JPH10153720A - 光送受信装置 - Google Patents

光送受信装置

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JPH10153720A
JPH10153720A JP8314009A JP31400996A JPH10153720A JP H10153720 A JPH10153720 A JP H10153720A JP 8314009 A JP8314009 A JP 8314009A JP 31400996 A JP31400996 A JP 31400996A JP H10153720 A JPH10153720 A JP H10153720A
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optical
light
optical signal
optical fiber
emitted
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JP8314009A
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Tatsuo Inoue
龍男 井上
Yoichi Chokai
洋一 鳥海
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Sony Corp
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers
    • H04B10/43Transceivers using a single component as both light source and receiver, e.g. using a photoemitter as a photoreceiver
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一芯双方向の光通信回路用の光送受信装置に
おいて、送信光信号が光通信回路を構成する光ファイバ
に入射される効率を向上させ、送信光信号を発するレー
ザダイオードの発光光量を増大させることなく、光通信
回路の充分な性能、信頼性が確保できるようにする。 【解決手段】 レーザダイオード3より発せられる送信
光信号L1は、S偏光状態でプリズム5の斜面部上の偏
光反射膜6に入射される。この送信光信号L1は、偏光
反射膜6で光量の大部分を反射されて光ファイバ11に
入射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
た一芯双方向光通信回路において用いられる光送受信装
置に関する技術分野に属し、特に、プラスチック光ファ
イバによる宅内、構内通信網として用いて好適な光通信
回路において用いられる光送受信装置に関する技術分野
に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、光送受信装置により接続されて構
成される光通信回路が提案されている。このような光通
信回路を構成する光送受信装置は、例えば、コンピュー
タ及びデジタルビデオ装置やオーディオ装置等の種々の
機器間の接続に用いられている。
【0003】この光送受信装置は、図9に示すように、
送信用の第1のプラスチック光ファイバ101及び受信
用の第2のプラスチック光ファイバ102とを保持して
いるプラグ103が接続されるソケット104を有して
構成されている。この光送受信装置は、上記ソケット1
04内に、送信する信号に応じて変調された第1の光信
号106を発する発光素子105及び送信される信号に
応じて変調された第2の光信号107を受光する受光素
子108を内蔵している。これら発光素子105及び受
光素子108間は、遮光壁109により隔てられてい
る。
【0004】上記プラグ103が上記ソケット104に
接続された状態においては、上記発光素子105が発す
る第1の光信号106は、上記第1のプラスチック光フ
ァイバ101の端面に入射される。また、上記プラグ1
03が上記ソケット104に接続された状態において
は、上記第2のプラスチック光ファイバ102の端面よ
り射出される第2の光信号107は、上記受光素子10
8により受光される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光送受信装置を用いて構成される光通信回路は、送信
用と受信用とで計2本のプラスチック光ファイバを用い
て構成されるため、宅内や構内の通信網として用いる光
通信回路としては好適でない。すなわち、宅内や構内の
通信網として用いる光通信回路は、一芯双方向の光通信
回路として、構成を簡素化する必要がある。
【0006】このような一芯双方向の光通信回路を構成
するための光送受信装置においては、送信信号である第
1の光信号と受信信号である第2の光信号とを同軸上に
重ね合わせる必要がある。このように、進行方向が互い
に逆方向である2つの光束を同軸上に重ね合わせる手段
としては、いわゆるハーフミラー(半透過膜)を用いる
ことが考えられる。すなわち、上記第1及び第2の光信
号のいずれか一方の光路を該ハーフミラーを透過する光
路とし、これら各光信号の他方の光路を該ハーフミラー
において反射される光路とすることにより、これら第1
及び第2の光信号は、同軸上に重ね合わされる。
【0007】しかしながら、このハーフミラーにおいて
は、透過率と反射率との合計が100%を越えることは
ないため、これら反射率及び透過率は、それぞれ50%
以下となる。すなわち、ハーフミラーを用いて第1の光
信号と第2の光信号を重ね合わせることとした場合、こ
のハーフミラーを透過する光信号及びこのハーフミラー
により反射される光信号は、それぞれ、このハーフミラ
ーにおいて50%程度損失することとなる。
【0008】送信信号である第1の光信号の上記プラス
チック光ファイバへの入射光量が減少すると、伝送可能
距離が短縮化し、光通信回路の充分な性能、信頼性を確
保することができない。
【0009】このような、ハーフミラーにおける光量の
損失を補うために、上記発光素子における発光光量を増
大させることが考えられる。しかしながら、上記発光素
子として使用されるレーザダイオードにおいては、発光
光量と素子の寿命や信頼性とはトレードオフの関係にあ
るので、発光光量を増加させれば、素子寿命の短命化や
信頼性の低下が招来される。
【0010】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、一芯双方向の光通信回路を構成
する光送受信装置であって、送信用の光信号が光通信回
路を構成する光ファイバに入射される効率を向上させる
ことにより、送信用の光信号を発する発光素子の発光光
量を増大させることなく、光通信回路の充分な性能、信
頼性の確保を可能とする光送受信装置の提供という課題
を解決しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光送受信装
置は、一芯双方向光通信回路における通信回線となる光
ファイバに接続され送信する第1の光信号を上記光ファ
イバに入射させるとともに該光ファイバを介して送られ
てくる第2の光信号を受信する光送受信装置であって、
上述の課題を解決するため、直線偏光状態の第1の光信
号を出射する発光素子と、この第1の光信号を光ファイ
バの端面に入射させるレンズと、該発光素子より該光フ
ァイバの端面に至る光路上に配設され該光ファイバの端
面より出射される第2の光信号を該発光素子に至る光路
より分岐させる光束分岐膜と、この光束分岐膜を介して
該第2の光信号を受光する受光素子とを備えており、光
束分岐膜は、反射率及び透過率が偏光依存性を有し、該
発光素子より発せられた第1の光信号の光量の大部分を
該光ファイバの端面に至らしめるとともに、該光ファイ
バの端面より射出された第2の光信号の光量の略々半分
以上を該受光素子に至らしめることとなされたものであ
る。
【0012】また、本発明は、上記光送受信装置におい
て、発光素子及び受光素子を同一の基板上に配設し、光
束分岐膜を該基板上に配設されたプリズムの表面部上に
形成したものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
【0014】本発明に係る光送受信装置は、図1に示す
ように、一芯双方向光通信回路における通信回線となる
光ファイバ11に接続され、送信する第1の光信号L1
を該光ファイバ11に入射させるとともに、該光ファイ
バ11を介して送られてくる第2の光信号L2を受信す
る光送受信装置である。この一芯双方向光通信回路は、
宅内、構内通信網として用いて好適なものである。上記
光ファイバ11としては、大口径(例えば、直径1mm
程度)のプラスチック光ファイバが用いられる。
【0015】この光送受信装置は、図2に示すように、
直線偏光状態の第1の光信号L1を出射する発光素子と
なるレーザダイオード3及び第2の光信号L2を受光す
る受光素子となるフォトダイオード4を有して構成され
ている。これらレーザダイオード3及びフォトダイオー
ド4は、図3に示すように、同一の基板であるシリコン
半導体やガリウム砒素半導体からなる半導体基板1上に
配設されている。すなわち、フォトダイオード4は、半
導体基板1の表面部上に形成されている。また、レーザ
ダイオード3は、半導体基板1上に配設されたヒートシ
ンク部2上に配設されている。このレーザダイオード3
は、半導体基板1の上面部に平行な方向に直線偏光状態
の拡散光束であるレーザ光束を射出する。
【0016】上記レーザダイオード3の発するレーザ光
束は、送信する信号に応じて変調されたものとなされて
おり、上記第1の光信号L1となっている。この第1の
光信号L1は、上記半導体基板1上に配設されたプリズ
ム5の傾斜面部に対して入射される。このプリズム5
は、一端部が傾斜面部となされ、上記フォトダイオード
4上に位置して配設されている。
【0017】上記プリズム5の傾斜面部は、上記半導体
基板1の上面部に対して45°の傾斜を有しており、上
記レーザダイオード3より射出される第1の光信号L1
を90°偏向させ、半導体基板1の上面部に対する垂直
方向に進行する光束とする。このプリズム5の傾斜面部
の表面部上には、光束分岐膜6が形成されている。
【0018】上記光束分岐膜6は、いわゆる偏光反射膜
であって、図5に示すように、反射率及び透過率が偏光
依存性を有している。すなわち、設計中心波長(例えば
790nm)において、S偏光入射光束の反射率Rs
は、略々100%に近い。一方、設計中心波長におい
て、P偏光入射光束の反射率Rpは、略々0%である。
【0019】上記第1の光信号L1は、上記光束分岐膜
6に対して、S偏光状態で入射される。上記レーザダイ
オード3は、第1の光信号L1が光束分岐膜6に対して
S偏光状態となる方向となされて、上記半導体基板1上
に配設されている。したがって、レーザダイオード3よ
り発せられた第1の光信号L1の光量の大部分は、光束
分岐膜6によって反射されて90°偏向される。したが
って、この光送受信装置においては、レーザダイオード
3の発光光束を、極めて高い効率で、第1の光信号L1
として光ファイバ11に入射させることができる。
【0020】上記光束分岐膜6により反射された第1の
光信号L1は、レンズ8を介して、上記光ファイバ11
の端面に至る。このレンズ8は、第1の光信号L1を集
光させて光ファイバ11の端面に入射させる。このレン
ズ8は、上記半導体基板1を収納している筐体状のハウ
ジング7の上面部に形成された透孔に嵌合されて支持さ
れ、上記プリズム5の傾斜面部に対応する位置に配設さ
れている。
【0021】上記ハウジング7は、図1及び図4に示す
ように、ソケット9に収納されている。このソケット9
には、プラグ嵌合孔13が設けられている。このプラグ
嵌合孔13には、上記光ファイバ11の先端側を保持し
たプラグ16のコネクタ部10が着脱可能に嵌合されて
いる。光ファイバ11の先端部は、コネクタ部10がプ
ラグ嵌合孔13に嵌合されていることにより、上記レン
ズ8の光軸上に位置し、このレンズ8に対向している。
【0022】なお、上記コネクタ部10の側面部には、
可撓変位可能なロック爪15が設けられている。このロ
ック爪15は、コネクタ部10がプラグ嵌合孔13に嵌
合されたとき、このプラグ嵌合孔13の側壁部に設けら
れたロック孔14に係合して、プラグ嵌合孔13からの
コネクタ部10の脱落を防止する。また、ソケット9か
らは、レーザダイオード3及びフォトダイオード4に接
続されたコード12が引き出されている。
【0023】そして、上記孔ファイバ11を介してこの
光送受信装置に対して送信されてくる第2の光信号L2
は、光ファイバ11の端面より射出され、上記レンズ8
を介して、上記光束分岐膜6に至る。この第2の光信号
2は、無偏光(ランダム偏光)光束である。光束分岐
膜6は、図6に示すように、無偏光光束に対しては、設
計中心波長(例えば,790nm)について、反射率R
が略々50%となっている。この反射率Rは、 R=(Rp+Rs)/2 に相当する。また、光束分岐膜6は、無偏光光束に対し
ては、設計中心波長について、透過率Tが略々50%と
なっている。この反射率Tは、 T=(Tp+Ts)/2 に相当し、 Tp≒100−Rp Ts≒100−Rs であることから、略々50%となる。
【0024】したがって、上記光束分岐膜6は、上記光
ファイバ11の端面より射出された第2の光信号L2
光量の略々半分以上を上記フォトダイオード4に至らし
める。すなわち、光束分岐膜6は、レーザダイオード3
より光ファイバ11の端面に至る光路上に配設されてお
り、光ファイバ11の端面より出射される第2の光信号
2をレーザダイオード3に至る光路より分岐させて、
フォトダイオード4に入射させる。このフォトダイオー
ド4は、上記光束分岐膜6を介して、上記第2の光信号
2を受光することとなる。
【0025】上記フォトダイオード4よりの光検出出力
は、上記第2の光信号L2の強度に応じて変調されたも
のとなっている。この光検出出力に基づいて、復調処理
を行うことにより、送信されてきた信号を復調すること
ができる。
【0026】また、本発明に係る光送受信装置は、レー
ザダイオード3及びフォトダイオード4を同一の基板上
に配設せずに、図8に示すように、それぞれを独立的な
素子として構成し配設して構成することとしてもよい。
この場合においては、上記光束分岐膜は、レーザダイオ
ード3の発光光束である第1の光信号の光軸に対して4
5°傾斜されて配設された透明な平行平面板17の表面
部上に形成される。この場合においても、第1の光信号
は、光束分岐膜に対してS偏光状態となされて入射さ
れ、この光束分岐膜により、略々100%の光量が反射
され、レンズ8を介して、光ファイバ11に端面に入射
される。
【0027】上記第2の光信号は、無偏光光束であるの
で、略々50%の光量が、光束分岐膜を透過して、フォ
トダイオード4に受光される。
【0028】そして、本発明に係る光送受信装置は、レ
ーザダイオード3及びフォトダイオード4のそれぞれを
独立的な素子として構成し配設して構成する場合におい
て、図7に示すように、第1の光信号が上記光束分岐膜
を透過して上記レンズ8を介して上記光ファイバ11に
入射されるように構成してもよい。この場合において
も、光束分岐膜は、レーザダイオード3の発光光束であ
る第1の光信号の光軸に対して45°傾斜されて配設さ
れた透明な平行平面板17の表面部上に形成される。そ
して、この場合においては、第1の光信号は、光束分岐
膜に対してP偏光状態となされて入射され、この光束分
岐膜において、略々100%の光量が透過され、レンズ
8を介して、光ファイバ11に端面に入射される。
【0029】上記第2の光信号は、無偏光光束であるの
で、略々50%の光量が、光束分岐膜において反射さ
れ、フォトダイオード4に受光される。
【0030】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る光送受信装
置は、一芯双方向光通信回路における通信回線となる光
ファイバに接続され送信する第1の光信号を上記光ファ
イバに入射させるとともに該光ファイバを介して送られ
てくる第2の光信号を受信する光送受信装置であって、
直線偏光状態の上記第1の光信号を出射する発光素子
と、この発光素子より光ファイバの端面に至る光路上に
配設され該光ファイバの端面より出射される第2の光信
号を該発光素子に至る光路より分岐させる光束分岐膜
と、この光束分岐膜を介して第2の光信号を受光する受
光素子とを備え、該光束分岐膜は、反射率及び透過率が
偏光依存性を有し、第1の光信号の光量の大部分を光フ
ァイバの端面に至らしめるとともに、第2の光信号の光
量の略々半分以上を受光素子に至らしめる。
【0031】すなわち、本発明は、一芯双方向の光通信
回路を構成する光送受信装置であって、送信用の光信号
が光通信回路を構成する光ファイバに入射される効率を
向上させることにより、送信用の光信号を発する発光素
子の発光光量を増大させることなく、光通信回路の充分
な性能、信頼性の確保を可能とする光送受信装置を提供
することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光送受信装置の構成を示す縦断面
図である。
【図2】上記光送受信装置の要部の構成を示す側面図で
ある。
【図3】上記光送受信装置の要部の構成を示す斜視図で
ある。
【図4】上記光送受信装置の外観の構成を示す斜視図で
ある。
【図5】上記光送受信装置を構成する光束分岐膜の直線
偏光光束に対する反射特性を示すグラフである。
【図6】上記光送受信装置を構成する光束分岐膜の無偏
光(ランダム偏光)光束に対する反射及び透過特性を示
すグラフである。
【図7】本発明に係る光送受信装置の要部の構成の他の
例を示す側面図である。
【図8】本発明に係る光送受信装置の要部の構成のさら
に他の例を示す側面図である。
【図9】従来の光送受信装置の構成を示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体基板、3 レーザダイオード、4 フォトダ
イオード、5 プリズム、6 光束分岐膜、8 レン
ズ、11 光ファイバ、L1 第1の光信号、L2第2の
光信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一芯双方向光通信回路における通信回線
    となる光ファイバに接続され、送信する第1の光信号を
    上記光ファイバに入射させるとともに該光ファイバを介
    して送られてくる第2の光信号を受信する光送受信装置
    であって、 直線偏光状態の上記第1の光信号を出射する発光素子
    と、 上記第1の光信号を上記光ファイバの端面に入射させる
    レンズと、 上記発光素子より上記光ファイバの端面に至る光路上に
    配設され、該光ファイバの端面より出射される上記第2
    の光信号を該発光素子に至る光路より分岐させる光束分
    岐膜と、 上記光束分岐膜を介して、上記第2の光信号を受光する
    受光素子とを備え、 上記光束分岐膜は、反射率及び透過率が偏光依存性を有
    し、上記発光素子より発せられた第1の光信号の光量の
    大部分を上記光ファイバの端面に至らしめるとともに、
    該光ファイバの端面より射出された第2の光信号の光量
    の略々半分以上を上記受光素子に至らしめることとなさ
    れた光送受信装置。
  2. 【請求項2】 発光素子及び受光素子は、同一の基板上
    に配設され、 光束分岐膜は、上記基板上に配設されたプリズムの表面
    部上に形成されている請求項1記載の光送受信装置。
JP8314009A 1996-11-25 1996-11-25 光送受信装置 Pending JPH10153720A (ja)

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