光通信技術(有線通信)の1つに、モード多重伝送と呼ばれる多重化技術があります。これは、光ファイバが有する「光信号は、ある決まった飛び飛びの全反射角(モード)で伝搬していく」という性質を駆使した伝送技術です。多重化された光の「モード」は、無線技術におけるマルチパスフェージングと同様に、各モードが異なる遅延を受けたり、互いに干渉したりします。受信機側においてモード間の干渉を除去するため、光信号を一度電気信号に変換してから、ウェイト行列を用いて信号を復元するのが一般的です。この復元処理を、広義的に「光MIMO」と呼ばれることがあります。
光信号を電気に変換した方が取り扱いやすいのですが、原理的に光信号処理よりも電気信号処理のほうが遅く、光電変換にかかるエネルギー損失や遅延も問題になります。
そこで本研究では、光信号のままモード間の干渉を除去する光MIMOデバイスを提案しています。シリコンリング光共振器を用いて設計することで、演算次数を飛躍的に向上できることを示しており、デバイス作製・測定実験に向けて研究を進めています。
In optical communication technology, mode division multiplexing (MDM) is one of important techniques. Individual modes in the fiber have different latencies and interfered each other similar to multipath fading of radio signal propagation. The compensation in the received device may be called, optical MIMO, where optical signals are generally converted to electric signals to apply the standard signal processing supported by DSP. However, in the opto-electric conversion, the energy consumption and latency are not negligible.
Here, we proposed optical MIMO device using microring resonator. We are now proceeding toward realization of silicon optical DSP.
[文献]
[1] T. Sato and A. Enokihara, “Ultrasmall design of a universal linear circuit based on microring resonators,” Optics Express, OSA, vol. 27, no. 23, pp. 33005–33010, Nov. 2019. [閲覧する]
[Reference]
[1] T. Sato and A. Enokihara, “Ultrasmall design of a universal linear circuit based on microring resonators,” Optics Express, OSA, vol. 27, no. 23, pp. 33005–33010, Nov. 2019. [Abstract]