"光導波路の組ならびに第1、第2、および第3の光変調器を含む光送信機を備える装置であって、前記組の前記光導波路の出力端は、側方出力アレイが前記マルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、前記組の前記光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合するための前記側方出力アレイを形成し、前記第1の光変調器が、前記組の前記光導波路のうちの第1のものに光学的に接続され、前記第2および第3の光変調器のそれぞれが、前記組の前記光導波路のうちの前記第2および第3のものに光学的に接続されており、前記光導波路の組が、前記光変調器と前記マルチモード光ファイバにおける光伝搬モードの間に、階数3以上の結合マトリックスを実現するように構成されている、装置。前記組が、第1および第2の多芯光ファイバを含み、前記組の前記第1および第2の光導波路が、それぞれ前記第1および第2の多芯光ファイバの光ファイバである、請求項1に記載の装置。前記光送信機が、光導波路の第2の組ならびに第1、第2、および第3の追加の光変調器をさらに備え、前記第2の組の前記光導波路の出力端は、第2の側方出力アレイが前記マルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、前記第2の組の前記光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な前記第2の側方出力アレイを形成し、前記第1の追加の光変調器が、前記第2の組の前記光導波路のうちの第1のものに光学的に接続されており、前記第2および第3の追加の光変調器のそれぞれが、前記第2の組の前記光導波路のうちの前記第2および第3のものに光学的に接続されている、請求項1または2に記載の装置。前記第1の組およびそれに接続された前記光変調器が、前記マルチモード光ファイバに、前記第2の組および前記追加の光変調器が前記マルチモード光ファイバに出力するように構成されている光の偏光にほぼ直交する偏光で、光を出力するように構成されている、請求項3に記載の装置。光導波路の組ならびに第1、第2、および第3の光データ復調器を含む光受信機を備える装置であって、前記組の前記光導波路の入力端は、側方入力アレイが前記マルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、前記組の前記光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合するための前記側方出力アレイを形成し、前記第1の光データ復調器が、前記組の前記光導波路のうちの第1のものに光学的に接続され、前記第2および第3の光データ復調器のそれぞれが、前記組の前記光導波路のうちの前記第2および第3のものに光学的に接続されており、前記光導波路の組が、前記光データ復調器と前記マルチモード光ファイバにおける光伝搬モードの間に、階数3以上の結合マトリックスを実現するように構成されている、装置。前記光受信機が、光導波路の第2の組ならびに第1、第2、および第3の追加の光データ復調器をさらに備え、前記第2の組の前記光導波路の入力端は、第2の側方入力アレイが前記マルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、前記第2の組の前記光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な前記第2の側方入力アレイを形成し、前記第1の追加の光データ復調器が、前記第2の組の前記光導波路のうちの第1のものに光学的に接続されており、前記第2および第3の追加の光データ復調器のそれぞれが、前記第2の組の前記光導波路のうちの前記第2および第3のものに光学的に接続されている、請求項5に記載の装置。デジタルデータを光学的に送信する方法であって、第1の変調された光搬送波がマルチモード光ファイバの第1の伝搬モードに優先的に送られるように、前記第1のデータ変調された光搬送波を、前記マルチモード光ファイバに終端結合された第1の光導波路に送るステップと、第2の変調された光搬送波が前記マルチモード光ファイバの第2の伝搬モードに優先的に送られ、第3の変調された光搬送波が前記マルチモード光ファイバの第3の伝搬モードに優先的に送られるように、前記第2および第3の変調された光搬送波を、前記マルチモード光導波路に終端結合された第2および第3の光導波路の両方に送るステップとを含み、前記第1、第2および第3の伝搬モードが、前記マルチモード光ファイバにおける直交伝搬モードである、方法。前記第2の伝搬モードが、前記マルチモード光ファイバの軸周りの円がある方向に横断されるにつれて増加する位相を有し、前記第3の伝搬モードが、前記円が反対方向に横断されるにつれて増加する位相を有する、請求項7に記載の方法。デジタルデータを光学的に受信する方法であって、受け取る光が優先的にはマルチモード光導波路の第1の伝搬モードからのものとなるように、前記マルチモード光導波路から、そこに終端結合された第1の光導波路を介して受け取った前記光からデータを復調するステップと、他の光が優先的には前記マルチモード光導波路の第2の伝搬モードからのものとなるように、前記マルチモード光導波路から、そこに終端結合された第2および第3の光導波路の両方を介して受け取った前記他の光からデータを復調するステップと、さらに他の光が優先的には前記マルチモード光導波路の第3の伝搬モードからのものとなるように、前記マルチモード光導波路から、前記第2および第3の光導波路の両方を介して受け取った前記さらに他の光からデータを復調するステップとを含み、前記第1、第2および第3の伝搬モードが、前記マルチモード光ファイバにおける直交伝搬モードである、方法。前記第2の伝搬モードが、前記マルチモード光ファイバの軸周りの円がある形で押し出されるにつれて円上で増加する位相を有し、前記第3の伝搬モードが、円が別の形で押し出されるにつれて、前記マルチモード光ファイバの軸周りの前記円上で増加する位相を有する、請求項9に記載の方法。装置の一実施形態は光送信機を備える。光送信機は、光導波路の組ならびに第1、第2、および第3の光変調器を備える。この組の光導波路の出力端は、2次元D側方入力アレイがマルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、この組の光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な2D側方入力アレイを形成する。第1の光変調器は、この組の光導波路のうちの第1のものに光学的に接続され、第2および第3の光変調器のそれぞれは、この組の光導波路のうちの第2および第3のものに光学的に接続されている。光導波路の組は、光変調器とマルチモード光ファイバにおける光伝搬モードの間に、階数3以上の結合マトリックスを実現するように構成される。上記装置のいくつかの実施形態において、この組は、第1および第2の光ファイババンドルを含む。この組の第2および第3の光導波路は、それぞれ第1および第2の光ファイババンドルの光ファイバである。上記装置のいくつかの実施形態において、この組は、第1および第2の多芯光ファイバを含む。この組の第1および第2の光導波路は、それぞれ第1および第2の多芯光ファイバの光ファイバである。上記装置のいくつかの実施形態において、光導波路の組は、この組の光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な2D側方出力アレイを出力端が形成する、少なくとも5つの光導波路を含む。上記装置のいくつかの実施形態において、光送信機は、第2の光導波路の組ならびに第1、第2、および第3の追加の光変調器をさらに備える。第2の組の光導波路の出力端は、第2の2D側方入力アレイがマルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、第2の組の光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な第2の2D側方入力アレイを形成する。第1の追加の光変調器は、第2の組の光導波路のうちの第1のものに光学的に接続され、第2および第3の追加の光変調器のそれぞれは、第2の組の光導波路のうちの第2および第3のものに光学的に接続されている。そのようないくつかの実施形態において、2つのアレイは、両方の組の光導波路の出力部をもつ単一の物理的なアレイを形成することができる。そのようないくつかの実施形態において、第2の光導波路の組は、追加の光変調器とマルチモード光ファイバにおける光伝搬モードの間に階数3以上の結合マトリックスを実現するように構成されていてもよい。そのようないくつかの実施形態において、第1の組およびそこに接続された光変調器は、第2の組および追加の光変調器がそこに出力するように構成されている光の偏光とほぼ直交する偏光で、マルチモード光ファイバに光を出力するように構成されていてもよい。装置の別の実施形態は、光受信機を備える。光受信機は、光導波路の組ならびに第1、第2、および第3の光データ復調器を含む。この組の光導波路の入力端は、2D側方入力アレイがマルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、この組の光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合するための2D側方入力アレイを形成する。第1の光データ復調器は、この組の光導波路のうちの第1のものに光学的に接続され、第2および第3の光データ復調器のそれぞれは、この組の光導波路のうちの第2および第3のものに光学的に接続されている。光導波路の組は、光データ復調器とマルチモード光ファイバにおける光伝搬モードの間に、階数3以上の結合マトリックスを実現するように構成される。上記装置のいくつかの実施形態において、この組は、第1および第2の光ファイババンドルを含む。この組の第2および第3の光導波路は、それぞれ第1および第2の光ファイババンドルの光ファイバである。上記装置のいくつかの実施形態において、この組は、第1および第2の多芯光ファイバを含む。この組の第1および第2の光導波路は、それぞれ第1および第2の多芯光ファイバの光ファイバである。上記装置のいくつかの実施形態において、光導波路の組は、この組の光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な2D側方入力アレイを入力端が形成する、少なくとも5つの光導波路を含む。上記装置のいくつかの実施形態において、光受信機は、第2の光導波路の組ならびに第1、第2、および第3の追加の光データ復調器をさらに備える。第2の組の光導波路の入力端は、第2の2D側方入力アレイがマルチモード光導波路の一端に光学的に対向するように位置したのに応答して、第2の組の光導波路をマルチモード光ファイバに終端結合することが可能な第2の2D側方入力アレイを形成する。第1の追加の光データ復調器は、第2の組の光導波路のうちの第1のものに光学的に接続されている。第2および第3の追加の光データ復調器のそれぞれは、第2の組の光導波路のうちの第2および第3のものに光学的に接続されている。そのようないくつかの実施形態において、2つのアレイは、両方の組の光導波路の入力部をもつ単一の物理的なアレイを形成する。そのようないくつかの実施形態において、第2の光導波路の組は、追加の光データ復調器とマルチモード光ファイバにおける光伝搬モードの間に階数3以上の結合マトリックスを実現するように構成されている。そのようないくつかの実施形態において、第1の組およびそこに接続された光データ復調器は、第2の組および追加の光変調器がマルチモード光ファイバから受け取るように構成されている光の偏光とほぼ直交する偏光で、マルチモード光ファイバから光を受け取るように構成されている。別の実施形態は、デジタルデータを光学的に送信する方法を提供する。この方法は、第1の変調された光搬送波が、マルチモード光ファイバの第1の伝搬モードに優先的に送られるように、第1のデータ変調された光搬送波を、マルチモード光ファイバに終端結合された第1の光導波路に送るステップを含む。この方法は、第2の変調された光搬送波が、マルチモード光ファイバの第2の伝搬モードに優先的に送られ、第3の変調された光搬送波が、マルチモード光ファイバの第3の伝搬モードに優先的に送られるように、第2および第3の変調された光搬送波を、マルチモード光導波路に終端結合された第2および第3の光導波路の両方に送るステップを含む。第1、第2および第3の伝搬モードは、マルチモード光ファイバにおける直交伝搬モードである。この方法のいくつかの実施形態において、第2の伝搬モードは、マルチモード光ファイバの軸周りの円がある方向に横断されるにつれて増加する位相を有し、第3の伝搬モードは、この円が反対方向に横断されるにつれて増加する位相を有する。別の実施形態は、デジタルデータを光学的に受信する方法を提供する。この方法は、受け取る光が優先的にはマルチモード光導波路の第1の伝搬モードからのものとなるように、マルチモード光導波路からの、そこに終端結合された第1の光導波路を介して受け取った光からデータを復調するステップを含む。この方法は、他の光が優先的にはマルチモード光導波路の第2の伝搬モードからのものとなるように、マルチモード光導波路からの、そこに終端結合された第2および第3の光導波路の両方を介して受け取った他の光からデータを復調するステップを含む。この方法は、さらに他の光が優先的にはマルチモード光導波路の第3の伝搬モードからのものとなるように、マルチモード光導波路からの、第2および第3の光導波路の両方を介して受け取ったさらに他の光からデータを復調するステップを含む。第1、第2および第3の伝搬モードは、マルチモード光ファイバにおける直交伝搬モードである。この方法のいくつかの実施形態において、第2の伝搬モードは、マルチモード光ファイバの軸周りの円がある形で押し出されるにつれて円上で増加する位相を有し、第3の伝搬モードは、円が別の形で押し出されるにつれて、マルチモード光ファイバの軸周りの円上で増加する位相を有する。図面および文章において、同様の参照符号は、類似のまたは同じ機能および/もしくは構造をもつ要素を示す。図面において、いくつかの機能部の相対的な寸法は、機能部および/またはその中にある他の機能部との関係をより明確に示すために、誇張されていることがある。本明細書において、種々の実施形態は、図面および例示の実施形態の詳細な説明によってより十分に説明される。それでも、本発明は、さまざまな形で実現することができ、図面および例示の実施形態の詳細な説明に記載した実施形態には限定されない。2010年4月5日に出願された米国特許仮出願第61/321,013号および第61/320,934号、ならびにRolandRyfによって2010年6月30日に出願された、WAVEGUIDECOUPLERFOROPTICALTRANSVERSE-MODEMULTIPLEXINGという名称の米国特許出願第__/___,___号整理番号807257-US-NPはすべて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。図1は、光伝搬モード多重方式OPMMに従ってデジタルデータを送信するための光通信システム10を示す。光通信システム10は、光送信機12、光受信機14、および全光学式的に光送信機12を光受信機14に接続するマルチモード光送信ファイバのN個の送信ファイバスパンSP1、SP2、......、SPNを含む。ここで、Nは正の整数、たとえば、1、2、3、4などであり、マルチモード光送信ファイバの送信ファイバスパンSP1~SPN-1のそれぞれは、受動のまたは稼働中の全光学式接続デバイスACDによって、マルチモード光送信ファイバの、隣のスパンSP2~SPNに接続される。全光学式接続デバイスの例には、光増幅器、光分散補償器、光ファイバカプラ、光アイソレータ、および/またはそれらの一連の組合せが含まれる。全光学式接続デバイスACDのそれぞれは、入力および出力送信ファイバスパンSP1~SPNを、光結合マトリックスを介して事実上結合する。光通信システム10において、全光学式接続デバイスACDは、独立したデータを送信ファイバスパンSP1~SPNにおいて搬送するために使用される光伝搬モードの数と少なくとも同じ大きさの階数をもつ、光結合マトリックスを実現する。光結合マトリックスの階数は、対応する光学デバイスを介して一定の波長で結合され得る、独立して変調される光搬送波の数を固定する。全光学式接続デバイスACDは、それぞれ個別のデータストリームを搬送する光伝搬モードの形を実質的に保存するために、たとえば、データ搬送用の光伝搬モード間に、ほぼ斜交または非斜交の結合マトリックスを実現することができる。光通信システム10の各実施形態は、たとえば図2A~2Bに示したように、異なる放射状光強度プロファイルおよび異なる角位相プロファイルで光伝搬用モードを使用する。図2Aは、マルチモード光ファイバ、たとえば図1におけるスパンSP1~SPNのマルチモード光送信ファイバに存在し得るいくつかの光伝搬モードA、B、Cの放射状の光の強度を概略的に示す。モードAは、たとえば、典型的な基礎光伝搬モードのように、マルチモード光ファイバの中心において、大きい光強度を有する。モードBおよびCは、マルチモード光ファイバの中心において、小さいまたは消失光の強度を有し、またたとえば高次伝搬モードのように、マルチモード光ファイバの中心から半径距離Rのところで、1つまたは複数の高いまたは最大の強度の領域を有する。たとえば、BモードおよびCモードは、マルチモード光ファイバの中心軸の周りおよびそこから離れた環状領域のすべてまたは一部において、大きい強度を有することがある。図2Bは、マルチモード光ファイバの中心軸周りの角度の関数として、A~Cの伝搬モードの大きい強度の領域の相対的な位相を概略的に示す。Aの伝搬モードは、たとえば、マルチモード光ファイバの中心軸近くなどの、大きい強度領域のさまざまな箇所にわたって位相が比較的一定である構成を有する。Bの伝搬モードは、このモードの大きい強度の環状領域における中心軸周りの角度に対して、位相がおよそ直線的に増加する構成を有する。すなわち、位相はマルチモード光ファイバの軸を反時計回りに囲む経路にわたって2πMだけ増加し、Mは正の整数、たとえば、1、2、3などである。Cの伝搬モードは、このモードの大きい強度の環状領域における角度に対して、位相がおよそ直線的に減少する構成を有する。すなわち、位相は、マルチモード光ファイバの軸を反時計回りに囲む経路にわたって-2πM’だけ減少し、M’は正の整数、たとえば、1、2、3などである。本明細書において、MおよびM’は、同じ正の整数であっても、異なる正の整数であってもよい。各実施形態を、図2A~2Bに示した光伝搬モードについて説明する。ただし、本開示に基づいて、光通信システム10の種々の実施形態は、図1における送信ファイバスパンSP1~SPNにおいてデータを搬送するために、他の光伝搬モード、たとえば高次モードを使用できることが当業者には理解されるはずである。図1の光送信機12の種々の実施形態は、複数の光源を含んでいてもよく、各光源は、図1における送信ファイバスパンSP1~SPNのマルチモード光送信ファイバの光伝搬モードA、B、およびCのうちの選択された1つのものに、振幅および位相プロファイルが個別により強く結合するように適合された光を生成する。そのため、光送信機12は、異なるデータストリームを、光伝搬モードA、B、およびCのそれぞれに同時に送信することが可能であってもよく、異なるデータストリームは、同じかまたは異なるデジタルデータ変調プロトコルで送信される。いくつかの実施形態において、光送信機12は4つ以上の光源を有し、各光源は図1における送信ファイバスパンSP1~SPNのマルチモード光送信ファイバの光伝搬モードのうちの対応する異なる1つに、優先的、光学的に結合することが可能である。図3Aは、図1に示した光送信機12の一実施形態12Aを概略的に示す。光送信機12Aは、少なくとも3つの光変調器20A、20B、20Cおよび、少なくとも3つの受動光エミッタ22A、22B、22Cを備える。光変調器20A、20B、20Cのそれぞれは、対応する振幅変調および/または位相偏移変調プロトコルに従って、対応するデータストリーム、すなわち、DATA-A、DATA-B、またはDATA-Cを光搬送波上に変調する。データストリームDATA-A、DATA-B、DATA-Cは、たとえば互いに区別でき、そのようなデータストリームの各対は、同じデジタルデータ変調プロトコルまたは異なるデジタルデータ変調プロトコルによって、光搬送波上に変調されてもよい。光変調器20A~20Cのそれぞれは、デジタル、アナログ、または拡張変調フォーマットのデータを光搬送波上に変調し、変調された光搬送波を、たとえば、1つまたは複数の光導波路が取り付けられていることがある光出力部に出力するための従来のデバイスのいずれかであってもよい。受動光エミッタ22A、22B、22Cのそれぞれは、対応する数の光変調器20A~20Cを、受動光エミッタ22A~22Cの単一の出力光導波路OOWに光学的に接続するための1つまたは複数の入力光導波路IOWを含む光導波路構造を有する。いくつかの実施形態において、光導波路構造は、たとえば、単一モードの光ファイバなどの1つまたは複数の入力光ファイバ、および単一モードの光ファイバなどの出力光ファイバを備えたファイババンドルである。そのようなファイババンドルでは、各入力光ファイバのそれぞれの偏光は、出力光ファイバのあるモードに光学的に結合する。各代替実施形態において、光導波路構造は、たとえば、1つまたは複数の入力光ファイバコアおよび単一モードまたはマルチモードの出力光ファイバを備えた多芯光ファイバであってもよい。そのような多芯光ファイバでは、各入力光ファイバコアが、出力光ファイバに光学的に結合する。別法として、受動光エミッタ22A~22Cの組全体および/またはその単一の受動光エミッタは、1つまたは複数の一体化された光学デバイスとして製作してもよい。受動光エミッタ22A~22Cのそれぞれは、溶融構造として種々の方法で製作してもよい。ある例においては、バンドルを形成するために、複数の光ファイバをガラス毛細管の中に収めてもよい。次いで、バンドルの一端を、部分溶融状態になるように加熱し、出力光ファイバOOWを作り出すためにバンドルの部分溶融状態の一端を引っ張ることによって、前記ファイバを作り出す。そのような実施形態において、最初の光ファイバの残りの自由端が、出力光ファイバOOWに光学的に結合された受動光エミッタの入力光導波路IOWを形成する。別の実施形態において、受動光エミッタの光導波路構造を形成するために、複数の光ファイバを溶着する、すなわち、複数の入力光ファイバIOWに固定され、かつ光学的に結合された出力光ファイバOOWを備えるようにする。実際、個々の受動光エミッタ22A~22Cを溶着した光ファイババンドルを作り出すために、そのような引出しまたは溶融方法を複数回行って、図3Aの受動光エミッタ22A~22Cの組全体を形成することができる。受動光エミッタ22A~22Cのそれぞれについて、出力光導波路OOWの出力端は、マルチモード光ファイバ24、たとえば、図1における第1の送信ファイバスパンSP1のマルチモード光送信ファイバの入力端に対向している。したがって、受動光エミッタ22A~22Cの出力部は、マルチモード光ファイバ24の入力端に光学的に対向する2D側方出力アレイLOAを形成する。側方出力アレイLOAによって、部分的には、受動光エミッタ22A~22Cのそれぞれは、マルチモード光ファイバ24における選択された1つまたは複数の光伝搬モードに優先的に光を送るように構成される。受動光エミッタ22A~22Cの組は、たとえば、光伝搬モードのうちの3つ以上に結合することができる。受動光エミッタ22A~22Cの側方出力アレイLOAは、マルチモード光ファイバ24の入力端に接合された溶融体であってもよく、またはオプションのイメージングシステム26を介して、その入力端に光学的に結合されていてもよい。オプションのイメージングシステム26は、コリメーティングレンズまたはマイクロレンズアレイまたは反射鏡および/もしくは光アイソレータと組み合わされたレンズシステムであってもよい。別法として、オプションのイメージングシステム26は、個々の光ファイバが断熱的にマルチモード光ファイバに変形する溶融光ファイバの部分であってもよい。光変調器20A~20Cは、光送信機12AがOPMMをサポートできるように、受動光エミッタ22A~22Cに、異なる形でそれぞれ光学的に結合する。特に、任意選択でイメージングシステム26と組み合わされる受動光エミッタ22A、22B、22Cの組は、光変調器20A、20B、20Cの組と送信ファイバスパンSP1の間に光結合マトリックスを実現する。光結合マトリックスの階数は、光変調器20A~20Cの組が一緒になって、送信ファイバスパンSP1光伝搬モードを介して、少なくとも3つの独立したデータストリームを同時に送信することができるように、典型的には少なくとも3である。光変調器20Aは、受動光エミッタ22Aの対応する入力光導波路または導波管コアIOWに光学的に接続する。この受動光エミッタ22Aの出力光導波路OOWの出力端は、マルチモード光ファイバ24の中心軸領域に優先的に光を送るように配置および配向がなされている。側方出力アレイLOAのこの出力部は、たとえば、マルチモード光ファイバ24の入力端の中心部に直接的に対向していてもよい。このため、光変調器20Aは、図2A~2BのAの光伝搬モードに、優先的に光を光学的に結合する。光変調器20Bは、残りの2つの受動光エミッタ22B、22Cの、対応する入力光導波路または導波管コアIOWに光学的に接続する。これらの残りの受動光エミッタ22B、22Cの出力光導波路OOWの出力端は、マルチモード光ファイバ24の軸領域と同心であり、そこから離れて位置する環状領域に優先的に光を送るように、すなわち、図2A~2BのBの光伝搬モードにおける大きい強度領域に優先的に光を送るように配置および配向がなされている。側方出力アレイLOAのこれらの出力部は、たとえば、マルチモード光ファイバ24の入力端の、軸からずれた領域に直接的に対向していてもよい。これらの残りの受動光エミッタ22B、22Cは、光変調器20Bがその中の図2A~2BのBの光伝搬モードに優先的に光を送るために、0でない適切な相対的位相の光をマルチモード光ファイバ24の入力端の中に送達するように接続および構成されていてもよい。たとえば、マルチモード光ファイバ24は、他の残りの受動光エミッタ22Cから受け取った光に対してある相対的位相で、光を第1の残りの受動光エミッタ22Bから受け取ることができ、ここで、相対的位相は[π/4、3π/4]の間隔にあり、たとえば、約π/2の相対的位相である。光変調器20Bは、マルチモード光ファイバ24の中心領域に光学的に強く結合する他の受動光エミッタ22Aにオプションで接続してもよい。そのような接続は、マルチモード光導波路24の入力端の中心領域において残りの受動光エミッタ22Bおよび22Cから受け取った光に対して、実質的に破壊的な干渉を行うのに適した位相および振幅を光にもたらすことができる。そのようなオプションの構成は、光変調器20Bの、図2A~2BのAの中心の光伝搬モードへの光学的結合を減少させることができる。光変調器20Cはまた、残りの同じ2つの受動光エミッタ22B、22Cの、対応する入力光導波路または導波管コアIOWに光学的に接続する。既に論じたように、これらの残りの受動光エミッタ22B、22Cの出力光導波路の出力端は、マルチモード光ファイバ24の中心軸領域と同心であり、そこから離れて位置する環状領域に優先的に光を送るように配置および配向がなされている。特に、側方出力アレイLOAのこれらの出力部はまた、図2A~2BのCの光伝搬モードにおける、軸からずれた大きい強度領域に光を強く結合する。これらの残りの受動光エミッタ22B、22Cはまた、光変調器20Cがその中の図2A~2BのCの光伝搬モードに前記光を優先的に結合するために、光変調器20Cからの0でない適切な相対的位相をもつ光を、マルチモード光ファイバ24の入力端の中に送達するように接続および構成されていてもよい。たとえば、マルチモード光ファイバ24は、第1の残りの受動光エミッタ22Bからのそのような光を第2の残りの受動光エミッタ22Cから受け取ったそのような光に対してある相対的位相で受け取り、ここで、相対的位相は[-π/4、-3π/4]の間隔にあり、たとえば、約-π/2の相対的位相である。光変調器20Cはまた、マルチモード光ファイバ24の入力端の中心領域に強く結合する受動光エミッタ22Aにオプションで接続してもよい。この接続は、残りの2つの受動光エミッタ22B、22Cが、光変調器20Cからマルチモード光ファイバ24の入力端の中心領域に送信する光に対して破壊的な干渉を行うのに適した位相および振幅をそのような光にもたらすように構成されてもよい。そのようなオプションの接続は、光変調器20Cの、図2A~2BのAの中心の光伝搬モードへの光学的結合を減少させることができる。図3Bは、図3Aの光送信機12の別の実施形態12Bを概略的に示す。光送信機12Bは、3つの光変調器20A、20B、20Cおよび4つの受動光エミッタ22A、22B、22C、22D、22Eの組を備える。光変調器20A、20B、20Cのそれぞれは、対応する振幅変調および/または位相偏移変調プロトコルに従って、対応するデータストリーム、すなわち、DATA-A、DATA-B、またはDATA-Cを光搬送波上に変調することができる。データストリームDATA-A、DATA-B、DATA-Cは、たとえば互いに区別でき、そのようなデータストリームの各対は、たとえば同じデジタルデータ変調プロトコルまたは異なるデジタルデータ変調プロトコルによって、光搬送波上に変調されてもよい。光変調器20A~20Cのそれぞれは、デジタルデータを光搬送波上に変調し、変調された光搬送波を、たとえば、1つまたは複数の光導波路に出力するための従来のデバイスのいずれかであってもよい。受動光エミッタ22A~22Eのそれぞれは、光変調器20A~20Cのうちの対応する1つまたは複数を、受動光エミッタ22A~22Eの単一の出力光導波路OOWに光学的に接続するための1つまたは複数の入力光導波路IOWを含む光導波路構造を有する。受動光エミッタ22A~22Eは、図3Aの受動光エミッタについて既に記載した構造のタイプを有していてもよい。受動光エミッタ22A~22Eのそれぞれは、出力端が、マルチモード光ファイバ24、たとえば、図1における第1のスパンSP1のマルチモード光送信ファイバの入力端に光学的に対向する出力光導波路を有する。すなわち、受動光エミッタ22A~22Eの出力部は、マルチモード光ファイバ24の入力端に光学的に対向する2D側方出力アレイLOAを形成する。部分的には、側方出力アレイLOAによって、受動光エミッタ22A~22Eのそれぞれは、マルチモード光ファイバ24における光伝搬モードのうちの1つまたは複数に優先的に光を送る。受動光エミッタ22A~22Eの組は、3つ以上の異なる変調された搬送波を、これらの光伝搬モードによって形成された組によって同時に搬送できるように、たとえば、光伝搬モードのうちの3つ以上に結合することができる。受動光エミッタ22A~22Eは、マルチモード光ファイバ24の入力端に接合された溶融体であってもよく、あるいは、たとえばコリメーティングレンズまたはマイクロレンズアレイまたは反射鏡および/もしくは光アイソレータと組み合わされたレンズシステムなどのオプションのイメージングシステム26を介して、その入力端に光学的に結合されていてもよい。図3Bにおいて、光変調器20A、20B、20Cのそれぞれは、OPMMを実現するために、受動光エミッタ22A~22Eに異なる形で光学的に接続する。光変調器20Aは、マルチモード光ファイバ24の入力端の中心領域に光を強く送るように配置および配向がなされている導波管の一端を有する受動光エミッタ22Aに光学的に接続する。そのため、光変調器20Aは、図2A~2BのAの光伝搬モードの中心に優先的に光を送る。光変調器20Bおよび20Cは、マルチモード光ファイバの軸24と同心であり、そこから離れて位置する環状領域に優先的に光を送るように配置および配向がなされている出力部を有する残りの4つの受動光エミッタ22B~22Eに光学的に接続する。これらの出力部は、図2A~2BのBおよびC光伝搬モードにおける大きい強度領域に優先的に光を送る。異なる受動光エミッタ22B~22Eは、0または0でない相対的位相を有する光を、マルチモード光ファイバ24の入力端に送達する。光変調器20B20Cは、受動光エミッタ22B~22Eの2D側方出力アレイLOAの出力部から送達される光の位相が反時計回りに増加時計回り減少するように接続されている。たとえば、連続して隣り合った出力端同士の間の受動光エミッタ22B~22Eに対する相対的位相の連続的な増加減少は、たとえば約π/2-π/2の連続的増加減少などの間隔[π/4、3π/4][-π/4、-3π/4]にあることがある。これらの理由で、光変調器20Bおよび20Cは、マルチモード光ファイバ24のBおよびCの各光伝搬モードに優先的に結合する。光変調器20Bおよび20Cは、マルチモード光導波路24の入力端の中心領域において受動光エミッタ22B~22Eから受け取った光に対して、実質的に破壊的な干渉を行うのに適した位相および振幅を光が有するように、受動光エミッタ22Aに光を送るためにオプションで接続されていてもよい。そのような破壊的な干渉は、光変調器20Bおよび20Cの、図2A~2BのAの光伝搬モードへの結合を減少させることができる。図3Cは、OPMMと併せて偏光モード多重方式も実施する、図3Aの光送信機12の実施形態12Cを概略的に示す。光送信機12Cは、図3Aまたは図3Bと同様に構築されるが、本実施形態は、第1の光変調器20A、20B、20Cおよびそれらに接続された第1の受動光エミッタ22A、22B、22Cと、第2の光変調器20A’、20B’、20C’およびそれらに接続された第2の受動光エミッタ22A’、22B’、22C’とを両方備える点が異なっている。第1および第2の受動光エミッタ22A~22Cおよび22A’~22C’の組は、直交する直線偏光を偏光結合器28の2つの入力ポートに送信する。そのため、第1の受動光エミッタ22A~22Cの組および第2の受動光エミッタ22A’~22C’の組にそれぞれ対応する2D側方出力アレイLOAは、直交する直線偏光でマルチモード光ファイバ24に光を送る。適切な偏光を作り出すため、光送信機12Cは、偏光結合器30と、受動光エミッタ22A~22C、22A’~22C’の組の片方または両方との間に1つまたは複数の偏光回転子を備えていてもよく、かつ/または受動光エミッタ22A~22C、22A’~22C’の光導波路は、偏光を維持する光導波路であってもよい。関連付けられたローカル出力アレイLOAは、マルチモード光ファイバ24の入力端に光学的に対向するが、これは、これらのアレイが、偏光結合器28の動作によってマルチモード光ファイバ24の入力端に事実上対向するためである。偏光結合器28は、複屈折結晶デバイスまたは従来の別の偏光結合器であってもよい。光送信機12Cは、偏光多重化およびOPMMを両方とも実施することができる。特に、光送信機12Cは、独立したデジタルデータストリームDATA-A、DATA-B、およびDATA-Cをそれぞれ第1、第2、および第3の光伝搬モードに第1の直線偏光で送信することができ、かつ独立したデジタルデータストリームDATA-A’、DATA-B’、およびDATA-C’を別々に、それぞれ第1、第2、および第3の光伝搬モードに、直交する直線偏光で同時に送信することができる。いくつかの代替実施形態において、受動光エミッタ22A’~22C’の第2の組および対応する光変調器20A’~20C’は、光送信機12Cには存在しない。その場合には、偏光結合器28は、受動光エミッタ22A~22Cの第1の組からの光の偏光を構成するように機能する。図3Dは、直接偏光させられる変調光搬送波の偏光多重化およびOPMMを実施する、図1の光送信機12の第3の実施形態12Dを概略的に示す。光送信機は、図3Cと同様に構築されるが、受動光エミッタ22A、22B、22Cおよび受動光エミッタ22A’、22B’、22C’が単一の2D側方出力アレイLOAを生み出し、受動光エミッタ22A~22C、22A’~22C’が、同じ直線偏光の光を直線出力アレイLOAに送達する点が異なっている。たとえば、受動光エミッタ22A~22Cおよび22A’~22C’の2つの組は、受け取った光の偏光が維持される単一のファイババンドルまたは単一の多芯光ファイバであってもよい。第1の光変調器20A、20B、20Cは、第1の3つの受動光エミッタ22A、22B、22Cに接続し、第2の光変調器20A’、20B’、20C’は、残りの3つの受動光エミッタ22A’、22B’、22C’に接続する。そのようないくつかの実施形態において、受動光エミッタ22A~22Cおよび22A’~22C’は、ローカル出力アレイLOAにおいて同じ直線偏光状態の光を発する。そのような実施形態において、光送信機12Dは、第1の受動光エミッタ22A、22B、22Cから出力された光と、残りの受動光エミッタ22A’、22B’、22C’から出力された光との間に約90度の相対的な偏光回転を生み出す光学素子30も備える。そのような偏光回転を生み出すために、光学素子30は、第2の受動光エミッタ22A’、22B’、22C’の組のみから光を受け取り、かつ前記光の偏光を回転させるように配置された複屈折1/2波長板または等価な偏光回転子であってもよい。光送信機12Dは、偏光多重化およびOPMMの両方を実施し、それによって6つの個別のデジタルデータストリーム、すなわち、DATA-A、DATA-B、DATA-C、DATA-A’、DATA-B’、およびDATA-C’の同時送信を可能にする。図3Eは、図3Dの光送信機12Dの受動光エミッタ22A、22B、22C、22A’、22B’、22C’用のローカル出力アレイLOAの一例を示す正面図である。この例示的なローカル出力アレイLOAにおいて、受動光エミッタ22Aおよび22A’の出力部はアレイの中心に位置するが、これはすなわち、マルチモード光ファイバ24において、図2A~2BのAの中心の光伝搬モードによりよく結合するためである。この例示的なローカル出力アレイLOAにおいて、受動光エミッタ22C、22C、22B’、および22C’の出力部は、アレイの中心の周囲であり、そこから離れた環状領域に位置するが、これはすなわち、マルチモード光ファイバ24において、図2A~2BのBおよびCの光伝搬モードによりよく結合するためである。ローカル出力アレイLOAにおける受動光エミッタの2つの組、すなわち、22A、22B、22Cおよび22A’、22B’、22C’の出力部が水平方向に物理的に分離していることで、受動光エミッタ22A’~22C’の第2の組のみの出力部からの光を偏光回転させるように光学素子30を配置することが可能になる。他の実施形態において、前記相対的な回転は、第1の受動光エミッタの組自体、すなわち22A~22Cで、たとえば、その中の光ファイバがそれらの光軸の周りを回るように適切に実施することができる。図3Fは、図3Cの光送信機12Cの一実施形態において受動光エミッタ22A’~22C’を実現する平面デバイスの端部の上面図である。本実施形態において、光学素子30は、受動光エミッタ22A~22Cのみからの光の面を2点で遮断する複屈折1/2波長層であり、オプションのイメージングシステム26は、光学スペーサ層32およびコリメーティングマイクロレンズ34のアレイを含む。マイクロレンズ34は、受動光エミッタ22A~22Cおよび22A’~22C’からの出力光を実質的に平行にするか、または集束させるように位置している。そのため、出力された光ビームは、マルチモード光ファイバ24における種々の光伝搬モードと実質的にサイズが一致することができ、それによってマルチモード光ファイバ24への光結合を向上させる。第2の平面デバイス図示せずは、図3A~3Dの受動光エミッタ22A~22Cの第1の組を実現することができる。第2の平面デバイスは、複屈折波長層30が存在しないことを除けば、図3Fの平面デバイスと同じ構造を有していてもよい。第1および第2の平面デバイスは、単一の統合された光学的構造または別個の統合された光学的構造に配置することができる。図3A~3Dの光送信機12A~12Dの種々の実施形態は、プロセッサ8を備えてもよい。プロセッサ8は、種々の光変調器、たとえば光変調器20A~20Cおよび/または光変調器20A’~20C’にデータを送る前に、そのデータを処理することができる。前処理は、たとえば、独立したデータストリームの、光チャネルにおける光伝搬モードの異なるデータストリームへの混合および/または受信機14の光検波器における前記光伝搬モード検出の混合を事前に補償することができる。そのような事前補償によって、光受信機14は、送信された異なるデジタルデータストリームの混合が実質的に存在しない変調光搬送波を受け取るように接続することができる。プロセッサ8はまた、受動光エミッタ20A~20E、20A’~20C’の1つまたは複数の入力導波管OOWの1つまたは複数のセグメントを電気的に制御して、種々の光変調器20A~20Cからローカル出力アレイLOAに送達される光の相対的位相の動的制御を可能にすることができる。各セグメントは、たとえば、プロセッサ8によってセグメントに隣接する電極全体に印加された電圧により屈折率が制御可能な、電気光学的にまたは熱的に活性な導波管コアを有していてもよい。図4Aは、図1に示した光受信機14の一実施形態14Aを概略的に示す。光受信機14Aは、3つの光データ復調器36A、36B、36Cの組、受動光受信機40A、40B、40C、40D、40Eの組38、およびオプションの電子プロセッサ42を備える。光データ復調器36A~36Cのそれぞれは、受け取った変調光搬送波からデジタルデータストリーム、すなわちDATA-A’’、DATA-B’’、またはDATA-C’’を光学的に復調する。受動光受信機40A~40Eのそれぞれは、マルチモード光ファイバ24の光伝搬モードのうちの1つまたは複数、たとえば、図2A~2BのA~Cのモードからの光を、光データ復調器36A、36B、36Cのうちの1つまたは複数に優先的に結合する。オプションのプロセッサ42は、光学デジタルデータ復調器36A~36Cからの復調されたデジタルデータストリームをさらに処理して、たとえば、別個のデータストリームの不要な混合を除去し、かつ/またはたとえば物理的な光チャネルに生じる不要な信号ひずみを除去することができる。光搬送波がOPMM方式に従って変調されたとき、受動光受信機40A~40Eの組は、データ復調器36A、36B、36Cのそれぞれが、マルチモード光ファイバ24の光伝搬モードのうちの1つまたは複数によって搬送されたデータを受信および復調することができるように、事実上、3×3の光カプラとして機能する。マルチモード光ファイバ24および3つの光データ復調器36A~36Cの3つのデジタルデータ搬送用光伝搬モードの間で、受動光受信機40A~40Eの組は、事実上、階数3以上の光結合マトリックス、たとえば、ほぼ斜交の光結合マトリックスとして機能する。光データ復調器36A~36Cのそれぞれは、振幅変調および/または位相変調された光搬送波からデジタルデータを光学的に復調するための、従来の形のいずれかを有していてもよい。受動光受信機40A~40Eのそれぞれは、図3A~3Eに示した受動光エミッタ22A~22Eのいずれかの、向きを反対にした形と同じように形成することができる。特に、受動光受信機40A~40Eのそれぞれは、単一の入力光導波路IOW、および光復調器36A~36Cのうちの対応する1つのものを入力光導波路IOWに光学的に接続する1つまたは複数の出力光導波路OOWを備えた光導波路構造である。いくつかの実施形態において、光導波路構造は、たとえば、単一モードの光ファイバなどの単一の入力光ファイバIOWおよび単一モードの光ファイバなどの1つまたは複数の出力光ファイバOOWを備えた光ファイババンドルである。そのようなファイババンドルにおいて、各出力光ファイバOOWは、光復調器36A~36Cのうちの対応する1つのものを入力光ファイバIOWに光学的に接続する。他の実施形態において、光導波路構造は、たとえば、単一の入力光ファイバIOWおよび1つまたは複数の出力光ファイバコアOOWを含む多芯光ファイバである。各出力光ファイバコアOOWは、光復調器36A~36Cのうちの対応する1つのものを多芯光ファイバの単一の入力光ファイバIOWに光学的に接続する。受動光受信機エミッタ40A~40Eのそれぞれは、溶融構造として種々の方法で製作してもよい。ある例においては、バンドルを形成するために、複数の光ファイバをガラス毛細管の中に収めてもよい。次いで、バンドルの一端を、部分溶融状態になるように加熱し、部分溶融状態になったバンドルの一端からファイバを引き出すことによって、入力光ファイバIOWを作り出す。そのような実施形態において、最初の光ファイバの自由端が、入力光ファイバIOWに結合された受動光受信機の出力光導波路OOWを形成する。別の実施形態において、受動光受信機の光導波路構造を形成するために、複数の光ファイバを溶着、すなわち、1つの入力光ファイバIOWを1つまたは複数の出力光ファイバOOWに固定し、かつ光学的に結合した状態にする。実際、光ファイババンドルを作成するためのそのような引出しまたは溶融方法の1つまたは複数のステップを実行して、それにより個々の受動光受信機40A~40Eを溶着することによって、図4Aの受動光受信機40A~40Eの組全体を形成することができる。受動光受信機40A~40Eのそれぞれについて、入力光導波路IOWの入力端は、マルチモード光ファイバ24、たとえば、図1における最後のスパンSPNのマルチモード光送信ファイバの出力端に光学的に対向している。したがって、受動光受信機40A~40Eの出力部は、マルチモード光ファイバ24の出力端に光学的に対向する2D側方入力アレイLIAを形成する。側方入力アレイLIAにおいて、受動光受信機40A~40Eのそれぞれは、典型的には、マルチモード光ファイバ24における光伝搬モードのうちの選択された1つまたは複数から優先的に光を受け取るように構成かつ/または配置される。受動光受信機40A~40Eの出力部は、図2A~2BのA、B、およびC光伝搬モードの光を、それぞれ光データ復調器36A、36B、および36Cに優先的に送るために、たとえば光データ復調器36A~36Cで組み合わされてもよい。側方入力アレイLIAは、マルチモード光ファイバ24の出力端に接合された溶融体であってもよく、あるいは、たとえばコリメーティングレンズまたはマイクロレンズアレイまたは反射鏡および/もしくは光アイソレータと組み合わされたレンズシステムであるオプションのイメージングシステム26を介して、その出力端に光学的に結合されていてもよい。光データ復調器36A~36Cのそれぞれは、OPMMを実現するために、受動光受信機40A~40Eの組に異なる形で光学的に接続する。光データ復調器36Aは、受動光受信機40Aの対応する出力光導波路OOWに光学的に接続する。この受動光受信機40Aの入力光導波路IOWの入力端は、マルチモード光ファイバ24の中心領域から優先的に光を受け取るように配置および配向がなされている。そのため、この受動光受信機40Aは、図2A~2BのAの中心の光伝搬モードから優先的に光を受け取ることができる。側方入力アレイLIAのこの入力部は、たとえば、マルチモード光ファイバ24の出力端の中心部に直接的に対向していてもよい。そのため、光データ復調器36Aは、図2A~2BのAの光伝搬モードに強く結合されていてもよい。光データ復調器36B~36Cはそれぞれ、残りの受動光受信機40B~40Eのうちのいくつかまたはすべての、対応する出力光導波路OOWに光学的に接続する。これらの受動光受信機40B~40Eの入力光導波路IOWの入力部は、マルチモード光ファイバ24の出力端の環状領域から光を優先的に受け取るように、側方入力アレイLIA上に位置する。環状領域は、たとえば、図2A~2BのBおよびCの光伝搬モードBにおける大きい強度の領域であり得る。BおよびCの光伝搬モードは、種々の受動光受信機40B~40Eに0でない相対的位相の光を送るので、そこで受け取られた光は、光データ復調器36Bでの再結合の前に、0でない相対的位相の組で遅延されていてもよく、また光データ復調器36Cでの再結合の前に、0でない相対的位相の異なる組で遅延されていてもよい。相対的位相は、光データ復調器36BがBの光伝搬モードから優先的に光を受け取るように、また光データ復調器36CがCの光伝搬モードから優先的に光を受け取るように選択され得る。光データ復調器36Cにおいて、受動光受信機40B~40Eのうちの1つからの光に対する加えられた位相は、側方入力アレイLIA上の時計回りの隣接する入力端をもつ受動光受信機40B~40Eからの光に対して、[π/4、3π/4]の間隔にあってもよく、たとえば約π/2である。光データ復調器36Bにおいて、受動光受信機40B~40Eのうちの1つからの光に対する加えられた位相は、側方入力アレイLIA上の時計回りの隣接する入力端をもつ受動光受信機40B~40Eからの光に対して、[-π/4、-3π/4]の間隔にあってもよく、たとえば約-π/2である。典型的には、受動光受信機40B~40Eによって導入される相対的位相は、BおよびCの光伝搬モードを介して送られる光が、それぞれ光データ復調器36Aおよび36Bにおいて建設的に干渉するように、実質的に最適化される。いくつかの実施形態において、光データ復調器36A~36Cは、マルチモード光ファイバ24から受け取った光を、ローカル光発振器から受け取った光と混合させるコヒーレント光検波器を含む。たとえば、そのような混合は、フォトダイオードの対応ペアを前記混合された光の光検波器として使用する1つまたは複数の光混成物において行われてもよい。そのようなコヒーレント検波器に適している可能性があるいくつかの構造は、2005年8月15日に出願された米国特許出願第11/204,607号、2005年9月27日に出願された米国特許出願第11/236,246号、および/または2006年12月22日に出願された米国特許出願第11/644,536号に記載されていることがある。上記3つの米国特許出願は、その全体を本明細書に参照として組み込む。いくつかのそのような実施形態において、ローカル発振器は、ローカル発振器の光を、直接的に光データ変調器36A~36Cに送信するために接続されていてもよい。すなわち、光は、ローカル発振器から光データ変調器36A~36Cに、受動光受信機40A~40Eを迂回する方法で直接的に送られる。そのような代替的実施形態において、ローカル発振器は、受動光受信機40A~40Eがローカル発振器およびマルチモード光ファイバ24から受け取った光を運ぶために、側方入力アレイLIAの入力部に光を送ることができる。これらの実施形態において、ローカル発振器は、側方入力アレイLIAに光を送り、その位相および振幅プロファイルは、マルチモード光ファイバ24のA、B、およびCの伝搬モードによってそこに送られる光のものと重複する。次いで、個々の受動光受信機40A~40Eは、ローカル発振器からの光およびマルチモード光ファイバ24からの光に同じ相対的位相偏移を生じさせる。そのため、受動光受信機40A~40Eのうちの別々のものからの光は、光データ変調器36A~36Cで組み合わされたとき、コヒーレント光検出をサポートする方法でさらに加算することができる。代替実施形態図示せずにおいて、図4Aの光受信機14Aは、受動光受信機40A~40Cだけを備えていてもよい。すなわち、そのような代替実施形態において、受動光受信機40D~40Eは存在しない。他のそのような代替実施形態において、受動光受信機40B~40Cまたは40B~40Eの入力部は、側方入力アレイLIAにおける受動光受信機40Aの入力部の位置に対して、相対的な異なる角度位置に配置してもよい。そのような実施形態において、受動光受信機40B~40Cまたは40B~40Eは、その中に搬送された光に異なる相対的位相を生じさせることができ、その結果、光データ復調器36Bおよび36Cは、前記組み合わされた光をさらに使用してBおよびCの各光伝搬モード上に変調されたデータを検出することができる。図4Bは、図1の光受信機14の別の実施形態14Bを概略的に示す。光受信機14Bは、光伝搬モード多重化、偏光多重化、および4位相偏移変調プロトコルによる変調を受けた受信光信号からのデータストリームを復調するように構成されている。光受信機14Bは、受動光受信機の第1、第2、第3、および第4の組38、38’、38’’、38’’’、受動光受信機の対応する第1、第2、第3、および第4の組44、44’、44’’、44’’’、偏光ビームスプリッタ28、ローカル光発振器46、光学位相プレート48ならびに2つのオプションのコリメーティング光学システム26、26’を備える。組38~38’’’のそれぞれは、図4Aに関して説明したように構築および/または構成された、3つ以上の受動光受信機、たとえば、4つ、5つ、6つまたはそれ以上の受動光受信機を含む。受動光受信機の組38~38’’’のそれぞれは、マルチモード光ファイバ24からデータが変調された光を受け取り、かつローカル光源46から参照光を受け取る。組44~44’’’のそれぞれは、上記のコヒーレント光検波器として、たとえば上記で組み込んでいる米国特許出願に記載された構造を使用して構築および構成された3つの光データ復調器を含む。組44~44’’’のそれぞれにおいて、第1、第2、および第3の光データ復調器は、マルチモード光ファイバ24のA、B、およびCの各光伝搬モードからの光を優先的に受け取るように構成されている。位相プレート48は、第1の組38と第2の組38’の線形入力アレイLIAに送られる参照光の間に約1/4周期の相対的位相遅延を導入し、かつ第3の組38’’と第4の組38’’’の線形入力アレイLIAに送られる参照光の間に約1/4周期の相対的位相遅延を導入する。そのため、光データ復調器の第1および第3の組44、44’’は、受け取った光の同相の成分上で搬送されたデータを復調することができ、また光データ復調器の第2および第4の組44’、44’’’は、受け取った光の直角位相成分上で搬送されたデータを復調することができる。偏光ビームスプリッタ28は、マルチモード光ファイバ24およびローカル光発振器44からの光の1つの偏光を、受動光受信機の第1および第2の組38、38’に向けるように構成されており、また前記光の比較的直交する偏光成分を受動光受信機の第3および第4の組38’’、33’’’に向けるように構成されている。このため、光データ復調器の第1および第2の組44、44’は、1つの偏光成分によって搬送されるデータストリームを復調し、光データ復調器の第3および第4の組44’’、44’’’は、比較的直交する偏光成分によって搬送されたデータストリームを復調する。最終的に、受動光受信機の組38~38’’’のそれぞれは、1つの入力部が、マルチモード光導波路24の中心に光学的に対向し、2つ以上の周辺の入力部が、マルチモード光導波路24の中心から外れた領域に光学的に対向した状態で、2D側方入力アレイを形成する。そのため、各組38~38’’’のうちの1つの受動光受信機は、マルチモード光ファイバ24のAの中心の光伝搬モードから優先的に光を受け取り、各組38~38’’’の残りの受動光受信機は、マルチモード光ファイバ24のBおよびCの光伝搬モードから優先的に光を受け取る。組38~38’’’のそれぞれにおいて、受動光受信機は、搬送されてきた光の間に適切な相対的遅延を生じさせ、その結果、組44~44’のそれぞれの光復調器に送達された光の組合せによって、その第1、第2、および第3の光復調器が、図2A~2BのA、B、およびCの各光伝搬モードによって搬送されたデータを復調できるようになる。図4Cは、偏光モード多重方式での光伝搬モード多重方式によって変調されたデータを復調するように構成された、図1の光受信機14の別の実施形態14Cを概略的に示す。光受信機14Cは、図4Aおよび4Bの光受信機14A、14Bに類似する構造を有する。しかし、光受信機14Cは、光データ復調器36A、36B、36Cの第1の組および受動光受信機40A、40B、40Cの対応する第1の組を備え、かつ光データ復調器36A’、36B’、36C’の第2の組および受動光受信機40A’、40B’、40C’の対応する第2の組を有する。第1の組の光データ復調器36A~36Cは、第1の組の受動光受信機40A~40Cに光学的に接続し、第2の組の光データ復調器36A’~36C’は、第2の組の受動光受信機40A’~40C’に光学的に接続する。また、光受信機14Cは、複屈折光1/2波長板30および直線偏光子50を含む。光1/2波長板30および直線偏光子50は両方とも、マルチモード光ファイバ24の出力端と、受動光受信機40A~40C、40A’~40C’の入力部によって形成された、光学的に対向する2D側方入力アレイLIAとの間に位置する。1/2波長板30は、受動光受信機40A~40Cの入力部とマルチモード光ファイバ24の出力部の間に位置するが、受動光受信機40A’~40Cの入力部とマルチモード光ファイバ24の出力部の間には位置しない。このため、光データ復調器36A、36B、および36Cの第1の組ならびに光復調器36A’、36B’、および36C’の第2の組は、比較的直交する偏光のA、B、およびCの光伝搬モードのそれぞれからのデータストリームDATA-A、DATA-B、DATA-CおよびDATA-A’、DATA-B’、DATA-C’のそれぞれを復調する。いくつかの実施形態において、受動光受信機40A~40Cおよび40A’~40C’は、図4Aまたは4Bについて説明した構造を有するか、または図3Eおよび/または図3Fに示した受動光エミッタ22A~22Cおよび22A’~22C’の構造の、方向を反対にした状態である構造を有する。図5は、たとえば図3A~3Dの光送信機のいずれかでデジタルデータを光学的に送信する方法50を示す。方法50は、異なるデジタルデータで変調された第1、第2、および第3の光搬送波を作り出すことを含むステップ52。方法50は、第1の変調された光搬送波がマルチモード光ファイバの第1の伝搬モードに優先的に送られるように、データが変調された第1の光搬送波を、マルチモード光ファイバに終端結合された第1の光導波路に送ることを含むステップ54。この方法は、第2の変調された光搬送波がマルチモード光ファイバの第2の伝搬モードに優先的に送られ、第3の変調された光搬送波がマルチモード光ファイバの第3の伝搬モードに優先的に送られるように、第2および第3の変調された光搬送波を、マルチモード光ファイバに終端結合された第2および第3の光導波路の両方に送ることを含むステップ56。第1、第2および第3の光伝搬モードは、マルチモード光ファイバにおける直交伝搬モードである。方法50のいくつかの実施形態において、送信ステップ54および56は、光伝搬モード多重を作り出すのと時間的に並行して実行することができる。方法50のいくつかの実施形態において、第2の伝搬モードは、マルチモード光ファイバの軸周りの円に沿ってある方向に増加する位相を有し、第3の伝搬モードは、その円に沿って反対方向に増加する位相を有する。図6は、たとえば、図4A~4Cの光受信機のいずれかを使用してデジタルデータを光学的に受信する方法60を示す。方法60は、第1、第2および第3の光導波路の入力部によって形成された側方入力アレイLIAにおいて、変調された光信号をマルチモード光送信ファイバの出力端から受信することを含んでもよいステップ62。方法60は、受け取る光が優先的にはマルチモード光導波路の第1の伝搬モードからのものとなるように、マルチモード光導波路からの、そこに終端結合された第1の光導波路を介して受け取った光からデータを復調することを含むステップ64。方法60は、他の光が優先的にはマルチモード光導波路の第2の伝搬モードからのものとなるように、マルチモード光導波路からの、そこに終端結合された第2および第3の光導波路の両方を介して受け取った他の光からデータを復調することを含むステップ64。方法toは、さらに他の光が優先的にはマルチモード光導波路の第3の伝搬モードからのものとなるように、マルチモード光導波路からの、第2および第3の光導波路の両方を介して受け取ったさらに他の光からデータを復調することを含むステップ66。第1、第2および第3の伝搬モードは、マルチモード光ファイバにおける直交伝搬モードである。方法60のいくつかの実施形態において、復調ステップ62、64、および66は、光伝搬モード多重を作り出すのと時間的に並行して実行することができる。方法60のいくつかの実施形態において、第2の伝搬モードは、マルチモード光ファイバの軸周りの円がある方向に横断されるにつれて増加する位相を有し、第3の伝搬モードは、その円が反対方向に横断されるにつれて増加する位相を有する。図3A~3Dおよび/または4A~4Cに記載したシステムに対する代替実施形態の光通信システムにおいて、マルチモード光送信ファイバのより多くの光伝搬モードおよび/または異なる光伝搬モードが、データを搬送してもよい。たとえば、これらの実施形態は、4つ以上の独立したデータストリームの同時送信を可能にするために、4、5、6、またはそれ以上のかかる光伝搬モードを使用することができ、かつ/または異なるおよび/もしくはより高次のモードを使用することができる。そのような代替実施形態において、LOAにおける受動光エミッタの1つもしくは複数の組の出力部の、かつ/またはLIAにおける受動光受信機の1つまたは複数の組の入力部の横方向の配置は、データを搬送するために選択される光伝搬モードの大きい光強度の領域により良好に光学的に結合するために異なっていてもよい。開示内容、図面、および特許請求の範囲から、本発明の他の実施形態は当業者に明らかであろう。"