２０３は、第３コア１２９Ｂを備えない点で、第１実施形態の第２送受信部３と異なる。
第２コア１２９Ａは、光結合が可能となる間隔をおいて第１コア１２８Ａと並列して形成されている。第２コア１２９Ａは、高次モードの少なくとも一部が遷移可能に第１コア１２８Ａと光結合する。
【００６４】
次に、光通信システム２１０を用いた通信方法の一例を説明する。
まず、第１送受信部２０１から第２送受信部２０３に向かう方向（以下、上り方向という）の通信について説明する。
第１送受信部２０１の光源１１から出射された光Ｌ１は発光部１７から発せられ、第１コア２８Ａに入射される。光Ｌ１は、光伝送路２の伝送路コア２３を通じて第２送受信部２０３に向かう。
光Ｌ１は、第２送受信部２０３の第１コア１２８Ａに入射され、受信部１１２の受光部１３７に入射される。受光部１３７に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
【００６５】
光Ｌ１に高次モードが含まれる場合、この高次モードの一部は第２コア１２９Ａに遷移する。第２コア１２９Ａに遷移した高次モードの一部は、第１端部１１３ａから空間に出射されて迷光となり、光通信システム２１０の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
【００６６】
次いで、第２送受信部２０３から第１送受信部２０１に向かう方向（以下、下り方向という）の通信について説明する。
第２送受信部２０３の光源１１１から出射された光Ｌ２は発光部１１７から発せられ、第２コア１２９Ａに入射される。
第２コア１２９Ａと第１コア１２８Ａとは光結合が可能であるため、高次モードの少なくとも一部（例えば、高次モードの大部分）は第１コア１２８Ａに遷移する。第２コア１２９Ａに入射された光Ｌ２の基本モードの大部分は第２コア１２９Ａに残り、消失する。
【００６７】
高次モードを含む光Ｌ２は、光伝送路２の伝送路コア２３を通じて第１送受信部２０１に向かい、第１コア２８Ａに入射される。
第１コア２８Ａと第２コア２９Ａとは光結合が可能であるため、第１コア２８Ａの高次モードの少なくとも一部（例えば、高次モードの大部分）は、第２コア２９Ａに遷移する。
第２コア２９Ａの光Ｌ２は、受信部１２の受光部３７に入射される。受光部３７に入射された光信号は光電変換され、電気信号が得られる。
【００６８】
第１コア２８Ａに残った光Ｌ２の基本モードの一部は、第１端部１３ａから空間に出射されて迷光となり、光通信システム２１０の部品内部で反射を繰り返し減衰する。
【００６９】
第１送受信部２０１は、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能であり、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
第２送受信部２０３は、基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能であり、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
光通信システム２１０は、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。光通信システム２１０は、上りと下りで光の波長を違えて送受信を行う従来の光送受信装置に比べて、フィルタなどの波長選択のための装置等が不要である。このため、装置構成を簡略にし、小型化を図ることができる。また、装置構成を簡略にできるため、コスト削減が可能である。
【００７０】
第１送受信部２０１は、第２コア２９Ａと第１コア２８Ａとの間で高次モードが遷移できるように配置されている。第２送受信部２０３は、第２コア１２９Ａと第１コア１２８Ａとの間で高次モードが遷移できるように配置されている。
そのため、上り方向および下り方向において、それぞれ基本モードおよび高次モードを用いた通信が可能である。
また、第１送受信部２０１は、第２コア２９Ａを有するため、光Ｌ１の高次モードの一部が第１コア２８Ａから第２コア２９Ａに遷移することから、第１コア２８Ａにおける光Ｌ１の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
また、第２送受信部２０３は、第２コア１２９Ａを有するため、光Ｌ１の高次モードの一部が第１コア１２８Ａから第３コア１２９Ｂに遷移することから、第１コア１２８Ａにおける光Ｌ１の高次モードを低減できる。よって、一層の低ノイズ化を図り、通信の高品質化を実現できる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における構成は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
図１等に示す光通信システム１０では、光源１１としてＶＣＳＥＬを例示したが、光源１１はＶＣＳＥＬに限らず、横モードが多モードで発振する端面発光レーザーなどでもよい。
【００７２】
図１に示す第１実施形態に係る光通信システム１０では、第３コアを用いることによって、第１コアと第２コアとの距離を確保しやすい構成としたが、光通信システムはこの構成に限らない。例えば、第１コアと第２コアとの間に複数のコアを設けることによって、さらに発光部と受光部との距離を大きくしてもよい。第１コアと第２コアとの間に配置されるコアの数は２以上の任意の数としてよい。
光通信システム１０，２１０では、第１送受信部１の光源１１が基本モード（第１モード）を含む光Ｌ１を発し、第２送受信部３の光源１１１が基本モードより次数が高い高次モード（第２モード）を含む光Ｌ２を発するが、光通信システムは、第１送受信部の光源が基本モードより次数が高い高次モードを含む光を発し、第２送受信部の光源が基本モードを含む光を発する構成であってもよい。この構成の光通信システムでは、第１モードは高次モードであり、第２モードは基本モードである。また、この構成の光通信システムでは、第２送受信部の光源から出射された基本モードの少なくとも一部が第１送受信部の受信部に入射され、第１送受信部の光源から出射された高次モードの少なくとも一部が第２送受信部の受信部に入射される。また、この構成の光通信システムでは、上述した構成（光源、受信部）が上述した機能が得られる様、第１コア、第２コア、第３コア等の各コア間において、光Ｌ１または光Ｌ２が遷移する様、第１コア、第２コア、第３コア等の各コアが設けられている。なお、上述した光通信システムの構成（光源、受信部、第１コア、第２コア、第３コア等）は、本発明の光送受信装置の構成においても同様に適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１，２０１…第１送受信部（光送受信装置）、２…光伝送路、３，２０３…第２送受信部（光送受信装置）、１２，１１２…受信部、１７，１１７…発光部、１０，２１０…光通信システム、１１，１１１…光源、１３，１１３…方向性結合器、２６，１２６…第１導波領域、２７，１２７…第２導波領域、２８Ａ，１２８Ａ…第１コア、２９Ａ，１２９Ａ…第２コア、２９Ｂ，１２９Ｂ…第３コア、３７，１３７…受光部、Ｌ１…第１の光、Ｌ２…第２の光。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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