JP7459528B2 - 光受信装置、波長幅調整装置および波長幅調整方法 - Google Patents

Description

本技術は、光受信装置、波長幅調整装置および波長幅調整方法に関し、詳しくは、所定の受信信号品質を確保しつつ光軸ずれの精度を緩和可能な光受信装置等に関する。

従来、空間結合による光通信（例えば、特許文献１参照）が知られている。この光通信の場合、特に、シングルモードファイバにおいては、光軸ずれにより光パワーの大きなロスが発生する。そのため、従来は、光軸ずれを抑えるために部品の精度要求が高く、コストアップにつながっている。

国際公開第２０１７/０５６８８９号

本技術の目的は、所定の受信信号品質を確保しつつ光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることにある。

本技術の概念は、
光導波路を通じて伝搬された光を受光する受光部を備え、
上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
上記受光部に入射される光の波長幅を、受信信号品質が閾値以上となるように変更する波長幅変更部をさらに備える
光受信装置にある。

本技術においては、光導波路を通じて伝搬された光を受光する受光部を備えるものである。ここで、光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬する。また、光源から出力される光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光である。さらに、第２の波長は、所定の波長幅を有し、光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長である。

波長幅変更部により、受光部に入射される光の波長幅が変更される。例えば、波長幅変更部は、光導波路と受光部の間に配置されたフィルタの透過波長を変更することで受光部に入射される光の波長幅を変更する、ようにされてもよい。例えば、この場合、光導波路の出力側を接続するためのコネクタと、このコネクタから受光部に光を伝搬するための他の光導波路をさらに備え、フィルタは、他の導波路と受光部との間に配置される、ようにされてもよい。また、この場合、例えば、波長幅変更部は、フィルタの透過波長と共に中心波長を変更する、ようにされてもよい。

また、例えば、波長幅変更部は、光導波路の出力側を接続するためのコネクタの光軸をずらすことで受光部に入射される光の波長幅を変更する、ようにされてもよい。この場合、例えば、コネクタは、光導波路の出力側が接続される固定部と、受光部に光を伝搬するための他の光導波路が固定され、固定部に対して光軸が移動可能に取り付けられた移動可能部を有し、波長幅変更部は、移動可能部を移動することでコネクタの光軸をずらす、ようにされてもよい。

また、例えば、波長幅変更部は、制御信号入力部から入力される制御信号に基づいて、受光部に入射される光の波長幅を変更する、ようにされてもよい。また、例えば、受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する受信信号品質判断部と、この受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、受信信号品質が閾値以上となるように受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備え、波長幅変更部は、制御信号生成部で生成された制御信号に基づいて、受光部に入射される光の波長幅を変更する、ようにされてもよい。

このように本技術においては、光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信を行うことから、受信側の光導波路の入射端側の光軸ずれによって発生する少なくとも１次モードの成分が基本モードの成分と共に光導波路を伝搬していくので、光軸ずれによる光パワーの結合ロスを低減することが可能となる。

また、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光を用いて通信を行うものであるが、第２の波長が所定の波長幅を有することから、送信側の光導波路の出射端側の光強度分布がコアの中心に対して偏らないように構成でき、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させる場合と同様の良好な結合効率を得ることが可能となり、従って、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させるように追加部品や構造の複雑な光源を用いることを必要としなくなり、部品コストを低減できる。

また、受光部に入射される光の波長幅を、受信信号品質が閾値以上となるように変更するものであることから、波長分散による影響を抑制し、所定の受信信号品質を確保することが可能となる。

また、本技術の他の概念は、
光導波路を通じて伝搬された光を受光する光受信装置の受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する受信信号品質判断部を備え、
上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
上記受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備える
波長幅調整装置にある。

本技術において、受信信号品質判断部により、光導波路を通じて伝搬された光を受光する光受信装置の受光部で得られた受光信号に基づいて、受信信号品質が判断される。ここで、光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬する。また、光導波路で伝搬された光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光である。また、第２の波長は、所定の波長幅を有し、光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長である。

制御信号生成部により、受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、受信信号品質が閾値以上となるように受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号が生成される。例えば、制御信号は、光導波路と受光部の間に配置されたフィルタの透過波長を変更することで受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号である、ようにされてもよい。また、例えば、制御信号は、光導波路の出力側を接続するための光受信装置のコネクタの光軸をずらすことで受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号である、ようにされてもよい。

このように本技術においては、受信信号品質が閾値以上となるように光受信装置の受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成するものである。そのため、光受信装置における受信信号品質を閾値以上として所定の受信信号品質を確保することが容易に可能となる。

なお、本技術において、例えば、制御信号は、受信信号品質が閾値以上となるように受光部に入射される光の波長幅と共に中心波長を変更するための制御信号である、ようにされてもよい。

空間結合による光通信の概要を示す図である。 光ファイバの基本的な構造と、ステップ型光ファイバのＬＰmlモードを示す図である。 シングルモードで一般的な１３１０ｎｍのケースで規格化周波数Ｖを考えた場合の図である。 空間結合による光通信の例を示す図である。 空間結合による光通信の例を示す図である。 １３１０ｎｍのシングルモードファイバに８５０ｎｍの波長の光を入力した場合にＬＰ01の基本モードとＬＰ11の１次モードが存在し得ることを説明するための図である。 入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で光軸ずれが発生した場合について考えるための図である。 入力光の波長が１３１０ｎｍと８５０ｎｍにおけるロス量のシミュレーション結果を記載したグラフである。 光軸ずれがない状態では入力光には基本モードしか存在しないが、光軸ずれがある状態では基本モードの一部が１次モードへ変換されることを示す図である。 ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されることを説明するためのグラフである。 光ファイバ内を伝達する光の強度分布をシミュレーションした図である。 ファイバ端面から光が出射される場合に進む角度について説明するための図である。 空間結合による光通信を説明するための図である。 光ファイバの位置がレンズに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合における、光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。 光ファイバの位置がレンズに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合における、光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。 第２の波長が所定の波長幅を有するように構成される場合について説明するための図である。 光ファイバ内を基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝送する場合における光強度分布をシミュレーションした図と、波長［ｎｍ］と周期［μｍ］の関係を示したグラフである。 （８５０－ｆ）［ｎｍ］および（８５０＋ｆ）［ｎｍ］における、光ファイバ内を伝搬する光の強度分布の周期のイメージ図と、光ファイバの出射側端面における光強度分布等を示す図である。 ８５０ｎｍ帯の広がりのある光の強度分布形状と、それにおける（８５０－ｆ）［ｎｍ］および（８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長位置を示す図である。 光ファイバの位置がレンズに対して垂直方向にずれる光軸ずれる場合における、（８５０－ｆ）［ｎｍ］の波長の場合と（８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長の場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。 狭波長光源および広波長光源の光の強度分布形状の一例を示す図である。 狭波長光源および広波長光源における波長分散の影響を説明するための図である。 波長分散とデータレートとの関係について説明するための図である。 第１の実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 回転式可変フィルタを説明するための図である。 コントローラのフィルタ透過波長の制御動作の一例を示すフローチャートである。 コントローラのフィルタ透過波長の制御動作の他の一例を示すフローチャートである。 フィルタ透過波長の制御動作を説明するための図である。 ケーブルのコネクタと受信機のコネクタの構成例を示す斜視図である。 ケーブルのコネクタと受信機のコネクタの構成例を示す斜視図である。 ケーブルのコネクタおよび受信機のコネクタの一例を示す断面図である。 ケーブルのコネクタと受信機のコネクタが接続された状態を示す断面図である。 受信機のコネクタと受光部の構成例を示す断面図である。 受信機において受光素子に入射される光の波長幅を最適化する構成のメリットの一例を説明するための図である。 第２の実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 第３の実施の形態としての送受信システムの構成例を示すブロック図である。 コントローラのコネクタ光軸の制御動作の一例を示すフローチャートである。 コネクタ光軸の制御動作を説明するための図である。 ケーブルのコネクタと受信機のコネクタの構成例を示す斜視図である。 ケーブルのコネクタと受信機のコネクタの構成例を示す斜視図である。 ケーブルのコネクタおよび受信機のコネクタの一例を示す断面図である。 ケーブルのコネクタと受信機のコネクタが接続された状態を示す断面図である。 受信機のコネクタと受光部の構成例を示す断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［本技術に関する説明］
まず、本技術に関する技術について説明をする。図１は、空間結合による光通信の概要を示している。この場合、送信側の光ファイバ１０Ｔから出射された光はレンズ１１Ｔでコリメート光に成形されて出射される。そして、このコリメート光が受信側のレンズ１１Ｒで集光されて光ファイバ１０Ｒに入射される。この光通信の場合、特に、シングルモードファイバにおいては、光軸ずれにより光パワーの大きなロスが発生する。なお、光ファイバ１０Ｔ，１０Ｒは、光路となる中心部のコア１０ａと、その周囲を覆うクラッド１０ｂの二重構造となっている。

次に、モードの基本的な考え方について説明する。光ファイバ内をシングルモードで伝搬しようとする場合、モードが１つだけ存在するように、ファイバの屈折率やコア径といったパラメータを決める必要がある。

図２（ａ）は、光ファイバの基本的な構造を示している。光ファイバは、コアと呼ばれる中心部をクラッドと呼ばれる層で覆った構造となっている。この場合、コアの屈折率ｎ１は高く、クラッドの屈折率ｎ２は低くされており、光はコアの中に閉じ込められて伝搬していく。

図２（ｂ）は、ステップ型光ファイバのＬＰml (Linearly Polarized：直線偏光) モードであり、規格化伝搬定数ｂを規格化周波数Ｖの関数として示したものである。縦軸は規格化伝搬定数ｂであり、あるモードが通らない(遮断)状態ではｂ＝０となり、光パワーがコア内に閉じ込められるほど(伝搬できるほど)、ｂは１に近づく。横軸は規格化周波数Ｖで、以下の数式（１）で表すことができる。ここで、ｄはコア径、ＮＡは開口数、λは光の波長である。
Ｖ＝πｄＮＡ/λ ・・・（１）

例えば、Ｖ＝２．４０５のときＬＰ11が遮断される状態となるため、モードはＬＰ01のみ存在することになる。従って、Ｖ＝２．４０５以下の状態がシングルモードとなる。ここで、ＬＰ01は基本モード（０次モード）であり、以降ＬＰ11, ＬＰ21，・・・が、それぞれ、１次モード、２次モード、・・・となる。

例えば、図３（ａ）のように、シングルモードで一般的な１３１０ｎｍのケースで規格化周波数Ｖを考えてみる。ここで、コア径ｄ、開口数ＮＡをそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とし、ファイバを伝搬する光の波長を１３１０ｎｍとすると、数式（１）からＶ＝１．９２となる。

従って、図３（ｂ）に示すように、規格化周波数Ｖは２．４０５以下となるため、ＬＰ01の基本モードのみ伝搬されることとなり、シングルモードとなる。ここで、コア径を大きくすると伝播できるモードが増えることになる。因みに、例えば、一般的なマルチモードファイバはコア径を５０μｍといった値にすることで数百のモードを伝搬させている。

図１に示すような空間結合による光通信を考えた場合、シングルモードでは、コア径が小さいため、送信側/受信側の光結合部の位置合わせがシビアになり、正確に光軸を合わせるための精度要求が高くなるという問題がある。

この問題を解決するために、一般的に、高精度な部品を使用したり、光ファイバへの光入力部を加工することで光をファイバコアへ挿入し易くしたりする。しかし、高精度な部品はコストが高く、また加工を要するものは加工費が高くなるため、シングルモード通信用のコネクタやシステムは一般的にコストが高くなる。

図４、図５は、光軸合わせの精度劣化要因の一例を示している。例えば、図４（ａ）に示すように、フェルール１５Ｔ，１５Ｒと光ファイバ１０Ｔ，１０Ｒを固定するための固定材１６Ｔ，１６Ｒの量の不均一により、光軸ずれが発生する。また、例えば、図４（ｂ）に示すように、レンズ１１Ｔ，１１Ｒの整形精度不足により、光軸ずれが発生する。

また、図５（ａ），（ｂ）に示すように、フェルール１５Ｔ，１５Ｒに設けた位置合わせ用機構（凹部１７Ｔ、凸部１７Ｒ）の精度不足により、光軸ずれが発生する。なお、図５（ａ），（ｂ）に示す凸部１７Ｒは、ピンであることもある。

この問題を解決するために、一般的に、高精度な部品を使用したり、光ファイバへの光入力部を加工することで光をファイバコアへ挿入し易くしたりする。しかし、高精度な部品はコストが高く、また加工を要するものは加工費が高くなるため、シングルモード通信用のコネクタやシステムは一般的にコストが高くなる。

本技術は、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を可能とするものである。本技術では、第１に、光ファイバは第１の波長では基本モードのみを伝搬し得るものとされ、この光ファイバが基本モードと共に１次モードを伝搬し得る第２の波長の光を用いて通信を行うように構成される。

例えば、図３（ａ）と同じ条件の光ファイバに、１３１０ｎｍではなく、８５０ｎｍの波長の光を入力した場合、図６（ｂ）に示すように、規格化周波数Ｖ＝２．９６となる。そのため、図６（ａ）に示すように、ＬＰ01の基本モードと、ＬＰ11の１次モードが存在し得ることになる。

図７（ａ）に示すような光学系を組んだ際に、入力光にはＬＰ01の基本モードしか存在しない条件で、受信側の光ファイバの位置が光軸に対して垂直方向にずれた場合（図７（ａ），（ｂ）の矢印参照）、つまり光軸ずれが発生した場合について考える。

図８は、その場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。光軸ずれがない状態では、光ファイバ内へ１００％のパワーが伝搬し、結合効率は１となる。そして、例えば、入力光に対して光ファイバ内へ５０％しかパワーが伝搬されない場合は、結合効率は０．５となる。

入力光の波長を１３１０ｎｍと８５０ｎｍで比較すると、８５０ｎｍの場合の特性が良いことが分かる。この理由は、１３１０ｎｍの場合には基本モードのみしか伝搬できないのに対して、８５０ｎｍの場合、基本モードの他に１次モードも伝搬できるためである（図６（ａ）参照）。

つまり、光軸ずれがない状態では、図９（ａ）に示すように、入力光には基本モードしか存在しない。一方、光軸ずれがある状態では、図９（ｂ）に示すように、基本モードの一部がクラッドとコアの屈折率差で生じる位相差を利用して1次モードへ変換される。１３１０ｎｍの場合はこの１次モードを伝搬できないが、８５０ｎｍの場合はこの１次モードも伝搬できることから、８５０ｎｍの場合の特性が良くなる。

図１０のグラフには、基本モード（０次モード）成分と１次モード成分を分離して記載しており、足し合わせたものがトータル（Total）の曲線となる。入力光は基本モードしか存在しないため、ずれに応じて基本モードが1次モードへ変換されていることが分かる。一方、１３１０ｎｍの場合、図３（ａ）に示すように基本モードしか伝搬できないため、図８に示すように、基本モードが純粋に減少している。

図８において、１３１０ｎｍと８５０ｎｍについて、結合効率０．８(約－１ｄＢ)で比較すると約１．８倍、結合効率０．９(約―０．５ｄＢ)で比較すると約２．３５倍も光軸ずれに対する精度を緩和することができる。

このように光ファイバを第１の波長（例えば１３１０ｎｍ）では基本モードのみを伝搬し得るものとし、この光ファイバが基本モードと共に１次モードを伝搬し得る第２の波長（例えば８５０ｎｍ）の光を用いて通信を行うように構成することで、光パワーの結合効率を高めることが可能となる。

また、本技術では、第２に、基本モードと共に１次モードの成分を持つ光を用いて通信を行うように構成される。

図１１は、光ファイバ内を伝達する光の強度分布をシミュレーションした図である。図１１（ａ）は、基本モードの成分のみを持つ光が伝搬する場合の例を示している。この場合、光ファイバのコアの中心が最も強度が高く、クラッドへ近づくほど強度が低くなる。図１１（ｂ）は、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝搬する場合の例を示している。この場合、強度の高い箇所がコアの中心に対して、一の方向およびこの一の方向とは逆の他の方向に、図示の例では上方向および下方向に、交互に現れる。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示す光ファイバの出力端面、つまり出射側端面の光強度分布を示している。

図１１（ｂ）の状態にあるとき、ファイバ端面から光が出射される際に、その光は、コアの中心に対して強度の高い方にある角度をもって進むものとなる。図１２は、ファイバ端面からの光の出射例を示している。この例では、強度の高い箇所がコアの中心に対して上方向にあり、ファイバ端面から光が上方向にある角度をもって出射されている。

図１に示すような空間結合による光通信を考える。図１３（ａ）のように、送信側のコア１０ａの中心から出た光は受信側のコア１０ａの中心へと結合する。しかし、図１３（ｂ）のように、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光が伝搬する場合であって、送信側のコア１０ａの中心から上方向側へ強度分布が偏った光は受信側のコア１０ａの中心に対して下方向側へ結合する。

図１３（ｂ）のような条件で、図１４（ａ）に示すように、受信側の光ファイバ１０Ｒの位置がレンズ１１Ｒに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合について考える。この場合、図示の状態が光軸ずれ量がゼロの状態である。光軸ずれが正（＋）方向である場合は、光の強度の高い箇所は光ファイバ１０Ｒのコア１０ａに入り込む方向のため結合し易くなる。一方、光軸ずれが負（－）方向である場合は、光の進行方向とは逆側に光ファイバ１０Ｒのコア１０ａが移動することになるため結合効率が下がる。

図１４（ｂ）は、入力光（送信側から出射される光）が基本モードおよび１次モードの成分を持っており、その割合が１対１である場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。図示の例では、基本モード（０次モード）と１次モードを分離して記載しており、足し合わせたものがトータル（Total）の曲線となる。

ここで、図１３に示すような空間結合による光通信において、入力光（送信側から出射される光）に含まれる成分が基本モードのみの場合と、基本モードおよび1次モードである場合について、図１５（ａ）に示すように、受信側の光ファイバ１０Ｒの位置がレンズ１１Ｒに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合について考える。

図１５（ｂ）は、入力光が基本モードの成分のみを持つ場合と、入力光が基本モードおよび1次モードの成分を持つ場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ここでは、基準を揃えるために、強度が最大となる箇所の結合効率を１として規格化している。

入力光が基本モードおよび1次モードの成分を持つ場合、光軸ずれが正（＋）方向であるときは、入力光が基本モードの成分のみを持つ場合よりも、結合効率はよくなる。これは、上述したように、光軸ずれが正（＋）方向である場合は光の強度の高い箇所が光ファイバ１０Ｒのコア１０ａに入り込む方向のため結合し易くなるからである。

しかし、入力光が基本モードおよび1次モードの成分を持つ場合、光軸ずれが負（－）方向である場合は、入力光が基本モードの成分のみを持つ場合よりも、結合効率は悪化する。これは、上述したように光の進行方向とは逆側に光ファイバ１０Ｒのコア１０ａが移動するためである。

このように基本モードと共に１次モードの成分を持つ光を用いて通信を行うように構成した場合、光軸ずれに対して、その光軸ずれの方向によっては、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合に比べて、結合効率が悪くなるという問題がある。光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率が得られるようにすることが望まれる。

なお、一般的な安価なシステムでは発光素子からの光が光ファイバに入力された時点で基本モードと共に１次モードの成分を持つ光となることが知られている。そのため、基本モードの成分のみからなる光を用いて通信を行う場合には、追加部品や構造が複雑な光源を用いる必要があり、また光源とファイバのコアの位置がずれると基本モードが1次モードへ変換されるため、純粋に基本モードのみを用いて通信を行うことは一般的には困難である。

また、本技術では、第３に、第２の波長は、所定の波長幅を有するように構成される。図１６（ａ）は、１３１０ｎｍの波長（第１の波長）では基本モードのみを伝搬する光ファイバ（１３１０ｎｍ光ファイバ）２１の入力端面、つまり入射側端面に、光源２０から８５０ｎｍ帯の波長（第２の波長）を持ち、基本モードおよび１次モードの成分を持つ光を入射している状態を示している。この場合、第２の波長は、単一波長ではなく、所定の波長幅を有している。

この場合、図１６（ｂ）に示すように、第２の波長は、８５０ｎｍを中心波長として、波長の広がりを持っている。ここでは、第２の波長に含まれる各波長に対する光強度分布の形状は正規分布形状にあるものとする。図１６（ｂ）には、標準偏差σが、０．１６、０．３２、０．６５の例を示している。

この場合、光ファイバ２１から出力される光の強度分布、つまり光ファイバ２１の出力端面、つまり出射側端面における光強度分布は、入力光の波長広がり具合によって傾向が変わる。例えば、入力光の波長の広がりを狭くした場合、例えばσ＝０．１６である場合、図１６（ｃ３）に示すように、光ファイバ２１の出射側端面における光強度分布が偏ったものとなるものとする（図１１（ｃ）の状態と同じ）。この場合、入力光の波長広がりをσ＝０．３２、さらに０．６５と広げていくと、図１６（ｃ２）、（ｃ１）に示すように、徐々に光強度分布が広がり、光強度分布の偏りがなくなっていく。

これは、光ファイバ内を伝搬する光（基本モード＋１次モード）の強度分布の周期を、図１７（ａ）に示すように、Ｔ［μｍ］とした場合、その周期が波長により異なるために起こる。図１７（ｂ）のグラフは、波長［ｎｍ］と周期Ｔ［μｍ］の関係を示している。このグラフから、波長が短いと周期Ｔが長くなり、波長が９００ｎｍ程度に近づくほど周期Ｔが短くなることがわかる。なお、９００ｎｍ以上の波長の場合は、光ファイバが基本モードの他に１次モードも伝搬し得るダブルモードファイバとして機能しなくなっていくために、周期Ｔが伸びる傾向となっている。

このように光強度の移動の周期が波長により異なることから、所定の波長幅を有する第２の波長の光は、光ファイバを通過することで、その光強度分布が波長毎に分散される。そのため、合計した光強度は、光ファイバのコアに対して偏りなく分布することになる（図１６（ｃ１）参照）。

図１８（ａ１）は、波長が図１９に示す（８５０－ｆ）［ｎｍ］である場合における、光ファイバ内を伝搬する光の強度分布の周期Ｔａのイメージ図を示し、図１８（ａ２）は、その場合における光ファイバの出射側端面における光強度分布を示している。また、図１８（ｂ１）は、波長が図１９に示す（８５０＋ｆ）［ｎｍ］である場合における、光ファイバ内を伝搬する光の強度分布の周期Ｔｂのイメージ図を示し、図１８（ｂ２）は、その場合における光ファイバの出射側端面における光強度分布を示している。

この場合、（８５０－ｆ）［ｎｍ］の波長と（８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長では光ファイバ内を伝搬する光の強度分布の周期が異なるため、光ファイバの出射側端面における光強度分布は、（８５０－ｆ）［ｎｍ］の波長の場合は上側に偏っており（図１８（ａ２）参照）、８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長の場合は下側に偏っている（図１８（ｂ２）参照）。

これら２つの波長の光は、同じ光ファイバを、重ね合わさった状態で伝搬していく。図１８（ｃ１）は、その場合における、光ファイバ内を伝搬する光の強度分布のイメージ図を示し、図１８（ｃ２）は、その場合における光ファイバの出射側端面における光強度分布を示している。この場合、光ファイバの出射側端面における光強度分布は、上下偏りのないものとなる。

ここで、図１３に示すような空間結合による光通信において、（８５０－ｆ）［ｎｍ］の波長と（８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長において、図２０（ａ）に示すように、受信側の光ファイバ１０Ｒの位置がレンズ１１Ｒに対して垂直方向にずれる光軸ずれが発生した場合について考える。

図２０（ｂ）は、（８５０－ｆ）［ｎｍ］の波長の場合と（８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長の場合における光パワーの結合効率のシミュレーション結果を記載したグラフである。横軸は光軸ずれ量で、縦軸は結合効率を表している。ここでは、基準を揃えるために、強度が最大となる箇所の結合効率を１として規格化している。

（８５０－ｆ）［ｎｍ］の波長の場合、光軸ずれが正（＋）方向であるときはロスが増えるが、光軸ずれが負（－）方向であるときはロス特性が良いことが分かる。一方、（８５０＋ｆ）［ｎｍ］の波長の場合、光軸ずれが負（－）方向であるときはロスが増えるが、光軸ずれが正（＋）方向であるときはロス特性が良いことが分かる。従って、正方向、負方向のどちらにずれても、ロスを低減することができる。

図１６（ｂ）(図１９)のσ＝０．６５のような波長幅が広い光源を用いた場合、図２０（ｂ）に示すように、正方向および負方向の双方の軸ずれに対してロスを低減する波長が存在するために、図１５（ｂ）の実線では負方向のずれでロスが大きくなるのに対して、特性が改善していることがわかる。

なお、図１５（ｂ）の実線は、正方向にずれた際に約３μｍ程度まで結合効率がフラット（１付近）であるのに対し、図２０（ｂ）では、２μｍ程度で一度結合効率が下がり、その後にまた上がっている。これはシミュレーション条件によるものであり、図２０（ｂ）でもパワー強度分布がファイバ出力端面で完全に下側もしくは上側に偏った条件であればフラットになる。

このように、第２の波長を所定の波長幅を有する構成とすることで、光ファイバの出射端側の光強度分布がコアの中心に対して偏らないように構成でき、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させる場合と同様の良好な結合効率を得ることが可能となり、従って、基本モードの成分のみを持つ光を伝搬させるように追加部品や構造の複雑な光源を用いることを必要としなくなり、部品コストを低減できる。

なお、光源２０からの光の波長（第２の波長）に含まれる各波長に対する光強度分布の形状は上述したものに限定されない。例えば、図１６（ｂ）に示すパワーピークが１つのものの他、複数の光強度の山を持つものでもよいし、さらには光強度がフラットなものでもよい。また、光源２０からの光の波長帯や波長幅も上述したものに限定されない。

また、光源２０からの光の波長幅を変える方法について説明する。例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）の場合、デバイス構造内の活性層の材料や成長パラメータを変更することで活性層のバンドギャップをコントロールし、増幅領域をシフトまたは広げることで共振スペクトルの中心周波数や波長幅を変えることができる。

また、本技術は、所定の受信信号品質を確保することを可能とするものである。そのため、本技術では、第４に、受信信号品質が閾値以上となるように受光部に入射される光の波長幅が変更される。

波長幅の広い光源を用いた場合、伝送距離によっては、波長分散により受信側における受信信号品質が劣化する。波長分散は、光ファイバを伝搬する光（光波）の速さが波長によって異なる現象を意味する。波長が短くなるほどコアの屈折率が高くなり光の伝搬速度が遅くなる。波長幅の広い光源を用いた場合、最大波長と最小波長の差が大きく、それらの波長の光の伝搬速度に差ができ、ファイバ出力端に到達するまでの時間差が生じることから、例えば、伝送距離によっては、受信側における受信信号品質が劣化する。

図２１（ａ）に示すような、例えばσ＝０．１６である場合のような狭波長光源を用いた場合、図２２（ａ）に示すように、光ファイバ内を伝搬する光の波長がほぼ同じため、あるファイバ長Ｌでは、波長分散の影響を無視できる。例えば、送信側から「１０１」のデータ情報が送信された場合、受信側では、波長分散に影響されずに、「１０１」のデータ情報が得られる。

一方、図２１（ｂ）に示すような、例えばσ＝０．６５である場合のような広波長光源を用いた場合、図２２（ｂ）に示すように、光ファイバ内を伝搬する光の波長差が大きく、あるファイバ長Ｌでも、波長によって光の到達時間が大きく異なり、波長分散の影響を無視できなくなり、受信信号品質が劣化する。例えば、送信側から「１０１」のデータ情報が送信された場合、受信側では、波長分散の影響により、“０”のデータ情報に“１”のデータ情報が被り、「１１１」の誤ったデータ情報が得られる。

なお、波長分散による影響は、伝送距離（光ファイバ長）が長くなるほど、またデータレートが上がるほど、大きくなる。

波長分散とデータレートとの関係について説明する。例えば、一般的なガラスファイバの場合、図２３（ａ）に示すように、波長によって屈折率が変わる。屈折率が変わると光の進む速度も変化し、屈折率が1に近づくほど真空での光の速度に近づく。

図２３（ｂ）は、波長に対する分散量を示している。これは１ｎｍ間隔の光波が１ｋｍ伝搬した際に何ｐｓ（ピコ秒）ずれるかを示している。分散量が１３１０ｎｍでゼロになるように調整されている光ファイバの場合、石英等の材料によってそもそも決まっている分散量(材料分散)と、光ファイバの屈折率や分布形状等を変化させることで発生する分散量(構造分散)とを足し合わせることで、波長分散量がゼロとなるように調整されている。

このとき、１３１０ｎｍに波長分散が調整された一般的な光ファイバに対して８５０ｎｍの光を使って信号伝搬する場合、分散量は１３１０ｎｍ付近を使うよりも増加することが予想される。その結果、図２３（ｃ）のように入力光の急峻な立ち上がりに対して出力光の立ち上がりがなまる。これは早く着く光と遅く着く光が存在するためである。この場合、データレートが低ければ問題ないが、通信データの速度、つまりデータレートが上がるほど、出力光データの立ち上がり立下りに急峻さが求められる。

［送受信システムの構成例］
「第１の実施の形態」
図２４は、第１の実施の形態としての送受信システム１００Ａの構成例を示している。この送受信システム１００Ａは、送信機２００と、受信機３００Ａと、ケーブル４００を有している。送信機２００は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ゲーム機、ディスクプレーヤ、セットトップボックス、デジタルカメラ、携帯電話などのＡＶソースである。受信機３００Ａは、例えば、テレビ受信機、プロジェクタ、ＰＣモニタ等である。送信機２００と受信機３００Ａは、ケーブル４００を介して接続されている。

送信機２００は、発光部を構成する発光素子２０１と、レセプタクルとしてのコネクタ２０２と、発光素子２０１で発光される光をコネクタ２０２に伝搬する光導波路としての光ファイバ２０３と、プロセッサ２０４と、ドライバ２０５を有している。

発光素子２０１は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等のレーザー素子、またはＬＥＤ（light emitting diode）等で構成される。ドライバ２０５は、プロセッサ２０４から送られてくる送信データに基づいて発光素子２０１を駆動する。発光素子２０１で発光された光（光信号）は、光ファイバ２０３を通じてコネクタ２０２に伝搬される。

受信機３００Ａは、レセプタクルとしてのコネクタ３０１と、受光部を構成する受光素子３０２と、光導波路としての光ファイバ３０３と、光ファイバ３０３と受光素子３０２との間に配置されたフィルタ３０４と、プロセッサ３０５と、信号品質モニタ部３０６と、コントローラ３０７を有している。

受光素子３０２は、フォトダイオード等で構成される。コネクタ３０１で得られた光は、光ファイバ３０３を通じて受光素子３０２に伝搬する。フィルタ３０４は、その透過波長が変更されることで受光素子３０２に入射される光の波長幅を変更する。プロセッサ３０５は、受光素子３０２で得られた受光信号（電気信号）を処理して受信データを得る。

信号品質モニタ部３０６は、受光素子３０２で得られた受光信号（電気信号）に基づいて受信信号品質を判断する。この場合、信号品質モニタ部３０６は、例えば、波形のジッタあるいはビットエラーレート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）から受信信号品質を判断する。ビットエラーレートで判断する場合、送信側と受信側でテストパターンやテスト期間を決めておく必要がある。

コントローラ３０７は、信号品質モニタ部３０６における判断結果に基づいて、受信信号品質が閾値以上となるようにフィルタ３０４の透過波長を変更して受光素子３０２に入射される光の波長幅を変更するための制御信号（フィルタコントロール係数）を生成する。この制御信号は、フィルタ３０４に供給される。

ここで、フィルタ３０４は、例えば、電圧値によって透過波長が変更されるフィルタであってもよく、熱によって透過波長が変更されるフィルタであってもよい。また、フィルタ３０４は、図２５に示すような回転方向に透過波長を異になる複数のフィルタ部が設けられた回転式可変フィルタを用い、回転軸を中心に回線させることで透過波長が変更されるフィルタであってもよい。

ケーブル４００は、光導波路としての光ファイバ４０１の一端および他端に、プラグとしてのコネクタ４０２，４０３を有する構成とされている。光ファイバ４０１の一端のコネクタ４０２は送信機２００のコネクタ２０２に接続され、この光ファイバ４０１の他端のコネクタ４０３は受信機３００Ａのコネクタ３０１に接続されている。

図２６のフローチャートは、コントローラ３０７の制御動作の一例を示している。コントローラ３０７は、ステップＳＴ１において、制御動作を開始する。次に、コントローラ３０７は、ステップＳＴ２において、波長幅を最大に設定する、つまり受光素子３０２に入射される光の波長幅が最大となるように、フィルタ３０４の透過波長を変更するための制御信号（フィルタコントロール係数）を設定する。

次に、コントローラ３０７は、ステップＳＴ３において、信号品質モニタ部３０６から受信信号品質の判断結果を受信する。次に、コントローラ３０７は、ステップＳＴ４において、受信信号品質が閾値（予め決められたスペック値）以上か否かを判断する。受信信号品質が閾値以上でないと判断するとき、コントローラ３０７は、ステップＳＴ５において、波長幅を規定値分だけ狭める、つまり受光素子３０２に入射される光の波長幅を規定値分だけ狭めるように、フィルタ３０４の透過波長を変更するための制御信号を変化させる。

コントローラ３０７は、ステップＳＴ５の処理の後、ステップＳＴ３の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返し行う。コントローラ３０７は、ステップＳＴ４で受信信号品質が閾値以上であると判断するとき、ステップＳＴ６において、制御動作を終了する。

なお、受光素子３０２に入射される光の波長幅だけでなく、その中心波長も可変として最適化することも考えられる。中心波長を変える理由として、例えば、コネクタでロスが発生した際に、コネクタのずれ方によって後段へ伝達する波長成分が変わり、つまりはパワーのピーク波長も変わる可能性があるためである。

図２７のフローチャートは、波長幅だけでなく、その中心波長も可変とする場合における、コントローラ３０７の制御動作の一例を示している。コントローラ３０７は、ステップＳＴ１１において、制御動作を開始する。次に、コントローラ３０７は、ステップＳＴ１２において、波長幅を最大に設定する、つまり受光素子３０２に入射される光の波長幅が最大となるように、フィルタ３０４の透過波長を制御するための制御信号（フィルタコントロール係数）を設定する。

次に、コントローラ３０７は、ステップＳＴ１３において、信号品質モニタ部３０６から受信信号品質の判断結果を受信する。次に、コントローラ３０７は、ステップＳＴ１４において、受信信号品質が閾値（予め決められたスペック値）以上か否かを判断する。

ステップＳＴ１４で受信信号品質が閾値以上でないと判断するとき、コントローラ３０７は、ステップＳＴ１５において、波長幅が最小値か否かを判断する。波長幅が最小値でないとき、コントローラ３０７は、ステップＳＴ１６において、波長幅を規定値分だけ狭める、つまり受光素子３０２に入射される光の波長幅を規定値分だけ狭めるように、フィルタ３０４の透過波長を制御するための制御信号を変化させる。コントローラ３０７は、ステップＳＴ１６の処理の後、ステップＳＴ１３の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返し行う。

ステップＳＴ１５で波長幅が最小値であるとき、コントローラ３０７は、ステップＳＴ１７において、中心波長をシフトする。コントローラ３０７は、ステップＳＴ１７の処理の後、ステップＳＴ１２の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返し行う。コントローラ３０７は、ステップＳＴ１４で受信信号品質が閾値以上であると判断するとき、ステップＳＴ１８において、制御動作を終了する。

なお、中心波長のシフトの仕方は低波長側から高波長側へシフトしてもよいし、中間波長から始めて高波長側へシフトし、見つからなければその後中間波長から低波長側へシフトしてもよい。

この実施の形態において、送信機２００の光ファイバ２０３、受信機３００Ａの光ファイバ３０３およびケーブル４００の光ファイバ４０１は、第１の波長では基本モードのみを伝搬するものとされる。また、これらの光ファイバは、第１の波長で波長分散がゼロとなるように構成されている。ここでは、第１の波長は１３１０ｎｍとされ、コア径ｄ、開口数ＮＡがそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とされ、規格化周波数Ｖ＝１．９２となるようにされている。これにより、これらの光ファイバは、１３１０ｎｍの波長ではシングルモードファイバとして機能する（図３参照）。

また、この実施の形態において、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光を用いて通信が行われる。ここで、第２の波長は、所定の波長幅を有し、上述の各光ファイバが基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長である。送信機２００の発光素子２０１は、図２８（ａ）に示すように、例えばσ＝０．６５である場合のような広波長光源であって、第２の波長の光を出力する。

ここでは、第２の波長は、例えば図１９に示すような、８５０ｎｍ帯の波長であって、８５０ｎｍを中心周波数として所定の波長幅を有するものとされる。この第２の波長の光が用いられる場合、上述の各光ファイバでは、８５０ｎｍの中心周波数では規格化周波数Ｖ＝２．９６となることから、基本モードの他に１次モードも伝搬し得るものとなり、ダブルモードファイバとして機能する（図６参照）。

図２９は、図２４のケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ａのコネクタ３０１の構成例を示す斜視図である。図３０も、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ａのコネクタ３０１の構成例を示す斜視図であるが、図２９とは逆の方向から見た図である。図示の例は、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものである。なお、ここでは、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものを示している。詳細説明は省略するが、１チャネルの光信号の伝送に対応するものも同様に構成できる。複数チャネルの場合、送信部と受信部の組み合わせを複数組備えるものとなる。

コネクタ４０３は、外観が略直方体状のコネクタ本体（フェルール）４１１を備えている。コネクタ本体４１１の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ４０１が水平方向に並んだ状態で接続されている。各光ファイバ４０１は、その先端側が光ファイバ挿入孔４１６に挿入されて固定されている。

また、コネクタ本体４１１の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔４１２が形成されている。この接着剤注入孔４１２から、光ファイバ４０１をコネクタ本体４１１に固定するための接着剤が注入される。

また、コネクタ本体４１１の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光出射部（光伝達空間）４１３が形成されており、その光出射部４１３の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）４１４が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ４１４の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。

また、コネクタ本体４１１の前面側には、コネクタ３０１との位置合わせをするための凸状または凹状、図示の例では凹状の位置規制部４１５が一体的に形成されている。これにより、コネクタ３０１との接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。

コネクタ３０１は、外観が略直方体状のコネクタ本体（フェルール）３１１を備えている。コネクタ本体３１１の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ３０３が水平方向に並んだ状態で接続されている。各光ファイバ３０３は、その先端側が光ファイバ挿入孔３１６に挿入されて固定されている。

また、コネクタ本体３１１の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔３１２が形成されている。この接着剤注入孔３１２から、光ファイバ３０３をコネクタ本体３１１に固定するための接着剤が注入される。

また、コネクタ本体３１１の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光入射部（光伝達空間）３１３が形成されており、その光入射部３１３の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）３１４が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ３１４の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。

また、コネクタ本体３１１の前面側には、コネクタ４０３との位置合わせをするための凹状または凸状、図示の例では凸状の位置規制部３１５が一体的に形成されている。これにより、コネクタ４０３との接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。なお、位置規制部４１５および位置規制部３１５は、それぞれ、コネクタ本体４１１およびコネクタ本体３１１に一体的に形成されるものに限定されるものではなく、ピンを用いても良いし、他の手法で行うものであってもよい。

図３１（ａ）は、ケーブル４００のコネクタ４０３の一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部４１５（図２９参照）の図示を省略している。この図３１（ａ）を参照して、コネクタ４０３についてさらに説明する。

コネクタ４０３は、コネクタ本体４１１を備えている。コネクタ本体４１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。

このようにコネクタ本体４１１がレンズ付きフェルールの構成とされることで、光ファイバとレンズとの光軸合わせを容易に行うことができる。また、このようにコネクタ本体４１１がレンズ付きフェルールの構成とされることで、多チャネルの場合でも、光ファイバをフェルールに挿入するだけで、多チャネル通信を容易に実現できる。

コネクタ本体４１１には、その前面側に、凹状の光出射部（光伝達空間）４１３が形成されている。そして、このコネクタ本体４１１には、この光出射部４１３の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数のレンズ（凸レンズ）４１４が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。

また、コネクタ本体４１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔４１６が、各チャネルのレンズ４１４に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ４０１は、光路となる中心部のコア４０１ａと、その周囲を覆うクラッド４０１ｂの二重構造となっている。

各チャネルの光ファイバ挿入孔４１６は、そこに挿入される光ファイバ４０１のコア４０１aと対応するレンズ４１４の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔４１６は、その底位置、つまり光ファイバ４０１を挿入した際に、その先端（入射端）の当接位置がレンズ４１４の焦点位置と合致するように、成形されている。

また、コネクタ本体４１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔４１２が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔４１６の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ４０１が光ファイバ挿入孔４１６に挿入された後、接着剤注入孔４１２から接着剤４１７が光ファイバ４０１の周囲に注入されることで、光ファイバ４０１はコネクタ本体４１１に固定される。

ケーブル４００のコネクタ４０３において、レンズ４１４は、光ファイバ４０１から出射された光をコリメート光に成形して出射する機能を持つ。これにより、光ファイバ４０１の出射端から所定のＮＡで出射された光は、レンズ４１４に入射されてコリメート光に成形されて出射される。

図３１（ｂ）は、受信機３００Ａのコネクタ３０１の一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部３１５（図２９、図３０参照）の図示を省略している。この図３１（ｂ）を参照して、コネクタ３０１についてさらに説明する。

コネクタ３０１は、コネクタ本体３１１を備えている。コネクタ本体３１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。

コネクタ本体３１１には、その前面側に、凹状の光入射部（光伝達空間）３１３が形成されている。そして、このコネクタ本体３１１には、この光入射部３１３の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数のレンズ（凸レンズ）３１４が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。

また、コネクタ本体３１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔３１６が、各チャネルのレンズ３１４に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ３０３は、光路となる中心部のコア３０３ａと、その周囲を覆うクラッド３０３ｂの二重構造となっている。

各チャネルの光ファイバ挿入孔３１６は、そこに挿入される光ファイバ３０３のコア３０３ａと対応するレンズ３１４の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔３１６は、その底位置、つまり光ファイバ３０３を挿入した際に、その先端（入射端）の当接位置がレンズ３１４の焦点位置と合致するように、成形されている。

また、コネクタ本体３１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔３１２が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔３１６の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ３０３が光ファイバ挿入孔３１６に挿入された後、接着剤注入孔３１２から接着剤３１７が光ファイバ３０３の周囲に注入されることで、光ファイバ３０３はコネクタ本体３１１に固定される。

受信機３００Ａのコネクタ３０１において、レンズ３１４は、入射されるコリメート光を集光する機能を持つ。この場合、コリメート光がレンズ３１４に入射されて集光され、この集光された光は、光ファイバ３０３の入射端に入射される。

図３２は、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ａのコネクタ３０１とが接続された状態の断面図を示している。コネクタ４０３において、光ファイバ４０１を通じて送られてくる光はこの光ファイバ４０１の出射端から所定のＮＡで出射される。この出射された光はレンズ４１４に入射されてコリメート光に成形され、コネクタ３０１に向かって出射される。

また、コネクタ３０１において、コネクタ４０３から出射された光は、レンズ３１４に入射されて集光される。そして、この集光された光は、光ファイバ３０３の入射端に入射され、光ファイバ３０３を通じて送られていく。

なお、詳細説明は省略するが、図２４の送受信システム１００Ａにおける送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２は、上述したケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ａのコネクタ３０１の構成例と同様に構成される。

図３３は、受信機３００Ａのコネクタ３０１と受光部の構成例を示している。受光部においては、フェルール３２１を備えている。フェルール３２１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなっている。

フェルール３２１には、前面側から後方に延びる光ファイバ挿入孔３２６が設けられている。光ファイバ３０３は、光ファイバ挿入孔３２６に挿入された後、接着剤３２７により、フェルール３２１に固定される。フェルール３２１には、下面側から上方に延びる配置用孔３２４が形成されている。

また、フェルール３２１の下面側に、受光素子３０２やプロセッサ３０５、さらには信号品質モニタ部３０６やコントローラ３０７を含む制御ＩＣが載置された基板３２２が固定される。なお、制御ＩＣの図示は省略している。基板３２２には、所定数の受光素子３０２が、光ファイバ３０３のそれぞれに合わせて、載置されている。ここで、基板３２２は、受光素子３０２の入射部が光ファイバ３０３の光軸に一致するように、位置が調整されて固定される。

また、光ファイバ３０３からの光路を受光素子３０２の方向に変更するために、配置用孔３２４の底部分は傾斜面とされ、この傾斜面にミラー（光路変更部）３２５が配置されている。なお、ミラー３２５に関しては、別個に生成されたものを傾斜面に固定するだけでなく、傾斜面に蒸着等で形成することも考えられる。ここで、受光素子３０２および光ファイバ３０３は、光モジュールを構成している。

また、配置用孔３２４の側面に光ファイバ挿入孔３２６に対応してフィルタ３０４が配置されている。この場合、光ファイバ３０３からの光は、フィルタ３０４を通ってミラー３２５で反射された後、受光素子３０２に入射される。これにより、フィルタ３０４の透過波長が変更されることで、受光素子３０２に入射される光の波長幅が変更される。

コネクタ３０１に関しては、上述の図３１（ｂ）を用いて説明したと同様であるので、ここではその説明を省略する。

図２４に示す送受信システム１００Ａにおいて、発光素子２０１で発光される８５０ｎｍ帯の光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ２０３に入射されてコネクタ２０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ２０３に入射される光の光軸ずれがあったとき、その光軸ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図８参照）。そのため、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２との接続箇所において、コネクタ２０２から出射される８５０ｎｍ帯の光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ４０１に入射されて受信機３００側へ伝搬される。この場合、光ファイバ４０１に入射される光の光軸ずれがあったとき、その光軸ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図８参照）。そのため、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、この場合、光ファイバ２０３によりコネクタ２０２へ伝搬されてくる８５０ｎｍ帯の光は、所定の波長幅（図２８（ａ）参照）を有するものであることから、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布はコアの中心に対して一方向に偏らないものとなる（図１６（ｃ１）参照）。そのため、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率を得ることが可能となる。

また、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ａのコネクタ３０１との接続箇所において、コネクタ４０３から出射される８５０ｎｍ帯の光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ３０３に入射されて受光素子３０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ３０３に入射される光の光軸ずれがあったとき、その光軸ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図８参照）。そのため、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、この場合、光ファイバ４０１によりコネクタ４０３へ伝搬されてくる８５０ｎｍ帯の光は、所定の波長幅（図２８（ａ）参照）を有するものであることから、光ファイバ４０１の出力端面の光の強度分布はコアの中心に対して一方向に偏らないものとなる（図１６（ｃ１）参照）。そのため、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率を得ることが可能となる。

また、受信機３００Ａの受光素子３０２に入射される光の波長幅を、フィルタ３０４の透過波長を図２８（ｂ）に示すように可変制御することで最適化し、受信信号品質が閾値以上となるように変更するものである。そのため、発光素子２０１が図２８（ａ）に示すように広波長光源であっても、波長分散による影響を抑制して、所定の受信信号品質を確保することが可能となる。

この場合、遅く到達した光と速く到達した光によって波長分散が起きるが、遅すぎる光と速すぎる光の波長帯はフィルタ３０４で間引かれ、信号品質が良くなる波長のみが使われるようになるため、波長分散による影響が抑制されて所定の受信信号品質が確保される。例えば、送信側から「１０１」のデータ情報が送信された場合、フィルタ３０４で波長幅が制限される前の段階では波長分散の影響により“０”のデータ情報に“１”のデータ情報が被って「１１１」の誤ったデータ情報が得られる状態にあったとしても、フィルタ３０４で波長幅が制限された後の段階では「１０１」のデータ情報を正しく得ることが可能となる。

このように受信機３００Ａにおいて受光素子３０２に入射される光の波長幅を最適化する構成のメリットは、送信機２００から受信機３００の間にロスとなる要因があった場合に、伝搬する光は広波長の方がロスを低減でき、その少ないロス状態において受信側で波長分散を除去できることにある。

例えば、図３４に示すように、コネクタ４０４がケーブル４００の途中にある場合、広波長の光で通信した方が、上述したようにロスを低減できる（図１８－２０参照）。その状態でフィルタ３０４により受光素子３０２に入射される光の波長幅を制限するものであることから、信号のパワー最大化とジッタ最小化を図ることができる。

複数レーンを持つシステムの場合、上述したフィルタの透過波長の制御、さらには中心波長の制御は、１レーン毎に行ってもよく、複数レーンを一括で制御してもよい。

「第２の実施の形態」
上述の図２４に示す送受信システム１００Ａにおいては、受信機３００Ａとして信号品質モニタ部３０６およびコントローラ３０７を有する例を示したが、それらの機能を受信機とは別個の外部装置に持たせることも考えられる。これにより、受信機の構成を簡単にでき、価格の低減を図ることが可能となる。

図３５は、第２の実施の形態としての送受信システム１００Ｂの構成例を示している。この図３５において、図２４と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。この送受信システム１００Ｂは、送信機２００と、受信機３００Ｂと、ケーブル４００と、波長幅調整装置としての最適化装置５００を有している。送信機２００およびケーブル４００は、それぞれ、図２４に示す送受信システム１００Ａにおける送信機２００およびケーブル４００と同じ構成とされている。

受信機３００Ｂは、レセプタクルとしてのコネクタ３０１と、受光部を構成する受光素子３０２と、光導波路としての光ファイバ３０３と、光ファイバ３０３と受光素子３０２との間に配置されたフィルタ３０４と、プロセッサ３０５と、受光素子３０２で得られた受光信号（電気信号）を出力する受光信号出力端子３０８と、制御信号（フィルタコントロール係数）を入力するための制御信号入力端子３０９を有している。受信機３００Ｂは、図２４に示す送受信システム１００Ａにおける受信機３００Ａと比べて、信号品質モニタ部３０６およびコントローラ３０７が除かれると共に、受光信号出力端子３０８および制御信号入力端子３０９が追加された構成となっている。

最適化装置５００は、信号品質モニタ部３０６と、コントローラ３０７を有している。信号品質モニタ部３０６は、受信機３００Ｂの受光信号出力端子３０８に出力される受光信号に基づいて受信信号品質を判断する。コントローラ３０７は、信号品質モニタ部３０６における判断結果に基づいて、受信信号品質が閾値以上となるようにフィルタ３０４の透過波長を変更して受光素子３０２に入射される光の波長幅を変更するための制御信号（フィルタコントロール係数）を生成する。

この制御信号は、受信機３００Ｂの制御信号入力端子３０９からフィルタ３０４に供給される。これにより、フィルタ３０４の透過波長が制御され、受光素子３０２に入射される光の波長幅は、受信信号品質が閾値以上となるように変更されて最適化される。なお、受信機３００Ｂでは、最適化装置５００を取り外しても、このように受信信号品質が閾値以上であると判断されたときの制御信号がフィルタ３０４に供給される状態が保持される。

「第３の実施の形態」
上述の図２４に示す送受信システム１００Ａにおいては、受信機３００Ａとしてフィルタ３０４の透過波長を変更することで受光素子３０２に入射される光の波長幅を変更する例を示したが、コネクタの光軸をずらすことで受光素子３０２に入射される光の波長幅を変更することも考えられる。

図３６は、第３の実施の形態としての送受信システム１００Ｃの構成例を示している。この図３６において、図２４と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。この送受信システム１００Ｃは、送信機２００と、受信機３００Ｃと、ケーブル４００を有している。送信機２００およびケーブル４００は、それぞれ、図２４に示す送受信システム１００Ａにおける送信機２００およびケーブル４００と同じ構成とされている。

受信機３００Ｃは、レセプタクルとしてのコネクタ３０１Ｃと、受光部を構成する受光素子３０２と、光導波路としての光ファイバ３０３と、プロセッサ３０５と、信号品質モニタ部３０６と、コントローラ３０７Ｃを有している。

信号品質モニタ部３０６は、受光素子３０２で得られた受光信号（電気信号）に基づいて受信信号品質を判断する。コントローラ３０７Ｃは、信号品質モニタ部３０６における判断結果に基づいて、受信信号品質が閾値以上となるようにコネクタ３０１Ｃの光軸をずらすための制御信号（光軸コントロール信号）を生成する。この制御信号は、コネクタ３０１Ｃに供給される。

図３７のフローチャートは、コントローラ３０７Ｃの制御動作の一例を示している。コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２１において、制御動作を開始する。次に、コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２２において、光軸を中心に設定する、つまりコネクタ３０１Ｃの光軸が中心になるように、光軸をずらすための制御信号（光軸コントロール係数）を設定する。

次に、コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２３において、信号品質モニタ部３０６から受信信号品質の判断結果を受信する。次に、コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２４において、受信信号品質が閾値（予め決められたスペック値）以上か否かを判断する。受信信号品質が閾値以上でないと判断するとき、コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２５において、光軸を規定値分だけ移動する、つまりコネクタ３０１Ｃの光軸を規定値分だけ移動するように、光軸をずらすための制御信号を変化させる。

コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２５の処理の後、ステップＳＴ２３の処理に戻り、上述したと同様の処理を繰り返し行う。コントローラ３０７Ｃは、ステップＳＴ２４で受信信号品質が閾値以上であると判断するとき、ステップＳＴ２６において、制御動作を終了する。

この実施の形態においても、図２４に示す送受信システム１００Ａと同様に、送信機２００の光ファイバ２０３、受信機３００Ｃの光ファイバ３０３およびケーブル４００の光ファイバ４０１は、第１の波長では基本モードのみを伝搬するものとされる。また、これらの光ファイバは、第１の波長で波長分散がゼロとなるように構成されている。ここでは、第１の波長は１３１０ｎｍとされ、コア径ｄ、開口数ＮＡがそれぞれ１３１０ｎｍ光ファイバの一般的なパラメータであるｄ＝８μｍ、ＮＡ＝０．１とされ、規格化周波数Ｖ＝１．９２となるようにされている。これにより、これらの光ファイバは、１３１０ｎｍの波長ではシングルモードファイバとして機能する（図３参照）。

また、この実施の形態においても、図２４に示す送受信システム１００Ａと同様に、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光を用いて通信が行われる。ここで、第２の波長は、所定の波長幅を有し、上述の各光ファイバが基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長である。送信機２００の発光素子２０１は、図３８（ａ）に示すように、例えばσ＝０．６５である場合のような広波長光源であって、第２の波長の光を出力する。

ここでは、第２の波長は、例えば図１９に示すような、８５０ｎｍ帯の波長であって、８５０ｎｍを中心周波数として所定の波長幅を有するものとされる。この第２の波長の光が用いられる場合、上述の各光ファイバでは、８５０ｎｍの中心周波数では規格化周波数Ｖ＝２．９６となることから、基本モードの他に１次モードも伝搬し得るものとなり、ダブルモードファイバとして機能する（図６参照）。

図３９は、図３６のケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃの構成例を示す斜視図である。図４０も、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃの構成例を示す斜視図であるが、図３９とは逆の方向から見た図である。図示の例は、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものである。なお、ここでは、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものを示している。詳細説明は省略するが、１チャネルの光信号の伝送に対応するものも同様に構成できる。複数チャネルの場合、送信部と受信部の組み合わせを複数組備えるものとなる。

コネクタ４０３は、外観が略直方体状のコネクタ本体（フェルール）４１１を備えている。コネクタ本体４１１の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ４０１が水平方向に並んだ状態で接続されている。各光ファイバ４０１は、その先端側が光ファイバ挿入孔４１６に挿入されて固定されている。

また、コネクタ本体４１１の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔４１２が形成されている。この接着剤注入孔４１２から、光ファイバ４０１をコネクタ本体４１１に固定するための接着剤が注入される。

また、コネクタ本体４１１の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光出射部（光伝達空間）４１３が形成されており、その光出射部４１３の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）４１４が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ４１４の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。

また、コネクタ本体４１１の前面側には、コネクタ３０１Ｃとの位置合わせをするための凸状または凹状、図示の例では凹状の位置規制部４１５が一体的に形成されている。これにより、コネクタ３０１Ｃとの接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。

コネクタ３０１Ｃは、外観が略直方体状のコネクタ本体（フェルール）３１１を備えている。このコネクタ本体３１１は、第１の光学部３１１ａおよび第２の光学部３１１ｂによって構成されている。第１の光学部３１１ａは、固定部を構成し、図示しない筐体に直接取り付けられる。第２の光学部３１１ｂは、移動可能部を構成し、後述する形状変形部材を介して、第１の光学部３１１ａに対して光軸が移動可能に図示しない筐体に取り付けられる。

第１の光学部３１１ａの前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光出射部（光伝達空間）３１３が形成されており、その光出射部３１３の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）３１４が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ３１４の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。

また、第１の光学部３１１ａの前面側には、コネクタ４０３との位置合わせをするための凸状または凹状、図示の例では凸状の位置規制部３１５が一体的に形成されている。これにより、コネクタ４０３との接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。なお、この位置規制部３１５は、第１の光学部３１１ａに一体的に形成されるものに限定されるものではなく、ピンを用いても良いし、他の手法で行うものであってもよい。

第２の光学部３１１ｂの背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ３０３が水平方向に並んだ状態で接続されている。この場合、各光ファイバ３０３は、その先端側が光ファイバ挿入孔３１６に挿入されて固定されている。また、第２の光学部３１１ｂの上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔３１２が形成されている。この接着剤注入孔３１２から、光ファイバ３０３を第２の光学部３１１ｂに固定するための接着剤が注入される。

また、第２の光学部３１１ｂの上面側には、その四隅に対応して、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やピエゾ素子（Piezoelectric Element）などで構成される形状変化部材３１８が配置されている。なお、図示されていないが、この第２の光学部３１１ｂの下面側にも、その四隅に対応して、形状変化部材３１８が配置されている。

この形状変化部材３１８が上述したコントローラ３０７Ｃで生成される制御信号（光軸コントロール係数）で制御されることで、受信信号品質が閾値以上となるように、コネクタ３０１Ｃの光軸、より具体的には光ファイバ３０３の光軸がずらされ、受光素子３０２に入射される光の波長幅が変更される。図示のようにコネクタ３０１Ｃは多レーンに対応できるものであり、光軸の移動に関しては、上下左右方向だけでなく、多レーン同時にシータもコントロール可能とされている。

図４１（ａ）は、ケーブル４００のコネクタ４０３の一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部４１５（図３９参照）の図示を省略している。この図４１（ａ）は、図３１（ａ）と同じであり、ここではその詳細説明は省略する。

図４１（ｂ）は、受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃの一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部３１５（図３９、図４０参照）の図示を省略している。この図４１（ｂ）を参照して、コネクタ３０１Ｃについてさらに説明する。

コネクタ３０１Ｃは、第１の光学部３１１ａと第２の光学部３１１ｂとからなるコネクタ本体３１１を備えている。この場合、第１の光学部３１１ａと第２の光学部３１１ｂの間に、界面での光の反射を防ぐこと目的として、光透過材３１９が設けられている。この光透過材３１９は樹脂で構成されており、ある程度の軟性を持つものである。なお、光透過材３１９を使わないことも考えられ、光透過材３１９を使わない代わりに、第１の光学部３１１ａと第２の光学部３１１ｂの隙間部分のそれぞれの界面にそれぞれＡＲコート（Anti Reflection Coating）を付与することで界面での光の反射を防ぐことも考えられる。

第１の光学部３１１ａは、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなっている。この第１の光学部３１１ａは、第２の光学部３１１ｂと接続されてコネクタ本体３１１を構成するものである。熱膨張係数を揃えた方が、熱が変化した際の２つの光学部での歪による光路ずれが抑えられるため、第１の光学部３１１ａの材料は第２の光学部３１１ｂの材料と同一であることが好ましいが、別材料であってもよい。

第１の光学部３１１ａには、その前面側に、凹状の光入射部（光伝達空間）３１３が形成されている。そして、この第１の光学部３１１ａには、この光入射部３１３の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数のレンズ３１４が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。これにより、第１の光学部３１１ａに対するレンズ３１４の位置精度を高めることができる。

第２の光学部３１１ｂは、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、フェルールの構成となっている。このように第２の光学部３１１ｂがフェルールの構成とされることで、多チャネルの場合でも、光ファイバ３０３をフェルールに挿入するだけで、多チャネル通信を容易に実現できる。

第２の光学部３１１ｂには、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔３１６が、第１の光学部３１１ａの各チャネルのレンズ３１４に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ３０３は、光路となる中心部のコア３０３ａと、その周囲を覆うクラッド３０３ｂの二重構造となっている。

各チャネルの光ファイバ挿入孔３１６は、そこに挿入される光ファイバ３０３のコア３０３ａと、それに対応するレンズ３１４の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔３１６は、その底位置、つまり光ファイバ３０３を挿入した際に、その先端（出射端）の当接位置がレンズ３１４の焦点位置と合致するように、成形されている。

また、第２の光学部３１１ｂには、上面側から下方に延びる接着剤注入孔３１２が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔３１６の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ３０３が光ファイバ挿入孔３１６に挿入された後、接着剤注入孔３１２から接着剤３１７が光ファイバ３０３の周囲に注入されることで、光ファイバ３０３は第２の光学部３１１ｂに固定される。

また、第２の光学部３１１ｂには、その上面側および下面側の四隅に対応して、形状変化部材３１８が配置されている。これらの形状変化部材３１８を制御することで、第１の光学部３１１ａに対して第２の光学部３１１ｂを上下左右方法、さらにはシータ方向に移動させることが可能となっている。

受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃにおいて、レンズ３１４は、入射されるコリメート光を集光する機能を持つ。この場合、コリメート光がレンズ３１４に入射されて集光され、この集光された光は、光ファイバ３０３の入射端に入射される。

図４２は、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃとが接続された状態の断面図を示している。コネクタ４０３において、光ファイバ４０１を通じて送られてくる光はこの光ファイバ４０１の出射端から所定のＮＡで出射される。この出射された光はレンズ４１４に入射されてコリメート光に成形され、コネクタ３０１Ｃに向かって出射される。

また、コネクタ３０１Ｃにおいて、コネクタ４０３から出射された光は、レンズ３１４に入射されて集光される。そして、この集光された光は、光ファイバ３０３の入射端に入射され、光ファイバ３０３を通じて送られていく。

この場合、コネクタ３０１Ｃのコネクタ本体３１１を構成する第２の光学部３１１ｂの形状変化部材３１８がコントローラ３０７Ｃ（図３６参照）から供給される制御信号（光軸コントロール係数）に基づいて制御されることで、受信信号品質が閾値以上となるように、コネクタ３０１Ｃの光軸、より具体的には光ファイバ３０３の光軸がずらされ、光ファイバ３０３を通じて受光素子３０２に入射される光の波長幅が変更される（図３８参照）。

図４３は、受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃと受光部の構成例を示している。受光部においては、フェルール３２１を備えている。フェルール３２１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなっている。

フェルール３２１には、前面側から後方に延びる光ファイバ挿入孔３２６が設けられている。光ファイバ３０３は、光ファイバ挿入孔３２６に挿入された後、接着剤３２７により、フェルール３２１に固定される。フェルール３２１には、下面側から上方に延びる配置用孔３２４が形成されている。

また、フェルール３２１の下面側に、受光素子３０２やプロセッサ３０５、さらには信号品質モニタ部３０６やコントローラ３０７を含む制御ＩＣが載置された基板３２２が固定される。なお、制御ＩＣの図示は省略している。基板３２２には、所定数の受光素子３０２が、光ファイバ３０３のそれぞれに合わせて、載置されている。ここで、基板３２２は、受光素子３０２の入射部が光ファイバ３０３の光軸に一致するように、位置が調整されて固定される。

また、光ファイバ３０３からの光路を受光素子３０２の方向に変更するために、配置用孔３２４の底部分は傾斜面とされ、この傾斜面にミラー（光路変更部）３２５が配置されている。なお、ミラー３２５に関しては、別個に生成されたものを傾斜面に固定するだけでなく、傾斜面に蒸着等で形成することも考えられる。ここで、受光素子３０２および光ファイバ３０３は、光モジュールを構成している。

コネクタ３０１Ｃに関しては、上述の図４１（ｂ）を用いて説明したと同様であるので、ここではその説明を省略する。

図３６に示す送受信システム１００Ｃにおいて、発光素子２０１で発光される８５０ｎｍ帯の光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ２０３に入射されてコネクタ２０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ２０３に入射される光の光軸ずれがあったとき、その光軸ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図８参照）。そのため、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、送信機２００のコネクタ２０２とケーブル４００のコネクタ４０２との接続箇所において、コネクタ２０２から出射される８５０ｎｍ帯の光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ４０１に入射されて受信機３００Ｃ側へ伝搬される。この場合、光ファイバ４０１に入射される光の光軸ずれがあったとき、その光軸ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図８参照）。そのため、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、この場合、光ファイバ２０３によりコネクタ２０２へ伝搬されてくる８５０ｎｍ帯の光は、所定の波長幅（図３８（ａ）参照）を有するものであることから、光ファイバ２０３の出力端面の光の強度分布はコアの中心に対して一方向に偏らないものとなる（図１６（ｃ１）参照）。そのため、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率を得ることが可能となる。

また、ケーブル４００のコネクタ４０３と受信機３００Ｃのコネクタ３０１Ｃとの接続箇所において、コネクタ４０３から出射される８５０ｎｍ帯の光は、１３１０ｎｍシングルモードファイバである光ファイバ３０３に入射されて受光素子３０２へ伝搬される。この場合、光ファイバ３０３に入射される光の光軸ずれがあったとき、その光軸ずれによって発生する１次モードが基本モードと共に伝搬されるため、光パワーの結合ロスが低減される（図８参照）。そのため、光軸ずれの精度を緩和してコスト削減を図ることが可能となる。

また、この場合、光ファイバ４０１によりコネクタ４０３へ伝搬されてくる８５０ｎｍ帯の光は、所定の波長幅（図３８（ａ）参照）を有するものであることから、光ファイバ４０１の出力端面の光の強度分布はコアの中心に対して一方向に偏らないものとなる（図１６（ｃ１）参照）。そのため、光軸ずれの方向に依らずに、基本モードの成分のみを持つ光を用いて通信を行う場合と同様に、良好な結合効率を得ることが可能となる。

また、受信機３００Ｃの受光素子３０２に入射される光の波長幅を、コネクタ３０１Ｃの光軸をずらすことで最適化し、受信信号品質が閾値以上となるように変更するものである。そのため、発光素子２０１が図３８（ａ）に示すように広波長光源であっても、波長分散による影響を抑制して、所定の受信信号品質を確保することが可能となる。

この場合、遅く到達した光と速く到達した光によって波長分散が起きるが、コネクタ３０１Ｃの光軸をずらすことで、受光素子３０２側に送る光の波長幅が制限され、波長分散による影響が抑制されて所定の受信信号品質が確保される。

例えば、送信側から「１０１」のデータ情報が送信された場合、コネクタ３０１Ｃで波長幅が制限される前の段階では、図３８（ｂ）に示すように全波長の成分が存在することから波長分散の影響により“０”のデータ情報に“１”のデータ情報が被って「１１１」の誤ったデータ情報が得られる状態にあったとする。しかし、コネクタ３０１Ｃで光軸がずらされることで例えば図３８（ｃ）の矩形枠で示すように波長幅が制限され、波長分散の影響が抑制されて、「１０１」のデータ情報を正しく得ることが可能となる。

なお、図３６に示す送受信システム１００Ｃの受信機３００Ｃにおいては、信号品質モニタ部３０６およびコントローラ３０７Ｃがコネクタ３０１Ｃの外部に設けられる例を示したが、これらをコネクタ３０１Ｃ内に設ける構成も考えられる。

また、図３６に示す送受信システム１００Ｃの受信機３００Ｃにおいては、信号品質モニタ部３０６およびコントローラ３０７Ｃを備える例を示したが、図３５に示す送受信システム１００Ｂと同様に、それらの機能を受信機とは別個の外部装置に持たせることも考えられる。

複数レーンを持つシステムの場合、上述したコネクタ３０１Ｃの光軸の制御は、１レーン毎に行ってもよく、複数レーンを一括で制御してもよい。

＜２．変形例＞
なお、上述実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、光源としてレーザー光源やＬＥＤ光源の使用が考えられることから、第１の波長としては、例えば３００ｎｍから５μｍの間にあることが考えられる。

また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、この第１の波長が、１３１０ｎｍを含む１３１０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。また、上述の実施の形態においては、第１の波長が１３１０ｎｍとして説明したが、この第１の波長が、１５５０ｎｍ、あるいは、１５５０ｎｍを含む１５５０ｎｍ帯の波長であることも考えられる。

また、上述実施の形態においては、光導波路が光ファイバである例で説明したが、本技術は光ファイバ以外の光導波路、例えばシリコン光導波路等である場合にも、適用できることは勿論である。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。

なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）光導波路を通じて伝搬された光を受光する受光部を備え、
上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
上記受光部に入射される光の波長幅を、受信信号品質が閾値以上となるように変更する波長幅変更部をさらに備える
光受信装置。
（２）上記波長幅変更部は、上記光導波路と上記受光部の間に配置されたフィルタの透過波長を変更することで上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
前記（１）に記載の光受信装置。
（３）上記光導波路の出力側を接続するためのコネクタと、
上記コネクタから上記受光部に光を伝搬するための他の光導波路をさらに備え、
上記フィルタは、上記他の導波路と上記受光部との間に配置される
前記（２）に記載の光受信装置。
（４）上記波長幅変更部は、上記フィルタの透過波長と共に中心波長を変更する
前記（２）または（３）に記載の光受信装置。
（５）上記波長幅変更部は、上記光導波路の出力側を接続するためのコネクタの光軸をずらすことで上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
前記（１）に記載の光受信装置。
（６）上記コネクタは、上記光導波路の出力側が接続される固定部と、上記受光部に光を伝搬するための他の光導波路が固定され、上記固定部に対して光軸が移動可能に取り付けられた移動可能部を有し、
上記波長幅変更部は、上記移動可能部を移動することで上記コネクタの光軸をずらす
前記（５）に記載の光受信装置。
（７）上記波長幅変更部は、制御信号入力部から入力される制御信号に基づいて、上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
前記（１）から（６）のいずれかに記載の光受信装置。
（８）上記受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する受信信号品質判断部と、
上記受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備え、
上記波長幅変更部は、上記制御信号生成部で生成された制御信号に基づいて、上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
前記（１）から（６）のいずれかに記載の光受信装置。
（９）光導波路を通じて伝搬された光を受光する光受信装置の受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する受信信号品質判断部を備え、
上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
上記受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備える
波長幅調整装置。
（１０）上記制御信号は、上記光導波路と上記受光部の間に配置されたフィルタの透過波長を変更することで上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号である
前記（９）に記載の波長幅調整装置。
（１１）上記制御信号は、上記光導波路の出力側を接続するための上記光受信装置のコネクタの光軸をずらすことで上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号である
前記（９）に記載の波長幅調整装置。
（１２）上記制御信号は、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅と共に中心波長を変更するための制御信号である
前記（９）に記載の波長幅調整装置。
（１３）光導波路を通じて伝搬された光を受光する光受信装置の受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する手順を有し、
上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
上記判断の結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する手順をさらに有する
波長幅調整方法。

１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ・・・送受信システム
２００・・・送信機
２０１・・・発光素子
２０２・・・コネクタ（レセプタクル）
２０３・・・光ファイバ
２０３ａ・・・コア
２０３ｂ・・・クラッド
２０４・・・プロセッサ
２０５・・・ドライバ
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ・・・受信機
３０１，３０１Ｃ・・・コネクタ（レセプタクル）
３０２・・・受光素子
３０３・・・光ファイバ
３０３ａ・・・コア
３０３ｂ・・・クラッド
３０４・・・フィルタ
３０５・・・プロセッサ
３０６・・・信号品質モニタ部
３０７，３０７Ｃ・・・コントローラ
３０８・・・受光信号出力端子
３０９・・・制御信号入力端子
３１１・・・コネクタ本体
３１１ａ・・・第１の光学部
３１１ｂ・・・第２の光学部
３１２・・・接着剤注入孔
３１３・・・光入射部（光伝達空間）
３１４・・・レンズ（凸レンズ）
３１５・・・位置規制部
３１６・・・光ファイバ挿入孔
３１７・・・接着剤
３１８・・・形状変化部材
３１９・・・光透過材
３２１・・・フェルール
３２２・・・基板
３２４・・・配置用孔
３２５・・・ミラー
３２６・・・光ファイバ挿入孔
３２７・・・接着剤
４００・・・ケーブル
４０１・・・光ファイバ
４０１ａ・・・コア
４０１ｂ・・・クラッド
４０２，４０３・・・コネクタ（プラグ）
４０４・・・コネクタ
４１１・・・コネクタ本体
４１２・・・接着剤注入孔
４１３・・・光出射部（光伝達空間）
４１４・・・レンズ（凸レンズ）
４１５・・・位置規制部
４１６・・・光ファイバ挿入孔
４１７・・・接着剤
５００・・・最適化装置

Claims (13)

1. 光導波路を通じて伝搬された光を受光する受光部を備え、
   上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
   上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
   上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
   上記受光部に入射される光の波長幅を、受信信号品質が閾値以上となるように変更する波長幅変更部をさらに備える
   光受信装置。
2. 上記波長幅変更部は、上記光導波路と上記受光部の間に配置されたフィルタの透過波長を変更することで上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
   請求項１に記載の光受信装置。
3. 上記光導波路の出力側を接続するためのコネクタと、
   上記コネクタから上記受光部に光を伝搬するための他の光導波路をさらに備え、
   上記フィルタは、上記他の導波路と上記受光部との間に配置される
   請求項２に記載の光受信装置。
4. 上記波長幅変更部は、上記フィルタの透過波長と共に中心波長を変更する
   請求項２に記載の光受信装置。
5. 上記光導波路の出力側を接続するためのコネクタと、
   上記コネクタから上記受光部に光を伝搬するための他の光導波路をさらに備え、
   上記波長幅変更部は、上記他の光導波路の光軸を上記光導波路の光軸に対してずらすことで上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
   請求項１に記載の光受信装置。
6. 上記コネクタは、上記光導波路の出力側が接続される固定部と、上記他の光導波路が固定され、上記固定部に対して移動可能に取り付けられた移動可能部を有し、
   上記波長幅変更部は、上記移動可能部を移動することで上記他の光導波路の光軸を上記光導波路の光軸に対してずらす
   請求項５に記載の光受信装置。
7. 上記波長幅変更部は、制御信号入力部から入力される制御信号に基づいて、上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
   請求項１に記載の光受信装置。
8. 上記受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する受信信号品質判断部と、
   上記受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備え、
   上記波長幅変更部は、上記制御信号生成部で生成された制御信号に基づいて、上記受光部に入射される光の波長幅を変更する
   請求項１に記載の光受信装置。
9. 光導波路を通じて伝搬された光を受光する光受信装置の受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する受信信号品質判断部を備え、
   上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
   上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
   上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
   上記受信信号品質判断部における判断結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する制御信号生成部をさらに備える
   波長幅調整装置。
10. 上記制御信号は、上記光導波路と上記受光部の間に配置されたフィルタの透過波長を変更することで上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号である
    請求項９に記載の波長幅調整装置。
11. 上記制御信号は、上記光導波路の出力側を接続するための上記光受信装置のコネクタから上記受光部に光を伝搬するための他の光導波路の光軸を上記光導波路の光軸に対してずらすことで上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号である
    請求項９に記載の波長幅調整装置。
12. 上記制御信号は、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅と共に中心波長を変更するための制御信号である
    請求項９に記載の波長幅調整装置。
13. 光導波路を通じて伝搬された光を受光する光受信装置の受光部で得られた受光信号に基づいて受信信号品質を判断する手順を有し、
    上記光導波路は、第１の波長では基本モードのみを伝搬し、
    上記光は、基本モードと共に少なくとも１次モードの成分を持つ第２の波長の光であり、
    上記第２の波長は、所定の波長幅を有し、上記光導波路が基本モードと共に少なくとも１次モードを伝搬し得る波長であり、
    上記判断の結果に基づいて、上記受信信号品質が閾値以上となるように上記受光部に入射される光の波長幅を変更するための制御信号を生成する手順をさらに有する
    波長幅調整方法。

Images