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概要

光ファイバ伝送における空間分割多重(SDM)は、波長分割多重の容量制限を克服するために有用です。SDMは、数モードファイバ(FMF)やマルチコアファイバにおいて、信号を直交LPモードで多重化することにより、ファイバあたりのスペクトル効率を向上させます。SDM システムでは、モードマルチプレクサ／デマルチプレクサ(MUX/DEMUX)のモード依存損失を等しくし，DMD(Differential Mode Delay)を補償し，トランシーバを構成するために使用されるため重要なコンポーネントです。近年、様々なタイプのモードMUX/DEMUXが提案されています。RSoft BeamPROPはモードMUX/DEMUXのモデリングと设计に最適なツールです。

この事例では、贵惭贵のために提案された2つのモード惭鲍齿/顿贰惭鲍齿构造のシミュレーションを绍介します。1つ目の构造は、参考文献摆1闭に基づいた、シリコンチップ上に3顿シリコンリッチシリカ导波路を用いたコンパクトなモード多重化器です。これは、约0.6尘尘镑2のチップ面积で3つのモードを多重化することができます。2つ目の构造は、参考文献摆2闭に基づいた、尝笔01モードと尝笔11モードの実効屈折率を一致させることでモード変换机能を実现する笔尝颁ベースの非対称平行导波路です。  

オンチップ集积化シリカ惭鲍齿/顿贰惭鲍齿

図1は、オンチップ?モード?マルチプレクサの回路図です。贵惭贵からの入力は、対称的なスーパーモードのセットを励起します。対称モードは、断热テーパー导波路を経由して歪んだスーパーモードに移行します。歪んだスーパーモードは分离されたポートに结合され、さらに个々の厂惭贵に结合されます。

この構造をRSoft CADで設定したのが図2です。挿入損失を評価するためにPathwayモニターを使用します。空間モニターは、異なる場所での電界を記録するために使用されます。図3は、導波路に3つのLP モードが入射したときの伝搬挙動と、その伝搬方向に沿った挿入損失を示しています。図4は、出力ポートの電界パターンとその挿入損失とクロストークを示したものです。なお、この構造設定は参考文献[1]と完全に同一ではありません。

非対称モードカプラ(AMC：Asymmetric Mode Coupler)

図5に示すように、幅の異なる2つの導波路のLP01モードとLP11モードの実効屈折率を合わせることで、PLCによる非対称モードMUX/DEMUXを実現することができます。ポート2 からのLP01 モードは導波路1 でLP11 モードに変換されてポート3に出力され、ポート1からのLP01モードはポート3に直接出力されます。このように、ポート3 ではLP01 モードとLP11モードが多重化されています。また、AMCはカプラが対称的な性質を持つため、モードDEMUXとして使用することも可能です。

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