マルチモードファイバを伝送されたコヒーレント変調信号光が入力され、前記コヒーレント変調信号光に含まれる複数のモードを基本モードに収束させてシングルモードファイバに出力するモード収束手段と、前記モード収束手段によって基本モードに収束された前記コヒーレント変調信号光を受信するコヒーレント受光手段と、を具備することを特徴とするマルチモード光受信装置。前記モード収束手段は、前記マルチモードファイバを伝送された前記コヒーレント変調信号光を平行光にするコリメートレンズと、前記コリメートレンズからの平行光を前記シングルモードファイバの入射端に集光する集光レンズと、を備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチモード光受信装置。前記モード収束手段は、一端から他端に向けてモードフィールド径が縮小しているテーパ型光ファイバであり、前記一端が前記マルチモードファイバに接続され、前記他端が前記シングルモードファイバに接続されていることを特徴とする請求項1に記載のマルチモード光受信装置。各モードへの分散状態がチャネル毎に異なるマルチモードのコヒーレント変調信号光をマルチモードファイバに送信するマルチモード光送信装置と、前記マルチモードファイバを伝送された前記コヒーレント変調信号光を受信する請求項1から3のいずれかに記載のマルチモード光受信装置と、を備えるマルチモード光伝送システム。マルチモードファイバを伝送されたコヒーレント変調信号光が入力され、前記コヒーレント変調信号光に含まれる複数のモードを基本モードに収束させてシングルモードファイバに出力するモード収束手順と、前記モード収束手順において基本モードに収束された前記コヒーレント変調信号光を受信するコヒーレント受光手順と、を順に有することを特徴とするマルチモード光受信方法。各モードへの分散状態がチャネル毎に異なるマルチモードのコヒーレント変調信号光をマルチモードファイバに送信するマルチモード光送信手順と、前記マルチモード光送信手順で送信した前記コヒーレント変調信号光を受信する請求項5に記載のマルチモード光受信方法と、を順に有するマルチモード光伝送方法。非特許文献2のマルチモードの空間系90度光ミキサは、多数の光学素子を配置するため、サイズの拡大や光学調整が煩雑になるという課題がある。一方で、シングルモード用の受光器であれば石英系PLC型90度光ミキサを用いることができるため、空間系90度光ミキサよりも構成が容易になる。しかし、シングルモード用の受光器は高次モードを受光することが出来ないため、光MIMO通信を実現することができない。また、マルチモードの信号光を伝送する場合、マルチモード用の受光器は受光面積が大きいため、受信速度が遅い。しかし、シングルモード用の受光器は高次モードを受光することが出来ないため、光MIMO通信を実現することができない。このように、MIMO技術を光ファイバ通信に適用し、高次モードを積極的に利用した伝送技術を用いる場合、シングルモード用の受光器を用いることができないため、構成の簡素化及び高速化が困難であった。本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、マルチモード光受信装置において構成の簡素化かつ高速化を実現することを目的とする。上記目的を達成するために、本願発明のマルチモード光受信装置及びマルチモード光伝送システムは、マルチモードファイバを伝送された信号光に対して、伝送後のマルチモード信号光における複数のモードを基本モードに収束させることを特徴とする。具体的には、本願発明のマルチモード光受信装置は、マルチモードファイバを伝送されたコヒーレント変調信号光が入力され、前記コヒーレント変調信号光に含まれる複数のモードを基本モードに収束させてシングルモードファイバに出力するモード収束手段と、前記モード収束手段によって基本モードに収束された前記コヒーレント変調信号光を受信するコヒーレント受光手段と、を具備する。モード収束手段を備えるため、高次モードの光を伝送路外へ除去することなく、基本モードに変換することができる。これにより、本願発明のマルチモード光受信装置は、高次モードの情報を落とすことなく、コヒーレント受光手段にシングルモード用の受光器を用いることができる。また、シングルモード用の光デバイスを用いて増幅することができる。したがって、マルチモード光受信装置において構成の簡素化かつ高速化を実現することができる。本願発明のマルチモード光受信装置では、前記モード収束手段は、前記マルチモードファイバを伝送された前記コヒーレント変調信号光を平行光にするコリメートレンズと、前記コリメートレンズからの平行光を前記シングルモードファイバの入射端に集光する集光レンズと、を備えていてもよい。本願発明のマルチモード光受信装置では、前記モード収束手段は、一端から他端に向けてモードフィールド径が縮小しているテーパ型光ファイバであり、前記一端が前記マルチモードファイバに接続され、前記他端が前記シングルモードファイバに接続されていてもよい。具体的には、本願発明のマルチモード光伝送システムは、各モードへの分散状態がチャネル毎に異なるマルチモードのコヒーレント変調信号光をマルチモードファイバに送信するマルチモード光送信装置と、前記マルチモードファイバを伝送された前記コヒーレント変調信号光を受信する本願発明に係るマルチモード光受信装置と、を備える。本願発明のマルチモード光伝送システムは、本願発明に係るマルチモード光受信装置を備えるため、マルチモード光受信装置において構成の簡素化かつ高速化を実現することができる。具体的には、本願発明のマルチモード光受信方法は、マルチモードファイバを伝送されたコヒーレント変調信号光が入力され、前記コヒーレント変調信号光に含まれる複数のモードを基本モードに収束させてシングルモードファイバに出力するモード収束手順と、前記モード収束手順において基本モードに収束された前記コヒーレント変調信号光を受信するコヒーレント受光手順と、を順に有する。モード収束手順を有するため、高次モードの光を伝送路外へ除去することなく、基本モードに変換することができる。これにより、本願発明のマルチモード光受信方法は、高次モードの情報を落とすことなく、コヒーレント受光手順においてシングルモード用の受光器を用いることができる。また、シングルモード用の光デバイスを用いて増幅することができる。したがって、マルチモード光受信装置において構成の簡素化かつ高速化を実現することができる。具体的には、本願発明のマルチモード光伝送方法は、各モードへの分散状態がチャネル毎に異なるマルチモードのコヒーレント変調信号光をマルチモードファイバに送信するマルチモード光送信手順と、前記マルチモード光送信手順で送信した前記コヒーレント変調信号光を受信する本願発明に係るマルチモード光受信方法と、を順に有する。本願発明のマルチモード光伝送方法は、本願発明に係るマルチモード光受信方法を実行するため、マルチモード光受信装置において構成の簡素化かつ高速化を実現することができる。本発明によれば、高次モードの光を伝送路外へ除去することなく、基本モードに変換することで、高次モードの情報を落とすことなくシングルモード用の受光器を利用することが出来る。さらにマルチモードでは困難であった光増幅を可能にし、高効率かつ高速なマルチモード光伝送の実現を可能とする。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の例であり、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。実施形態1図1に、実施形態1に係るマルチモード光伝送システムの一例を示す。図1に示すマルチモード光伝送システムは、マルチモード光送信装置10とマルチモード光受信装置20がマルチモードファイバ100で接続されている。実施形態1に係るマルチモード光伝送方法は、マルチモード光送信装置10がマルチモードのコヒーレント変調信号光をマルチモードファイバ100に送信するマルチモード光送信手順と、マルチモード光受信装置20がマルチモード光送信手順で送信したコヒーレント変調信号光を受信するマルチモード光受信方法と、を順に有する。マルチモード光受信方法は、モード収束手順と、コヒーレント受光手順と、を順に有する。コヒーレント変調信号光は、例えば、BPSKBinaryPhaseShiftKeying信号光である。本実施形態では、一例として、図1に示す構成の4入力、5出力の光MIMO伝送について記載する。マルチモード光送信装置10は、レーザ光源11と、シングルモードカプラ12と、光変調器131~134と、モード励振器141~144と、マルチモードカプラ15と、を備える。レーザ光源11からの光をシングルモードカプラ12により4分岐し、4分岐したそれぞれの光を光変調器131~134により個別に変調を行い、4チャネルの信号を発生させる。光変調器131~134の信号フォーマットはBPSKである。それぞれのチャネルの信号をモード励振器141~144に入射し高次モード励振させた後、4入力1出力のマルチモードカプラ15により合波する。ここで、各モード励振器141~144は、励振するモード比率が異なる。例えば、モード励振器141は1番目の高次モードのモード比率が高くなるように励振し、モード励振器142は2番目の高次モードのモード比率が高くなるように励振し、モード励振器143は3番目の高次モードのモード比率が高くなるように励振し、モード励振器144は4番目の高次モードのモード比率が高くなるように励振する。このように、各々のチャネルのコヒーレント変調信号光は、全てのモードを含んでいるが、そのモード比率はチャネルごとに異なる。そのようなモード分布状態でマルチモードファイバ100に送信する。また、マルチモードカプラ15は、入力ポート毎、且つモード毎に分岐比の異なるモード依存型であることが好ましい。例えば、マルチモードカプラ15は、各モード励振器141~144の励振するモード比率に適合するように、各モード励振器141~144からのマルチモード光を結合する。すなわち、1番目の高次モードはモード励振器141からのマルチモード光の結合比が高く、2番目の高次モードはモード励振器142からのマルチモード光の結合比が高く、3番目の高次モードはモード励振器143からのマルチモード光の結合比が高く、4番目の高次モードはモード励振器144からのマルチモード光の結合比が高い。合波後の4チャネル信号光を伝送用マルチモードファイバ100に入射する。マルチモードファイバは一般に伝送中に数百の高次モードが存在するが、今回は第4番目までの高次モードを考慮した。伝送用マルチモードファイバ中において、ファイバ中の伝搬速度が異なるため、高次モードは基本モードに対し、遅延を受ける。なお、伝送用マルチモードファイバ中の各高次モードについて、基本モードに対し、第1番目の高次モードは1ビット、第2番目の高次モードは3ビット、第3番目の高次モードは7ビット、第4番目の高次モードは13ビットの遅延を与えた。また伝送中の各モード間におけるエネルギーのやりとりモード変換およびモードに依存する損失は考慮していない。マルチモード光受信装置20は、マルチモードカプラ21と、モード収束器221~225と、コヒーレント受光器231~235と、MIMO適応等化器25と、を備える。マルチモードファイバ100を伝送された後の信号を1入力5出力のマルチモードカプラ21により分岐する。ここで、マルチモードカプラ21は、出力ポート毎、且つモード毎に分岐比の異なるモード依存型であることが好ましい。例えば、マルチモードカプラ21は、各コヒーレント受光器231~235の受光するモード比率に適合するように、各モード収束器221~225にマルチモード光を分岐する。すなわち、1番目の高次モードはモード収束器221への分岐比が高く、2番目の高次モードはモード収束器222への分岐比が高く、3番目の高次モードはモード収束器223への分岐比が高く、4番目の高次モードはモード収束器224への分岐比が高い。モード収束器221~225は、マルチモードファイバ100を伝送されたコヒーレント変調信号光が入力され、コヒーレント変調信号光に含まれる複数のモードを基本モードに収束させてシングルモードファイバに出力する。例えば、モード収束器221~225は、マルチモードファイバ100から入力されたマルチモード光を空間レンズ系に通すことによってモードフィールド径を縮小し、シングルモードファイバに入射して出力する。このモード収束器221~225によって、高次モードの光が有する振幅、位相の情報を保ったまま基本モード成分に低損失で変換することが可能となる。ここでは、モード収束器221~225における各モードの損失を、基本モード5dB、第1番目の高次モードは7dB、第2番目の高次モードは11dB、第3番目の高次モードは13dB、第4番目の高次モードは17dBとした。一方、図1において、モード収束器221~225を介さない場合、シングルモードファイバへの結合が困難になり、特に高次モードにおける接続損失が大きくなる。この場合の各モードの損失を、基本モードは10dB、第1番目の高次モードは70dB、第2番目の高次モードは110dB、第3番目の高次モードは130dB、第4番目の高次モードは170dBとした。コヒーレント受光器231~235は、それぞれ、モード収束器221~225によって基本モードに収束されたコヒーレント変調信号光を受信する。MIMO適応等化器25は、コヒーレント受光器231~235の受光信号が入力され、デジタル信号処理により信号復元を行う。図2に、マルチモード光受信装置20の具体例を示す。ここでは、理解の容易のため、モード収束器221~225のうちのモード収束器221と、コヒーレント受光器231~235のうちのコヒーレント受光器231の場合について説明する。コヒーレント受光器231は、局発光源241と、90度光ミキサ311と、バランスドレシーバ321I及び321Qと、を備える。モード収束器221によってシングルモードファイバに結合された光信号は、局発光源241からの局発光と共に90度光ミキサ311において掛け合わされ、バランスドレシーバ321I及び321Qに出力される。バランスドレシーバ321I及び321Qは、それぞれの光信号を、ベースバンド電気信号の同相成分I成分および直交成分Q成分に変換する。続いて、MIMO適応等化器25がデジタルシグナルプロセッシングによりサンプリングおよび量子化を行うことにより信号を復元する。ここで、シングルモード用に設計された90度光ミキサ311にマルチモードを入射した場合、高次モード成分が欠落してしまう。このため、高次モード成分を欠落させないように、本実施形態ではモード収束器221を用いている。モード収束器221を用いているため、高次モードの情報を有したままシングルモード用光増幅器261を用いて光増幅を実現することが可能となる。なお、コヒーレント受光器231~235におけるモード依存損失は考慮していない。MIMO適応等化器25において、FIRフィルタのタップ係数の推定法はRLSRecursiveLeastSquare:再帰最小2乗アルゴリズムを利用することができる例えば、非特許文献4参照。。また、タップ数は15、トレーニング信号数は100、忘却係数λは1.0×10-3、ステップサイズσは10とした。送信信号をx1、x2、x3、x4、コヒーレント受光器231~235後の受信信号をy1、y2、y3、y4、y5、MIMO適応等化器25後の復元された信号をxc1、xc2、xc3、xc4とする。ここで本発明に係るモード収束器の動作について、図3、図4、図5を用いて具体的に述べる。図3は空間レンズ系を用いたモード収束器221~225の構成を示す図である。マルチモードファイバ41からのマルチモード信号光をコリメートレンズ42により平行ビームにし、集光レンズ43によりシングルモードファイバ44に入射し、シングルモードファイバ44に結合する。図4はモード収束器221~225の特性を検証する実験系の構成を表すブロック図である。この実験系では、波長1550nmのレーザ光源51から照射されるレーザ光を光変調器53に入射してパルスジェネレータ52で発生されるパルス信号によって変調し、その変調出力をモード励振器54によりモードを励振し、ファイバ長3kmのマルチモードファイバ55に入射し、モード収束器56により高次モード成分を基本モードに収束し、ファイバ長2mのシングルモードファイバ57に入射し、その伝送後の波形観測を光オシロスコープ58を用いて行った。図5にモード収束器56の特性の検証結果の一例を示す。図5aはモード励振器54前のパルス時間波形を示し、図5bはモード励振しマルチモードファイバ55伝送後の時間波形を示し、図5cはモード収束器56を使用しないときのシングルモードファイバ57伝送後の時間波形を示し、図5dはモード収束器56を使用した場合の伝送後の時間波形を示す。伝送前のパルス幅は100psである。図5bに示すように、モード励振しマルチモードファイバを伝送後は、1つ目のパルス横軸目盛り‘1’に存在するパルスから600ps後、及び1.3ns後にパルスが存在することにより、高次モードが存在していることが分かる。図5bに示す時間波形と図5cに示す時間波形を比較すると、モード収束器を使用しない場合、1つ目のパルスから600ps後、及び1.3ns後の時点にパルスは存在せず、シングルモードファイバ伝送後に高次モード成分が失われている様子が分かる。一方、図5bに示す時間波形と図5dに示す時間波形を比較すると、モード収束器を使用した場合、1つ目のパルスから600ps後、及び1.3ns後の時点にパルスは存在シングルモード伝送後も高次モード成分は失われていない様子が分かる。以上より、本モード収束器は高次モード成分を基本モードに収束するモード収束としての機能を有していることが分かる。図6に図4のシミュレーション系で得られた送信信号のコンスタレーションマップを示す。図6aは送信信号x1を示し、図6bは送信信号x2を示し、図6cは送信信号x3を示し、図6dは送信信号x4を示す。図7に図4のシミュレーション系で得られたコヒーレント受光器後の受信信号のコンスタレーションマップを示す。図7a~図7eはそれぞれモード収束器がない場合の受信信号y1、y2、y3、y4、y5を示し、図7f~図7jはそれぞれモード収束器がある場合の受信信号y1、y2、y3、y4、y5を示す。図8にMIMO適応等化処理によるトレーニング信号とエラーx-xcの関係を示す。図8a~図8dはそれぞれモード収束器がない場合を示し、図8e~図8hはそれぞれモード収束器がある場合を示す。図9に図4のシミュレーション系で得られたMIMO適応等化処理後の受信信号のコンスタレーションマップを示す。図9a~図9dはそれぞれモード収束器がない場合を示し、図9e~図9hはそれぞれモード収束器がある場合を示す。図9により、モード収束器を利用しない場合、図6に示す送信信号のコンスタレーションマップへの復号が出来ていない様子が分かる。つまり、モード収束器を利用しない場合、高次モード成分が欠落してしまうため、MIMO適応等化器による信号復元が不可能となる。一方、モード収束器を利用した場合、図6に示す送信信号のコンスタレーションマップへの復号が出来ている様子が分かる。つまり、高次モード成分を基本モード成分に変換することで、必要な強度や位相情報の欠落なく、MIMO適応等化器による信号復元が可能であることが示された。以上より、高次モード成分を基本モードに収束するモード収束器221~225がコヒーレントマルチモード光受信装置20としての機能を有していることが本実施形態により分かる。さらに、本実施形態によって、高次モードの情報を有したままシングルモード用光増幅器図2に示す符号261及び262を用いて光増幅を実現することが可能となる。なお、本実施例における信号フォーマットはBPSKとしたが、BPSKに代えて任意のコヒーレント変調を用いることができる。コヒーレント変調は、例えば、QPSKQuadraturePhaseShiftKeyingやQAMquadratureamplitudemodulationなど変調フォーマットは問わない。実施形態2本発明に係るモード収束手段の第2の実施形態について説明する。本実施形態においては、実施形態1において、図3に示した空間レンズ系モード収束器ではなく、図10に示すようなテーパ型光ファイバをモード収束器として用いる。一端から他端に向けてモードフィールド径が縮小しているテーパ型光ファイバ45の場合、一端がマルチモードファイバ41に接続され、他端がシングルモードファイバ44に接続される。マルチモードファイバ41から入力されたマルチモード光をテーパ型光ファイバ45に通すことによってモードフィールド径を縮小し、シングルモードファイバ44に入射して出力する。このモード収束器によって、高次モードの光が有する振幅、位相の情報を保ったまま基本モード成分に低損失で変換することが可能となる。テーパ型光ファイバ45によるモード収束器は、空間レンズ系モード収束器と同様の特性が得られる。以上、本発明に係るマルチモード光受信装置及びモード収束器の好適な実施例を例示して説明したが、本発明の実施形態は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内に置いて、その構成部材等の置換、変更、追加、個数の増減、形状の設計変更、設計パラメータの変更等を行うことは、全て本発明の範囲に含まれるものである。