JP2000068943A - 光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源の耐用期間が長く、高い信頼性を備えた
光伝送装置を提供すること。 【解決手段】 光伝送用光源となる半導体レーザチップ
５０の光路に光スイッチ素子６０を設け、光スイッチ駆
動回路４２により、入力された光信号を直接光ファイバ
Ｌ１に出力するか、反射膜６１側に一部分岐するか、切
換できるようにし、データを送信する場合には、反射膜
６１によりレーザ発振用の光共振器を形成させることに
より、半導体レーザチップ５０からレーザ光を発生さ
せ、待機状態の場合には、発光ダイオードとして発光さ
せるようにしたもの。 【効果】 データの伝送速度に応じてレーザモードとダ
イオードモードに切換えて使用することにより、レーザ
としての動作時間が抑えられ、耐用期間を長くすること
ができる。

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
た光伝送装置に係り、特に、ネットワークの構成を伝送
経路の接続状態で判定するようにしたデータ伝送システ
ムで使用するのに適な光伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、コンピュータは、社会機構の運営
にとって中でほとんど欠かせない存在であるが、通常
は、これに複数の端末機器を接続したネットワークシス
テムとして使用されるのが一般的である。しかも、シス
テムとしても常に進歩改良が要求されており、このた
め、実用上は、ネットワーク構成の変更にも柔軟に対応
できるようにするのが望ましい。

【０００３】そこで、ネットワークに対する端末機器の
接続状態からネットワーク構成を判定し、自動的にネッ
トワーク構成の変更に対応できるようにしたデータ伝送
システムが従来から用いられており、その例を特開平１
０ー４１８９８号公報に見ることができる。

【０００４】この公報には、ツイストペア線により複数
端末機器が接続されたネットワークが示されており、さ
らに端末機器間でのデータの伝送に光ファイバ伝送装置
を用いたシステムが開示されているが、このとき、光伝
送系では、端末の機器の接続状態を、光ファイバ中での
光信号の有無により検知し、ネットワークーク構成がど
のようになっているかが判断できるようにしている。

【０００５】図７は、この従来技術の一例で、この例で
の光伝送装置１００は、光送信部１０２と、光受信部１
０３を備え、図示してない所定の端末装置とは、２系統
のツイストペア線Ｐ１、Ｐ２を介して電気信号により結
合され、ネットワークーク内のコンピュータなどの上位
の機器とは、光コネクタ１０４で接続されている２本の
光ファイバＬ１、Ｌ２を介して、光信号により結合され
ている。

【０００６】そして、データ信号はツイストペア線Ｐ１
を介して入力され、ツイストペア線Ｐ２を介してはスト
ローブ信号が入力されるが、このとき、データ信号とス
トローブ信号とは相補的に変化し、その排他的論理和を
取ることにより、光送信部１０２でクロック信号が取り
出せるようになっている。

【０００７】光送信部１０２に入力された電気信号は、
符号変換回路２０１により、データのエンコードと、コ
ントロール信号のエンコードを行い、エンコードされ時
分割多重されたデータがＡＰＣ回路を含む駆動回路２０
２に入力され、半導体レーザ２０３を駆動する。半導体
レーザ２０３で発生された光信号は光コネクタ１０４を
介して光ファイバＬ１に入射され、上位の機器に伝送さ
れる。

【０００８】一方、光ファイバＬ２を伝送してきた光信
号は、光受信部１０３に供給され、光検出器３０１によ
り電気信号に変換され、検出回路３０２により信号が検
出され、符号変換回路３０３に供給される。そこで、符
号変換回路３０３は入力された信号からデータとコント
ロール信号を再生し、データは更にデータ信号及びスト
ローブ信号にデコードされ、時分割多重されてツイスト
ペア線Ｐ１、Ｐ２に出力され、端末装置に伝送されるの
である。

【０００９】このとき、光伝送装置１００は、図示して
ないが、ツイストペア線Ｐ１、Ｐ２が接続されているか
否かを判定する機能を備え、ツイストペア線Ｐ１、Ｐ２
が接続されているときは、データ入力の有無に関係な
く、半導体レーザ２０３を動作させ、ツイストペア線Ｐ
１、Ｐ２が接続されていることを表わす光信号を光ファ
イバＬ１に送出するようになっており、この結果、上記
したように、上位の機器でネットワークーク構成がどの
様になっているのか知ることができるようになってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、光伝
送経路を介して、常時、光の伝送を要する点について配
慮がされておらず、光信号用光源の稼働時間が多くな
り、耐用限度に達するまでの期間が長くできないという
問題があった。

【００１１】以下、この従来技術の問題について説明す
ると、従来技術では、端末機器が接続されているか否か
をツイストペア線の挿抜で検知するようにしており、こ
のため、光伝送系では、光ファイバ上の光信号の有無に
より検知するしかなく、このため、従来技術では、ツイ
ストペア線が光伝送装置に接続されているときには、光
伝送装置間ではデータ通信を行なっていない待機状態で
も、常時、光信号を送信している必要がある。

【００１２】ところで、この光伝送装置の光源として
は、通常、発光ダイオード、又は半導体レーザが用いら
れている。ここで、一般に、発光ダイオードは、寿命は
長いが、変調周波数を高くできないので、比較的伝送速
度が低い光伝送装置の光源としてしか用いられず、コン
ピュータネットワークなど、高速データの光伝送には、
変調周波数が高くとれる半導体レーザを用いざるを得な
い場合が多い。

【００１３】しかし、半導体レーザは、発光ダイオード
に比して寿命が短く、稼働時間が長いと、比較的短時間
で耐用限度に達してしまう。しかるに、上記従来技術で
は、端末機器が接続されている限りは、データ通信を行
なっていない待機状態でも、常時、光源である半導体レ
ーザを働かせていなければならず、この結果、耐用限度
に達するまでの期間が長くできないという問題が生じて
しまうのである。

【００１４】耐用限度に達するまでの期間が短いと、頻
繁に保守交換が必要になり、その都度、システムの運用
に支障が生じてしまうため、システムの信頼性が大きく
低下してしまう。本発明の目的は、光源の耐用期間が長
く、高い信頼性を備えた光伝送装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、入力された
電気信号を光信号に変換して送信する光伝送装置におい
て、高速データ伝送用の第１の光源と、低速データ伝送
用の第２の光源とを設け、入力された電気信号の周波数
に応じて、前記第１の光源と第２の光源の一方を選択し
て光信号に変換するようにして達成される。

【００１６】また、上記目的は、入力された電気信号を
光信号に変換して送信する光伝送装置において、光信号
変換用の光源となる半導体レーザチップと、該半導体レ
ーザチップの動作をレーザ発光動作と発光ダイオード発
光動作に切換える光スイッチ素子を設け、前記入力され
た電気信号の周波数に応じて、前記半導体レーザチップ
の動作をレーザ発光動作と発光ダイオード発光動作の何
れかに切換え、光信号に変換するようにして達成され
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による光伝送装置に
ついて、図示の実施形態により詳細に説明する。まず、
図６は、本発明の一実施形態による光伝送装置１を示し
たもので、光送信部２が、図示のように、符号変換回路
３と駆動回路４、光源５、それに光スイッチ６とで構成
されているだけで、その他の構成は、光受信部１０３も
含めて、図７に示した従来技術による光伝送装置１００
と同じである。

【００１８】図１は、本発明における光送信部２の一実
施形態で、まず、符号変換部３は、データ変換回路３０
とコントロール信号変換回路３１、コントローラ３２、
それにマルチプレクサ３３で構成されている。次に、駆
動回路４は、レーザ駆動回路４０とＡＰＣ(オートパワ
ーコントローラ)回路４１、それにスイッチ駆動回路４
２で構成されている。

【００１９】また、光源５は、半導体レーザチップ５０
と光検出器５１で構成されている。そして、光スイッチ
６は、光スイッチ素子６０で構成されている。ツイスト
ペア線Ｐ１、Ｐ２からは、デジタル形式によるデータ信
号と、伝送路管理用のコントロール信号が時分割多重さ
れ、符号変換部３に入力される。そして、この実施形態
では、このコントロール信号に、待機状態、通信速度、
データ区切り、リセットなどの信号が含まれるようにな
っている。

【００２０】まず、データ信号は、データ変換回路３０
に入力され、光伝送に適した変調方式に変換される。こ
こで、この実施形態では、８Ｂ１０Ｂ変換を用い、８ビ
ット(１バイト)の信号を１０ビットに変換して伝送する
ようになっている。一方、コントロール信号は、コント
ロール信号変換回路３１に入力されるが、ここで、この
コントロール信号には、データ信号を８Ｂ１０Ｂ変換す
る際に用いられなかった符号が割当てられており、コン
トロール信号変換回路３１により、この符号が変換され
るようになっている。

【００２１】こうして変換されたデータ信号とコントロ
ール信号は、コントローラ３２により制御されるマルチ
プレクサ３３に入力され、時分割多重されてから、駆動
回路４の半導体レーザ駆動回路４０に入力される。そこ
で、この半導体レーザ駆動回路４０は、マルチプレクサ
３３から供給された信号に基いて半導体レーザチップ５
０を駆動し、光信号を発生させる。

【００２２】このとき、半導体レーザチップ１０から出
力される光信号の一部は光検出器５１に入射して電気信
号に変換され、ＡＰＣ回路４１に供給され、これによ
り、ＡＰＣ回路４１は、半導体レーザ駆動回路４０を制
御し、半導体レーザチップ５０からの光出力が一定にな
るようにするのである。半導体レーザチップ５０から発
生された光信号は、光スイッチ素子６０に入力される。

【００２３】この光スイッチ素子６０は、詳しくは後述
するが、図示のように、１個の光入射端Ａと２個の光出
射端Ｂ、Ｃとを備え、光スイッチ駆動回路４２から入力
される制御信号に応じて、光入射端Ａから入力された光
を一方の光出射端Ｂにそのまま伝播させるか、一部の光
は他方の光出射端Ｃにも伝播させるかを任意に切換える
働きをする。

【００２４】そして、光入射端Ａには、半導体レーザチ
ップ５０の光出力側が結合され、一方の光出射端Ｂには
光ファイバＬ１が結合される。なお、光ファイバＬ１と
の間にある光コネクタ１０４は省略してある。しかし
て、他方の光出射端Ｃには、光反射膜６１が設けてあ
り、ここで、光は全反射されてしまうようになってい
る。

【００２５】この結果、詳しくは後述するが、半導体レ
ーザチップ５０が駆動され、発光しているとき、光スイ
ッチ素子６０を制御することにより、半導体レーザチッ
プ５０による発光動作を、発光ダイオードとしての発光
動作と、半導体レーザとしての発光動作に任意に切換え
ることができる。

【００２６】次に、この実施形態の動作について説明す
る。光送信部２は、ツイストペア線Ｐ１、Ｐ２からデー
タが入力されたとき、すなわち、データ送信時には、コ
ントローラ３２により、半導体レーザチップ５０による
発光動作が半導体レーザとしての発光動作(以下、レー
ザモードと記す)になるようにする。

【００２７】従って、このときは、レーザ光による信号
が、光ファイバＬ１を介して受信側の装置に伝送される
ことになり、この結果、データ搬送の光の変調周波数帯
域が充分に広くとれ、高速のデータ伝送にも容易に、し
かも的確に対応することができ、ネットワークシステム
での要求に充分に応えることができる。

【００２８】次に、光送信部２は、データを送信してい
ないとき、つまりツイストペア線Ｐ１、Ｐ２からのデー
タの入力が無く、待機状態にあるときでも、光ファイバ
Ｌ１による光の伝送が停止されないようにしてあり、こ
れにより、上記したように、システム構成が判定できる
ようにしてある。

【００２９】すなわち、光送信部２は、伝送すべきデー
タが入力されてこないときでも、コントローラ３２から
は待機状態を表わす制御信号が出力され、これにより半
導体レーザチップ５０を発光駆動させ、光ファイバＬ１
に光が入射され続けるように構成してある。

【００３０】しかして、この待機状態のときは、コント
ローラ３２は、スイッチ駆動回路４２を介して光スイッ
チ素子６０を切換え、半導体レーザチップ５０による発
光動作が、発光ダイオードとしての発光動作(以下、ダ
イオードモードと記す)になるようにする。従って、こ
のときは、データ搬送用の光の変調周波数帯域が、レー
ザ光を使用した場合よりもかなり狭くしか得られない
が、後述するように、このときはデータを伝送する訳で
はないので、全く問題は無い。

【００３１】従って、この実施形態によれば、光送信部
２の半導体レーザチップ５０は、データ伝送時だけ本来
の半導体レーザとしての発光動作を行い、待機状態で
は、単に発光ダイオードとしての発光動作をするだけで
済むことになり、この結果、データ伝送時も待機状態で
も常にレーザ発光動作させた場合に比して、運用期間中
でのレーザ発光動作時間が短縮され、その分、半導体レ
ーザチップ５０の耐用期間を延ばすことができる。

【００３２】次に、この実施形態の光送信部２により待
機状態で送信される光信号について説明する。既に説明
したように、この実施形態では、光データとして、８Ｂ
１０Ｂ変調した信号を用いているので、図２に示すよう
に、待機状態での符号も８ビット単位のデータに対応す
る１０ビットごとに、クロックに同期して繰り返す信号
にしてあり、この結果、受信側となった光伝送装置の光
受信部１０３では、この待機状態の符号と同期をとるこ
とにより、クロックを再生することができる。

【００３３】従って、この実施形態によれば、待機状態
のとき伝送される光信号により、システム構成の判定が
得られると共に、伝送系でのクロック同期の常時保持が
得られることになり、この結果、データの切れ目でのト
レーニング時間の短縮又は省略が得られることになる。
また、この実施形態では、待機状態のとき伝送される信
号として、図２に示す符号を用いているので、待機状態
での符号の伝送に必要な周波数は、クロック周波数の１
／５に低減される。

【００３４】なお、この待機状態を表わす符号として
は、電力スペクトルが、データの伝送帯域周波数の低周
波数側にある符号を用いればよく、従って、図２に示し
た符号以外の任意の符号を用いてもよい。また、このと
き、１バイト単位の符号に限る必要もなく、複数のバイ
トに渡る符号を用いるようにしてもよい。

【００３５】次に、光送信部２のコントローラ３２は、
レーザモードとダイオードモードとでＡＰＣ回路４１の
パラメータを切換え、これにより、光ファイバＬ１に入
射される光量が、モードに関係無く、ほぼ一定になるよ
うに構成してある。従って、この実施形態によれば、デ
ータ伝送時と待機状態での光ファイバＬ１による伝送条
件の変更が最小限に抑えられ、安定したデータ伝送を得
ることができる。

【００３６】次に、上記実施形態における光スイッチ素
子６０の詳細について、図３により説明する。この図３
は、方向性結合型光スイッチを用いた場合の光スイッチ
素子の一実施形態で、図において、６０Ａは光導波路の
基板、６０Ｂ、６０Ｃは光導波路、６０Ｄ、６０Ｅは電
極である。なお、光反射膜６１は既に説明した通りであ
る。基板６０Ａはニオブ酸リチウム(Ｌｉ Ｎｂ Ｏ₃)の
薄板で、図示のように、略方形に作られ、その一方の面
からチタン(Ｔｉ)を拡散して光導波路６０Ｂ、６０Ｃが
形成され、更に、その表面には導電体薄膜からなる電極
６０Ｄ、６０Ｅが形成されている。

【００３７】光導波路６０Ｂは、図示のように、基板６
０Ａの一方の端面に開放した部分を光入射端Ａとし、こ
の一方の端面に対抗した他方の端面に開放した部分を光
出射端Ｂとし、これらの端面の間に直線として設けられ
ている。また、光導波路６０Ｃは、その一部が光導波路
６０Ｂに平行に近接した形に作られ、基板６０Ａの他方
の端面にだけ開放され、この他方の端面に開放した部分
が光出射端Ｃとなるようにして設けられている。

【００３８】そして、電極６０Ｄと電極６０Ｅの間に所
定の電圧を印加することにより、光導波路６０Ｂに入射
した光が、そのままこの光導波路６０Ｂを伝播する、い
わゆる通過モードとしての動作から、光導波路６０Ｃに
移行する、いわゆる反射モードとしての動作に切換える
ことができ、方向性結合型光スイッチとしての働きが得
られることになる。

【００３９】光導波路６０Ｃの光出射端Ｃには誘電体多
層膜を用いた光反射膜６１が形成されており、従って、
光スイッチ素子６０が反射モードにされたときは、光導
波路６０Ｃを伝播してきた光は反射膜６１で反射され、
光導波路６０Ｃを戻って光導波路６０Ｂに移行し、光入
射端Ａに戻っていく。

【００４０】半導体レーザチップ５０の一方の光出口に
は光の一部を透過するハーフミラー膜５０Ａが、そして
他方の光出口には、光り反射を抑える反射防止膜５０Ｂ
が、夫々誘電体多層膜により形成されており、このた
め、半導体レーザチップ５０で発生された光は、一部は
ハーフミラー膜５０Ａを透過して光検出器５１に達し、
残りが反射防止膜５０Ｂを透過して光入射端Ａから光導
波路６０Ａに入射されるようになっている。

【００４１】従って、光スイッチ素子６０が透過モード
のときは、半導体レーザチップ５０で発生された光は光
入射端Ａから光導波路６０Ａに入射され、そのまま光導
波路６０Ｂを伝播して光出射端Ｃに達し、光ファイバ５
０に入射されることになるので、このときは、半導体レ
ーザチップ５０が駆動されてもレーザ発振は起らず、発
光ダイオードとして動作するだけである。

【００４２】しかして、光スイッチ素子６０が反射モー
ドにされると、反射膜６１とハーフミラー膜５０Ａによ
り光共振器が形成されることになり、このとき半導体レ
ーザチップ５０が駆動されるとレーザ発振が得られ、レ
ーザ光が光ファイバＬ１のコアに入射されることにな
る。一方、光検出器５１に入射した光は電気信号に変換
され、ＡＰＣ回路４１に供給されて、上記した光量制御
に利用される。

【００４３】従って、この図３に示した光スイッチ素子
６０によれば、半導体レーザチップ５０の動作をデータ
伝送時にはレーザモードに切換え、待機状態ではダイオ
ードモードに切換えることができ、通常のデータ伝送時
での高速データ通信と、待機状態での半導体レーザチッ
プ５０の劣化抑制との両立が得られることになる。

【００４４】ところで、一般的に、短波長のレーザは、
長波長のレーザよりも寿命が短く、特に、波長が７００
ｎｍ以下のレーザでは、それが著しい。一方、比較的安
価なプラスチック光ファイバは、６５０ｎｍ付近で損失
が少なく、このため、波長が６８０ｎｍ以下のレーザが
光源として使用できるのが望ましい。

【００４５】しかるに、この実施形態によれば、半導体
レーザチップ５０がレーザモードで動作する時間をデー
タ送信時に限ることができ、この結果、比較的寿命が短
い波長が６８０ｎｍ以下の半導体レーザを用いても、光
伝送装置に充分に実用的な運用時間を持たせることがで
きる。

【００４６】従って、この実施形態によれば、光ファイ
バＬ１、Ｌ２としてプラスチック光ファイバを用いても
充分な光伝送特性を持たせることができ、ネットワーク
ークシステムのコスト削減に大いに有用である。なお、
この場合、あまり短波長でも光ファイバの損失が増加す
るため、上記実施形態でも、４５０ｎｍ以上の波長で用
いることが望ましい。

【００４７】ここで、半導体レーザチップ５０として、
波長６５０ｎｍ付近の発光ダイオードを用いた場合、そ
の光変調が可能なデータの伝送レートは約２００Ｍｂｐ
ｓであり、従って、待機状態での符号の伝送レートは２
００Ｍｂｐｓ以下となる。従って、この実施形態は、デ
ータレートが２００Ｍｂｐｓ以上、特に４００Ｍｂｐｓ
以上１Ｇｂｐｓ以下のデータの光伝送に適用するのが望
ましい。

【００４８】ここで、本発明における光スイッチ素子と
しては、上記実施形態で用いた方向性結合型光スイッチ
以外にも、内部全反射型光スイッチ、分岐光スイッチ等
を用いてもよい。なお、上記実施形態では、光スイッチ
素子６０が、光源素子となる半導体レーザチップ５０と
光ファイバＬ１の間に設けられていたが、光源素子の光
ファイバとは反対側に光スイッチ素子を設けるようにし
てもよい。また、上記実施形態では、伝送路管理用のコ
ントロール信号が、ツイストペア線Ｐ１、Ｐ２を介して
供給される場合について説明したが、本発明による光伝
送装置が別の通信装置に内蔵された場合などでは、その
通信装置内の信号を用いてコントロール信号が発生され
るようにしてもよい。

【００４９】ところで、以上は、待機状態のときダイオ
ードモードに切換えるようにした実施形態について説明
したが、本発明の実施形態としては、予め設定した複数
の伝送レートで夫々のデータを伝送するようにした光伝
送装置として実施することもでき、以下、この実施形態
について説明する。この実施形態の場合、その構成は図
１と同じであるが、コントローラ３２は、入力されてく
るコントロール信号により、光伝送すべきデータの伝送
速度を検出するように構成する。

【００５０】そして、これにより、入力されてくるデー
タが、伝送速度の遅いデータのときは、光スイッチ素子
６０をダイオードモードにし、伝送速度が早いデータが
入力されたときだけレーザモードに切換えるように、コ
ントローラ３２が構成してある。なお、このとき、コン
トローラ３２は、レーザモードとダイオードモードで、
光ファイバＬ１に入射される光量がほぼ同じになるよう
に、ＡＰＣ回路４１のパラメータを切換えるように構成
してある点は同じである。

【００５１】この実施形態の場合、１００Ｍｂｐｓ、２
００Ｍｂｐｓ、４００Ｍｂｐｓの３種類の伝送レートの
信号に対応するように構成してあり、ここで、光信号に
符号変換する際は８Ｂ１０Ｂ符号に変換されるので、夫
々１２５Ｍｂｐｓ、２５０Ｍｂｐｓ、５００Ｍｂｐｓの
伝送レートの光信号として送信されることになる。

【００５２】そして、これらの信号のうち、１２５Ｍｂ
ｐｓの伝送レートで送信するときはダイオードモードに
し、２５０Ｍｂｐｓと５００Ｍｂｐｓの伝送レートの場
合にはレーザモードで動作させるように構成してある。
従って、この実施形態においても、レーザモードでの動
作は伝送レートの高い信号が入力されたときだけに限ら
れるので、その分、半導体レーザチップ５０の耐用期間
が増し、光伝送装置１が長時間使用できるようになり、
故障の確率が減少し、信頼性を向上させることができ
る。

【００５３】次に、光スイッチ素子６０の別の実施形態
について説明する。まず、図４は、液晶光スイッチを用
いた光スイッチ素子６０の一実施形態で、図において、
６０Ｆが液晶セルで、液晶を透明電極６０Ｇ、６０Ｈで
挟んで作られている。そして、これらの透明電極６０
Ｇ、６０Ｈに電圧を印加することにより、その電圧に応
じて、液晶セル６０Ｆを透過する光の偏光方向を変える
働きをする。そして、この液晶セル６０Ｆには、導体レ
ーザチップ５０から反射防止膜５０Ｂを透過してきた光
が、レンズ６０Ｊにより平行光にされて入射される。

【００５４】液晶セル６０Ｆを透過した光は偏光ビーム
スプリッタ６０Ｋに入射される。この偏光ビームスプリ
ッタ６０Ｋは、入射された光の偏光方向に応じて、透過
させる場合と、反射される場合とに分ける機能を有す
る。偏光ビームスプリッタ６０Ｋを透過した光の光路に
はレンズ６０Ｌが設けてあり、反射した光の光路には反
射鏡６０Ｌが設けてある。そして、レンズ６０Ｌに入射
した光は、ここで集光された上で光ファイバＬ１に入射
されるようになっている。

【００５５】従って、液晶セル６０Ｆに印加される電圧
を制御して、偏光ビームスプリッタ６０Ｋに入射した光
が反射されるようにしたときは、半導体レーザチップ５
０で発生した光は偏光ビームスプリッタ６０Ｋで反射さ
れ、反射鏡６０Ｌに入射し、ここで反射された光がもと
の光路を通って半導体レーザチップ５０に戻るようにさ
れる。

【００５６】この結果、反射鏡６０Ｌとハーフミラー膜
５０Ａにより、この間に光共振器が形成され、レーザ発
振が起り、レーザ光が発生する。そして、このようにし
てレーザ光が発生すると、その一部は偏光ビームスプリ
ッタ６０Ｋを透過し、レンズ６０Ｌで集光され、光ファ
イバＬ１に入射されることになり、従って、このときは
レーザモードとなる。

【００５７】一方、液晶セル６０Ｆを透過した光の偏光
方向が偏光ビームスプリッタ４０を透過する方向になる
ように、この液晶セル６０Ｆに印加される電圧を制御し
たときは、半導体レーザチップ５０で発生した光は、そ
のまま偏光ビームスプリッタ６０Ｋを透過するようにな
り、この透過した光がレンズ６０Ｌで集光され、光ファ
イバＬ１に入射されることになり、従って、このときは
ダイオードモードとなる。

【００５８】この図４に示した光スイッチ素子６０の一
実施形態は構造が単純で、作製が容易であるという特徴
がある。なお、この図４の実施形態では、液晶セルを用
いているが、これ以外にも、光導波路を用いたＴＥ−Ｔ
Ｍモード変換器、電気光学効果を用いた変調器など、光
の偏光方向の回転が可能な素子を用いてもよい。

【００５９】また、偏光ビームスプリッタとしては、高
屈折率材料と低屈折率材料との交互多層膜を斜めに切り
出した積層型偏光分離素子等の偏光分離素子を用いて実
施してもよい。さらに、コア径拡大光ファイバ、或いは
プラスチック光ファイバなどのコア径の大きな光ファイ
バを用い、偏光分離素子に積層型偏光分離素子などの薄
い素子を用いた場合には、レンズ６０Ｊ、６０Ｌを用い
なくてもよい。

【００６０】次に、光スイッチ素子６０の更に別の一実
施形態について、図５により説明する。この図５の実施
形態による光スイッチ素子６０は、誘電体多層膜による
光スイッチを用いたもので、この光スイッチは、光を透
過する材料で作られた基板６０Ｎの一方の面に、まず透
明電極６０Ｐを設け、この上に、光機能膜６０Ｑと誘電
体膜６０Ｒを、全体で奇数層になるように交互に積層
し、最後に再び透明電極６０Ｓを設けて形成されてい
る。

【００６１】ここで、光機能膜６０Ｑとは、ニオブ酸リ
チウム、アデノシン二リン酸(ＡＤＰ)、リン酸二水素カ
リウム(ＫＤＰ)など、電界に応じて屈折率が変化する材
料で作られた膜のことであり、このとき、光機能膜６０
Ｑと誘電体膜６０Ｒの厚さについては、夫々による光路
長が、光源(半導体レーザチップ５０)からの光の波長を
λとしたとき、λ／４となるようにして作成してあり、
さらに、このとき、誘電体膜６０Ｒについては、透明電
極６０Ｐ、６０Ｓに所定の電圧を印加したとき、光機能
膜６０Ｑに現れる屈折率と同じ屈折率になるように、そ
の材質が選ばれている。

【００６２】従って、この図５に示した光スイッチ素子
６０は、透明電極６０Ｐ、６０Ｓに電圧を印加しないと
きには、光機能膜６０Ｑと誘電体膜６０Ｒの屈折率の違
いから反射鏡として作用し、このときは、半導体レーザ
チップ５０のハーフミラー膜５０Ａの間に光共振器を形
成し、半導体レーザチップ５０にレーザ発振を起させる
ことができ、レーザモードになる。

【００６３】一方、透明電極６０Ｐ、６０Ｓに電圧を印
加してやれば、光機能膜６０Ｑと誘電体膜６０Ｒの屈折
率の違いが無くなって反射率を低下させるように作用
し、このときは、半導体レーザチップ５０で発生した光
を通過させることができ、ダイオードモードになる。

【００６４】ところで、以上は、透明電極６０Ｐ、６０
Ｓに電圧を印加していないとき、光機能膜６０Ｑの屈折
率が誘電体膜６０Ｒの屈折率よりも大きい場合について
の説明であり、誘電体膜６０Ｒの屈折率のほうが大きい
場合には、光機能膜６０Ｑと誘電体膜６０Ｒの積送順序
を入れ替えて作成してやればよい。

【００６５】この図５の実施形態による光スイッチ素子
６０は、構成が簡単で小型に形成することができるとい
う特徴がある。なお、この誘電体多層膜光スイッチは、
半導体レーザチップ５０の端面に直接形成してもよく、
或いは半導体レーザチップ５０の導波路中に一体に形成
してもよい。この場合には、半導体レーザチップを含め
て光スイッチがさらに小型化でき、且つ、レンズ６０Ｌ
が不用になる。

【００６６】ところで、以上の実施形態では、光スイッ
チング素子を用い、１個の半導体レーザチップを半導体
レーザとしての動作と、発光ダイオードとしての動作に
切換えて使用するようにした場合について説明したが、
半導体レーザと発光ダイオードを別個に具備させ、通信
速度に応じて半導体レーザと発光ダイオードを切換える
ようにしてもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、データの伝送速度に応
じて、光伝送用光源が、レーザモードとダイオードモー
ドに切換えるようにしたので、高速データの光伝送に対
応しながら光源の耐用期間が充分に長くでき、信頼性の
高い光伝送装置を容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光伝送装置の一実施形態における
光送信部の一例を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態における待機状態での符号
の説明図である。

【図３】本発明の一実施形態における光スイッチ素子の
一例を示す構成図である。

【図４】本発明の一実施形態における光スイッチ素子の
他の一例を示す構成図である。

【図５】本発明の一実施形態における光スイッチ素子の
更に別の一例を示す構成図である。

【図６】本発明による光伝送装置の一実施形態を示すブ
ロック図である。

【図７】従来技術による光伝送装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 光伝送装置 ２ 光送信部 ３ 符号変換回路 ４ 駆動回路 ５ 光源 ６ 光スイッチ素子 ３０ データ変換回路 ３１ コントロール信号変換回路 ３２ コントローラ ３３ マルチプレクサ ４０ レーザ駆動回路 ４１ ＡＰＣ(オートパワーコントローラ)回路 ４２ スイッチ駆動回路 ５０ 半導体レーザチップ ５１ 光検出器 ６０ 光スイッチ素子 ６１ 反射膜 Ｌ１、Ｌ２ 光ファイバ Ｐ１、Ｐ２ ツイストペア線

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された電気信号を光信号に変換して
   送信する光伝送装置において、 高速データ伝送用の第１の光源と、 低速データ伝送用の第２の光源とを設け、 前記入力された電気信号の周波数に応じて、前記第１の
   光源と第２の光源の一方を選択して光信号に変換するよ
   うに構成したことを特徴とする光伝送装置。
2. 【請求項２】 入力された電気信号を光信号に変換して
   送信する光伝送装置において、 光信号変換用の光源となる半導体レーザチップと、 該半導体レーザチップの動作をレーザ発光動作と発光ダ
   イオード発光動作に切換える光スイッチ素子を設け、 前記入力された電気信号の周波数に応じて、前記半導体
   レーザチップの動作をレーザ発光動作と発光ダイオード
   発光動作の何れかに切換え、光信号に変換するように構
   成したことを特徴とする光伝送装置。
3. 【請求項３】 請求項１の発明において、 前記第１の光源と第２の光源の光量を制御する手段を設
   け、 これらの一方が選択されたときと、他方が選択されたと
   きとで、前記光信号の強度が同じに保たれるように構成
   したことを特徴とする光伝送装置。
4. 【請求項４】 請求項２の発明において、 前記半導体レーザチップの動作がレーザ発光動作と発光
   ダイオード発光動作に切換得られたときの光量を制御す
   る手段を設け、 これらの一方が選択されたときと、他方が選択されたと
   きとで、前記光信号の強度が同じに保たれるように構成
   したことを特徴とする光伝送装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２の発明において、 前記光信号が、待機状態を表わす周波数の低い光信号を
   含むように構成されていることを特徴とする光伝送装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１又は請求項２の発明において、 前記電気信号が、データ伝送レートの異なる第１と第２
   の２種類の電気信号であることを特徴とする光伝送装
   置。
7. 【請求項７】 請求項２の発明において、 前記光スイッチ素子が導波路型光スイッチで構成されて
   いることを特徴とする光伝送装置。
8. 【請求項８】 請求項１又は請求項２の発明において、 前記光信号が、６８０ｎｍ以下の波長の光による光信号
   となるように構成されていることを特徴とする光伝送装
   置。
9. 【請求項９】 請求項２の発明において、 前記光スイッチ素子は、第１の光路から第２の光路に分
   岐される光量の切換えが電気信号により制御される方向
   性結合型光スイッチで構成され、 前記第１の光路の一方の端部は光の入射端となり、他方
   の端部は光の出射端となり、 前記第２の光路の端部には反射部材が設けられ、 該第２の光路に、前記第１の光路から分岐された光は、
   前記反射部材により反射された後、前記第１の光路に戻
   り、入射端から出射されるように構成されていることを
   特徴とする光伝送装置。