JPH03144602A - 双方向受発光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１本の光ファイバーを共有して送受信を行な
う波長多重光通信システムに使用する双方向受発光モジ
ュールに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、１本の光ファイバーを共有して光の波長多重伝送
を行なう場合は、該光ファイバーの両端に、分波器と受
発光モジュールを具備する受発光システムを取り付け、
該両端の双方向受発光システムにそれぞれ取り付けであ
る発光素子と受光素子の間で受発光するように構成して
いた。

第６図はこの種の従来の双方向受発光システムを示す図
である。

同図に示すようにこの双方向受発光システム６００ａ、
ｂは、光ファイバー６０７の両端に取り付けられる。

なおこの双方向受発光システム６００ａ、ｂは、それぞ
れレーザダイオードや発光ダイオード等の発光素子から
なる発光モジュール６０１　ａ　＋ｂと、５ｉ−ＰＩＮ
、Ｓｉ　−ＡＰＤ等の受光素子からなる受光モジュール
６０３ａ、ｂと、所定の波長の光（入、）を透過し他の
所定の波長の光（λ、）を反射する分波器６０５ａ、ｂ
とを具備している。そしてこれら発光モジュール６０１
ａ、ｂと受光モジュール６０３ａ、ｂはそれぞれ光ファ
イバー６１１ａ、ｂとコネクタ６０９ａ。

ｂによって分波器６０５ａ、ｂに接続されている。

なおここで、発光モジュール６０１ａは波長λ８の光を
発光し、発光モジュール６０１ｂは波長入、の光を発光
する。また分波器６０５ａ、ｂはそれぞれ波長入、の光
を透過し、波長入、の光を反射するように構成されてい
る。

そして発光モジュール６０１ａから発射された波長＾１
の光は、光ファイバー６１１ａと分波器６０５ａと光フ
ァイバー６０７と分波器６０５ｂと光ファイバー６１１
ｂを透過して受光モジュール６０３ｂに受光される。

一方発光モジュール６０１ｂから発射された波長λ、の
光は、光ファイバー６１１ｂを透過した後に分波器６０
５ｂで反射されて光ファイバー６０７に導かれ、次に分
波器６０５ａで反射されて光ファイバー６１１ａに導か
れ、受光モジュール６０３ａに受光される。

このようにして双方向波長多重伝送が行なわれるのであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記のような双方向受発光システム６００
ａ、ｂにあっては、各モジュール間を光ファイバー６１
１ａ、ｂとコネクタ６０９ａ、ｂで接続する必要がある
が、この光ファイバー６１ｆａ、ｂ等のために双方向受
発光システム６００ａ、ｂの小型化が図れないという問
題点があった。また分波器６０５ａ、ｂはその大きさが
大きく、このこともこの双方向受発光システム６００ａ
、ｂの小型化を阻害していた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、小型一
体化が図れその組立て調整が容易な、双方向受発光シス
テムをモジュール化した、双方向受発光モジュールを提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明仕双方向受発光モジュ
ールを、発光素子と該発光素子から発射された光を平行
光とする結合レンズを具備する発光モジュールと、受光
素子と入射する平行光を該受光素子に集光させる結合レ
ンズを具備する受光モジュールと、所定の波長の光を透
過し他の所定の波長の光を反射するビームスプリッタモ
ジュールと、平行光を光ファイバーに集光する結合レン
ズを具備するレセプタクルモジュールとを少なくとも１
つずつ具備せしめ、前記各モジュールをそれぞれ直接接
続して一体化して構成した。

〔作用〕

上記の如く発光モジュールと受光モジュールとビームス
プリッタモジュールとレセプタクルモジュールとをそれ
ぞれ直接接続して一体化して双方向受発光モジュールを
構成したので、従来のように各モジュール間を接続する
コネクタや光ファイバーは不要となり、装置の小型化が
図れる。

また発光モジュールから発射される光は結合レンズによ
って平行光となり、また受光モジュールに入射される光
は平行光であり、またレセプタクルモジュールに入射さ
せる光も平行光であるので、これら各モジュールをビー
ムスプリッタモジュールに直接取り付ける際の調整は、
各モジュール間の光軸合わせの調整だけでよいので、そ
の組み立てが容易となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明にかかる双方向受発光モジュール１を示
す側断面図である。

同図に示すようにこの双方向受発光モジュールｌは、発
光モジュール１１と受光モジュール１３とレセプタクル
モジュール１５をビームスプリッタモジュール１７に直
接接続して一体化して構成されている。

以下各モジュールについて説明する。

発光モジュール１１はケース１１１内に発光素子１１３
と結合レンズ１１５を取り付けて構成されている。

ここで発光素子１１３はレーザダイオードや発光ダイオ
ード等によって構成され、また結合レンズ１１５はこの
実施例においては球レンズで構成されている。

なおこの結合レンズ１１５は前記発光素子１１３から発
射された光を平行光とする位置に配置されている。

受光モジュール１３はケース１３１内に受光素子１３３
と結合レンズ１３５を取り付けて構成されている。

ここでこの結合レンズ１３５は球レンズで構成され、外
部から入射する平行光を受光素子１３３に集光させる位
置に配置されている。

レセプタクルモジュール１５はケース１５１とストッパ
ー１５３と結合レンズ１５５によって構成されている。

ここでこのケース１５１の中央部には、光ファイバーを
その中心軸上に保持したフェルール（図示せず）を挿入
する挿入穴１５７が形成されている。

またストッパー１５３は円筒状に形成され、結合レンズ
１５５は球レンズで構成されている。

そしてこのストッパー１５３と結合レンズ１５５は前記
ケース１５１の挿入穴１５７内に挿入され、固定されて
いる。

次にビームスプリッタモジュール１７は、ケース１７５
内にビームスプリッタ１７３とファラデー回転子１７１
を取り付けて構成されている。

ここでケース１７５は、その内部に穴が形成され、該穴
は３方向（同図にあっては左右下方向）に開口している
。なおこのケース１７５の各開口した部分には、同図に
示すように発光モジュール１１と受光モジュール１３と
レセプタクルモジュール１５が直接取り付けられる。

ビームスプリッタ１７３はこのケース１７５の略中央部
に配置され、光軸に対して４５°傾斜するように固定さ
れている。このビームスプリッタ１７３は第２図に示す
ように、その左上面側には戻り光をアイソレートする偏
光ビームスプリッタ機能を有する誘電体多層膜からなる
偏光ビームスプリッタ部ｐが形成されるとともに、その
右下面側には入射光の波長によって該入射光を透過また
は反射する波長選択フィルタ一部ｑが形成されている。

またファラデー回転子１７１は、前記ケース１７５の発
光モジュール１１を取り付ける側の開口部に取り付けら
れている。このファラデー回転子１７１はリング状の磁
石１７１ｂの内部に例えばＢｉ置換ガーネット膜等から
なる磁気光学結晶１７１ａを取り付けて構成されている
。

つぎにこの双方向受発光モジュール１を組み立てるには
、ビームスブリックモジュール１７のファラデー回転子
１７１を取り付けた側の面に発光モジュール１１の結合
レンズ１１５を取り付けた側の面を直接固定し、またビ
ームスプリッタモジュール１７の下側の面に受光モジュ
ール１３の結合レンズ１３５を取り付けた側の面を直接
固定し、さらにビームスプリッタモジュール１７の右側
の面にレセプタクルモジュール１５の結合レンズ１５５
を取り付けた側の面を直接固定する。なおこれら各モジ
ュール間の固定には、レーザー溶接を用いたり、固定治
具を用いたりする。

第３図はこの双方向受発光モジュール１の使用例を示す
図である。

まず第１図に示す双方向受発光モジュール１を２組用意
する。そしてこれら双方向受発光モジュール１，１′を
それぞれ第３図に示すように光ファイバー３１の両端に
接続する。

双方向受発光モジュール１，１′は、それぞれ接続フネ
クタ３３．３３’　によって光ファイバー３１の両端に
接続される。

このとき光ファイバー３１は第１図に示すレセプタクル
モジュール１５のストッパー１５３の位置まで挿入され
る。

ここで左側の双方向受発光モジュール１においては、発
光モジュール１１からは波長人、の光が発射され、また
ビームスプリッタモジュール１７は波長＾１の光を透過
し波長λ、の光を反射するように形成されている。

一方右側の双方向受発光モジュール１′においては、発
光モジュール１１′からは波長λ、の光が発射され、ま
たビームスプリッタモジュール１７′は波長λ、の光を
透過し波長λ、の光を反射するように形成されている。

次に光の送受波について説明する。

まず左側の双方向受発光モジュール１の発光モジュール
１１から発射された波長λ、の光は、第１図に示すよう
に、結合レンズ１１５によって平行光となり、ファラデ
ー回転子１７１でその偏光面を４５°回転されてからビ
ームスプリッタ１７３を透過する。その場合、ビームス
プリッタ１７３を光が完全に透過するように波長入、の
光の偏光方向は発光素子１１３を回転して調整しである
。そしてこのビームスプリッタ１７３を透過した平行光
は、結合レンズ１５５によって光フアイバー３１内に集
光される。

そしてこの光は光フアイバー３１内を伝送して第３図に
示す双方向受発光モジュール１′に至る。

次に双方向受発光モジュール１′に至った波長λ、の光
は、レセプタクルモジュール１５′内の結合レンズ１５
５′によって平行光とされ、次にビームスプリッタモジ
ュール１７′内のビームスプリッタ１７３′によって受
光モジュール１３′側に反射され、結合レンズ１３５′
によって受光素子１３３′に集光され、該党内の情報が
検出される。

一方同様に、右側の発光モジュール１１′から発射され
た波長λ、の光は、ビームスプリッタモジュール１７′
　とレセプタクルモジュール１５′内を通過して光ファ
イバー３１に導入され、左側の双方向受発光モジュール
１のレセプタクルモジュール１５に導入される。そして
この波長λ。

の光はビームスプリッタモジュール１７において反射さ
れ、受光モジュール１３内の受光素子１３３に集光し、
該党内の情報が検出される。またビームスプリッタモジ
ュール１７の偏光ビームスプリッタ部において、発光モ
ジュール１１からの発射戻り光成分も反射される。その
為、それを外すように受光素子１３３を設置する。

以上のように、発光モジュール１１から外部に放射され
る光は平行光であり、受光モジュール１３に入射させる
光は平行光であり、レセプタクルモジュール１５に入射
させる光も平行光である。

従って、これら各モジュールをビームスプリッタモジュ
ール１７に直接取り付ける際の調整は、各モジュール間
の光軸合わせの調整だけでよく、その組み立ては容易で
ある。

なおここで第１図に示すファラデー回転子１７１とビー
ムスプリッタ１７３に形成した偏光ビームスプリッタ部
ｐによってアイソレータを構成するがその作用について
説明する。

即ち第１図に示すように、発光モジュール１１から発射
された光はファラデー回転子１７１によってその偏光面
が４５°回転されるとともに、該４５°回転された光壮
偏光ビームスプリッタ部ｐを形成したビームスプリッタ
１７３を透過することとなるが、この透過光の内光ファ
イバー３１の端面及び内部の散乱等によって反射された
反射光は、再びビームスプリッタ１７３を透過して１部
ファラデー回転子１７１に至る。しかしながらこの４５
°回転されている反射光はこのファラデー回転子１７１
によってさらに４５＠回転されるため、発光素子１１３
の発振光の偏波方向とは直交する。従ってこの反射光は
発光素子１１３から発射された光とは共振成分を持たな
い為、干渉ノイズは発生しないのである。

第４図は本発明にかかる双方向受発光モジュール１を用
いてさらに光の多重化ができるように構成した他の実施
例を示す側断面図である。

同図に示すようにこの実施例における双方向受発光モジ
ュール１は、第１発光モジュール１１−１と第２発光モ
ジュール１１−２と受光モジュール１３とレセプタクル
モジュール１５を、それぞれ第１ビームスプリツタモジ
ユール１７−１と第２ビームスプリツタモジユール１７
−２に直接接続して構成されている。

ここで第１発光モジュール１１−１は第１図の発光モジ
ュール１１と同様の構成を有し、波長入、の光を発射す
る。

第２発光モジュール１１−２も第１図の発光モジュール
１１と同様の構成を有し、波長入、の光を発射する。

また第４ビームスプリツタモジユール１７−１の波長選
択フィルタ一部は波長λ１の光を透過し、波長＾、の光
を反射する。

また第２ビームスプリツタモジユール１７−２の波長選
択フィルタ一部は波長λ、とλ、の光を透過し、波長λ
、の光を反射する。

第５図はこの双方向受発光モジュール１の使用例を示す
図である。

同図に示すように、この双方向受発光モジュール１は光
ファイバー３１の左側に接続コネクタ３３によって接続
されている。またこの光ファイバー３１の右側にはこの
双方向受発光モジュール１と略同じ構造の双方向受発光
モジュール１′が接続されている。

この右側の双方向受発光モジュール１′は、レセプタク
ルモジュール１５′と、波長λ、の光を透過し波長λ８
の光を反射する第１ビームスプリツタモジユール１７’
−１と、波長λ１とλ。

の光を透過し波長λ、の光を反射する第２ビームスプリ
ツタモジユール１７’−２と、第１受光モジュール１３
’−１と、第２受光モジュール１３−２と、波長λ、の
光を発射する発光モジュール１１’−１とによって構成
されている。

次にこの双方向受発光モジュール１，１′の作用につい
て説明する。

まず、左側の第１発光モジュール１１−１を発射した波
長＾、の光は、第１ビームスプリツタモジユール１７−
１と第２ビームスプリツタモジユール１７−２とレセプ
タクルモジュール１５を通過して光フアイバー３１内に
導かれる０次に光フアイバー３１内を通過した波長λ、
の光は、レセプタクルモジュール１５′と第２ビームス
プリツタモジユール１７’−２を通過した後、第１ビー
ムスプリツタモジユール１７’−１で反射されて受光モ
ジュール１３’−１に集光される。

また、左側の第２発光モジュール１１−２を発射した波
長λ、の光は、第２ビームスプリツタモジユール１７−
２で反射された後、レセプタクルモジュール１５を通過
して光フアイバー３１内に導かれる。次に光フアイバー
３１内を通過した波長人、の光は、レセプタクルモジュ
ール１５′を通過した後に第２ビームスプリツタモジユ
ール１７′−２で反射されて受光モジュール１３’−２
に集光される。

さらに、右側の発光モジュール１１′を発射した波長λ
、の光は、第１ビームスプリツタモジユール１７’−１
と第２ビームスプリツタモジユール１７’−２とレセプ
タクルモジュール１５′を通過して光フアイバー３１内
に導かれる。

次に光フアイバー３１内を通過した波長λ、の光は、レ
セプタクルモジュール１５と第２ビームスプリツタモジ
ユール１７−２を通過した後、第１ビームスプリツタモ
ジユール１７−１で反射されて受光モジュール１３に集
光される。

このように、光フアイバー３１内を伝送する光の種類が
増えても、本発明にかかる双方向受発光モジュール１に
よれば、該双方向受発光モジュール１を構成する各モジ
ュールの数を必要に応じて増やしてこれを直接接続する
だけでよいので、用途に応じた組み換えが容易に行なえ
る。

以上本発明に係る双方向受発光モジュールの実施例を詳
細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く種々の変形が可能であり、要は、発光素子と該発光素
子から発射された光を平行光とする結合レンズを具備す
る発光モジュールと、受光素子と入射する平行光を該受
光素子に集光させる結合レンズを具備する受光モジュー
ルと、所定の波長の光を透過し他の所定の波長の光を反
射するビームスプリッタモジュールと、平行光を光ファ
イバーに集光する結合レンズを具備するレセプタクルモ
ジュールとを少なくとも１つずつ具備し、該各モジュー
ルをそれぞれ直接接続して一体化する構造の双方向受発
光モジュールであればどのようなものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る双方向受発光
モジュールによれば、発光モジュールと受光モジュール
とビームスプリッタモジュールとレセプタクルモジュー
ルとをそれぞれ直接接続して一体化できるので、従来の
ように各モジュール間を接続するコネクタや光ファイバ
ーは不要となり、装置の小型化が図れるという優れた効
果を有する。

また発光モジュールから外部に発射される光は平行光で
あり、受光モジュールに入射される光は平行光であり、
レセプタクルモジュールに入射される光も平行光である
。従って、これら各モジュールをビームスプリッタモジ
ュールに直接取り付ける際の調整は、各モジュール間の
光軸合わせの調整だけでよく、その組み立てが容易であ
るという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる双方向受発光モジュール１を示
す側断面図、第２図はビームスプリッタ１７３を示す側
面図、第３図はこの双方向受発光モジュール１の使用例
を示す図、第４図は本発明にかかる双方向受発光モジュ
ール１の他の実施例を示す側断面図、第５図はこの双方
向受発光モジュール１の使用例を示す図、第６図は従来
の双方向受発光モジュールを示す図である。 図中、１・・・双方向受発光モジュール、１１・・・発
光モジュール、１１３・・・発光素子、１１５・・・結
合レンズ、１３・・・受光モジュール、１３３・・・受
光素子、１３５・・・結合レンズ、１５・・・レセプタ
クルモジュール、１５５・・・結合レンズ、１７・・・
ビームスプリッタモジュール、１７１・・・ファラデー
回転子、１７３・・・ビームスプリッタ、ｑ・・・波長
選択フィルタ一部、ｐ・・・偏光ビームスプリッタ部、
１７５・・・ケース、３１・・・光ファイバー、である
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１本の光ファイバーの端部に取り付けられ、所定
   の波長の光を発射するとともに他の波長の光を受光する
   双方向受発光モジュールにおいて、発光素子と該発光素
   子から発射された光を平行光とする結合レンズを具備す
   る発光モジュールと、 受光素子と入射する平行光を該受光素子に集光させる結
   合レンズを具備する受光モジュールと、所定の波長の光
   を透過し他の所定の波長の光を反射するビームスプリッ
   タモジュールと、 平行光を光ファイバーに集光する結合レンズを具備する
   レセプタクルモジュールとを少なくとも１つずつ具備し
   、 前記各モジュールをそれぞれ直接接続して一体化したこ
   とを特徴とする双方向受発光モジュール。
2. （２）前記ビームスプリッタモジュールは、ケース内に
   平板状のビームスプリッタを光軸に対して４５゜傾けて
   配置し、該ビームスプリッタの一方の面には所定の波長
   の光を透過し他の所定の波長の光を反射する波長選択フ
   ィルターを形成したことを特徴とする請求項（１）記載
   の双方向受発光モジュール。
3. （３）前記ビームスプリッタモジュールのケース内には
   発光モジュールから発射された光の偏波面を４５゜回転
   させるファラデー回転子を取り付けるとともに、前記ビ
   ームスプリッタの波長選択フィルターを形成しない面側
   には偏光ビームスプリッタを形成して、光アイソレータ
   を構成したことを特徴とする請求項（２）の記載の双方
   向受発光モジュール。