JP2005123778A - 光複合部品およびこれを用いる光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】特定波長域の光信号と特定波長域外の光信号との光分波／合波器の機能と、特定波長域の光信号の光分岐器の機能を併せ持つ光複合部品を実現し、これにより１系統の光ファイバで波長多重された光信号の１波長を複数箇所に分配すること。
【解決手段】特定波長域の光の一部を透過し、特定波長域の他の光と特定波長域外の光を反射する特性の光学フィルタ２０３を有する光複合部品２００を用いた光／電気変換部１１３ａないし１１３ｃを縦続接続することにより、光／電気変換部１１３ａないし１１３ｃが波長多重伝送された特定波長域外の光信号から特定波長域の光信号のみを分波しながら、順次分岐して電気信号に変換するので、光波長多重信号の特定波長域の光を複数の光／電気変換部１１３ａないし１１３ｃに分配することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報信号等を光伝送する光伝送システムに関し、より特定的には、複数の信号を波長多重して伝送する光伝送システム、および前記光伝送システムに用いられる光複合部品に関し、より限定的には光分波／合波特性および光分岐／結合を有する光複合部品に関するものである。

近年、移動体電話の普及に伴い、利用者の利便性を向上するために、通常の屋外に設置した基地局からの電波が到来しない屋内やトンネル内などにおいても、移動体通信サービスを提供することが求められている。屋内やトンネル内では電波の到達範囲が狭くなるが、少ない基地局で広い範囲にサービスを提供するため、基地局から移動体端末側への信号を基地局に接続した光送受信親機と光ファイバを用いて複数の光送受信子機に分配伝送すると共に、複数の光送受信子機で受信した移動体端末側からの信号を光ファイバを用いて光送受信親機に伝送するシステムが用いられている。また、光送受信親機と光送受信子機の間を接続する光ファイバを少なくするため、異なる波長の光を多重伝送する光伝送システムも提案されている。このような従来の光伝送システムとしては、図２６に示すような構成のものがあった（たとえば特許文献１参照）。光送受信親機５１と複数の光送受信子機５３、５４、５５を光ファイバ６０および６１で接続し、光送受信親機５１では各光送受信子機への下り信号をそれぞれ電気／光変換部７、８、９で電気／光変換し、光分波／合波器１３で合波して光ファイバ６０で伝送し、各光送受信子機５３、５４、５５では、光分波／合波器６４、６５、６６で該当する受信信号を選択して受信回路２で光／電気変換する。一方、上り信号は、各光送受信子機５３、５４、５５の電気／光変換部３で電気／光変換し、光分波／合波器６７、６８、６９で合波して光ファイバ６１で伝送し、光送受信親機５１では光分波／合波器１４で各光送受信子機５３、５４、５５の信号に分離し、光／電気変換部１０、１１、１２で光／電気変換していた。また、光ファイバを伝送する上り信号の光波長と下り信号の光波長を異なる波長にして、上り／下りの光信号を１本の光ファイバで双方向伝送される場合もあった。
特開平４−４８８３２号公報（第４−５頁、第２図）

しかしながら、前記従来の構成では、各光送受信子機５３、５４、５５に対して異なる波長の光信号を使用しなければならないため、光送受信親機５１には、光送受信子機と同数の波長の異なる発光素子を必要としていた。特に、移動体通信において基地局から移動体端末側への信号を光ファイバを用いて複数の光送受信子機に伝送する場合には、光送受信親機５１から光送受信子機５３、５４、５５への信号は、全て同一でよい場合が多いが、そのような場合においても、光送受信子機と同数の電気／光変換部が必要になるという課題を有していた。また、移動体通信以外に、映像信号やデータ信号などをアナログ方式あるいはディジタル方式で光信号伝送する場合においても、光の波長多重伝送を行いながら、一部の伝送信号を分岐・分配する場合には、同様の課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、光送受信親機における少数の送信機によって複数の光送受信子機への信号伝送を可能とした光伝送システムと、それに用いる光複合部品を提供することを目的とする。

第１の発明の光複合部品は、第１の光路上に、前記第１の光路と直角以外の角度で光学フィルタを配置し、前記光学フィルタに対して前記第１の光路からの反射位置となる位置に第２の光路を設け、前記光学フィルタに対して前記第１の光路からの透過位置となる位置に第３の光路を設けた、分波特性を有する光複合部品であって、前記光学フィルタが、特定波長域の光の一部を反射し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を透過する特性を有することを特徴としている。

上記第１の発明によれば、簡単な構成で、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能を併せ持つ光複合部品が実現できる。

また、第２の発明の光複合部品は、第１の発明に従属する発明であって、第１、第２、第３のレンズの焦点位置付近にそれぞれ第１、第２、第３の光ファイバの入／出射端を配置して、前記第１、第２、第３の光ファイバからの出射光を第１、第２、第３の略平行光路に変換、あるいは第１、第２、第３の略平行光路を第１、第２、第３の光ファイバへの入射光に変換する構成とすることにより、第１の発明における前記第１、第２、第３の光路を、前記第１、第２、第３の略平行光路とした構成を有している。

上記第２の発明によれば、光ファイバを伝送路として、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能を併せ持つ光複合部品が容易に実現できる。

さらに、第３の発明の光複合部品は、第１のレンズの２つの焦点面の内、一方の焦点面付近に第１および第２の光ファイバの入／出射端を配置するとともに、前記第１および第２の光ファイバがほぼ平行となるように配置し、前記第１の光ファイバから光が出射した際に前記第１のレンズにより略平行光に変換された光の一部を反射して前記第１のレンズで集光されて前記第２の光ファイバに入射する角度で、前記第１のレンズの他の焦点面付近に光学フィルタを配置し、前記第１のレンズにより略平行光に変換された光のうち、前記光学フィルタを透過した光路に第２のレンズを設け、前記第２のレンズにより、その焦点面付近に集光された光に結合する位置に第３の光ファイバを設けた、分波特性を有する光複合部品であって、前記光学フィルタが、特定波長域の光の一部を反射し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を透過する特性とした構成を有している。

上記第３の発明によれば、より少ないレンズを用いて、光ファイバを伝送路とした、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能を併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第４の発明の光複合部品は、第１の発明に従属する発明であって、前記第２の光路に受光素子を設けた構成を有している。

上記第４の発明によれば、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能に加え、さらに前記特定波長域内の光の内の一部の光信号を電気信号に変換する機能も併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第５の発明の光複合部品は、第２または第３の発明に従属する発明であって、前記第２の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた受光素子に置き換えた構成を有している。

上記第５の発明によれば、光ファイバを伝送路として、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能に加え、さらに前記特定波長域内の光の内の一部の光信号を電気信号に変換する機能も併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第６の発明の光複合部品は、第１の発明に従属する発明であって、前記第２の光路に発光素子を設けた構成を有している。

上記第６の発明によれば、電気信号を光信号に変換する機能と、前記光信号を特定波長域内の他の光信号と結合する光結合器の機能と、光結合した前記特定波長域内の光信号を前記特定波長域外の光信号と合波する光合波器の機能とを併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第７の発明の光複合部品は、第２または第３の発明に従属する発明であって、前記第２の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた発光素子に置き換えた構成を有している。

上記第７の発明によれば、光ファイバを伝送路として、電気信号を光信号に変換する機能と、前記光信号を特定波長域内の他の光信号と結合する光結合器の機能と、光結合した前記特定波長域内の光信号を前記特定波長域外の光信号と合波する光合波器の機能とを併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第８の発明の光複合部品は、第１から第７のいずれかの発明に従属する発明であって、前記光学フィルタは、前記特定波長域の光の反射率が６０％以下とした構成を有している。

上記第８の発明によれば、前記特定波長域の光を、等分に近い比率で分配することが可能となる。

また、第９の発明の光複合部品は、第１の発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換えた構成を有している。

上記第９の発明によれば、簡単な構成で、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能を併せ持つ光複合部品が実現できる。

さらに、第１０の発明の光複合部品は、第２または第３の発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換えた構成を有している。

上記第１０の発明によれば、光ファイバを伝送路として、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能を併せ持つ光複合部品が容易に実現できる。

さらに、第１１の発明の光複合部品は、第９の発明に従属する発明であって、前記第３の光路に受光素子を設けた構成を有している。

上記第１１の発明によれば、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能に加え、さらに前記特定波長域内の光の内の一部の光信号を電気信号に変換する機能も併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第１２の発明の光複合部品は、第１０の発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換えた構成を有している。

上記第１２の発明によれば、光ファイバを伝送路として、前記特定波長域内の光のみを選択する光分波器の機能と前記特定波長域内の光の内の一部のみを取り出す光分岐器の機能に加え、さらに前記特定波長域内の光の内の一部の光信号を電気信号に変換する機能も併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第１３の発明の光複合部品は、第３の発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換え、前記第３の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた受光素子に置き換え、ほぼ平行に配置された前記第１および第２の光ファイバの入出射端面の中心の間隔を、前記受光素子の受光感度を有する受光面範囲の最大幅より広くした構成を有している。

上記第１３の発明によれば、前記第２の光ファイバから入射した光信号の前記受光素子への漏れ込みを抑制し、クロストークを少なくできることとなる。

さらに、第１４の発明の光複合部品は、第９の発明に従属する発明であって、前記第３の光路に発光素子を設けた構成を有している。

上記第１４の発明によれば、電気信号を光信号に変換する機能と、前記光信号を特定波長域内の他の光信号と結合する光結合器の機能と、光結合した前記特定波長域内の光信号を前記特定波長域外の光信号と合波する光合波器の機能とを併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第１５の発明の光複合部品は、第１０の発明に従属する発明であって、前記第３の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた発光素子に置き換えた構成を有している。

上記第１５の発明によれば、光ファイバを伝送路として、電気信号を光信号に変換する機能と、前記光信号を特定波長域内の他の光信号と結合する光結合器の機能と、光結合した前記特定波長域内の光信号を前記特定波長域外の光信号と合波する光合波器の機能とを併せ持つ光複合部品が容易に実現できることとなる。

さらに、第１６の発明の光複合部品は、第９から第１５のいずれかの発明に従属する発明であって、前記光学フィルタは、前記特定波長域の光の透過率が６０％以下とした構成を有している。

上記第１６の発明によれば、前記特定波長域の光を、等分に近い比率で分配することが可能となる。

つぎに、第１７の発明の光複合部品は、第１から第１６のいずれかの発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、薄膜多重層を用いた干渉膜フィルタで形成した構成を有している。

上記第１７の発明によれば、薄膜を形成する一般的な一連のプロセスで作成したフィルタにより、特定波長域の光の一部のみを取り出するという、分波器と分岐器の機能を併せ持つ光複合部品を実現できることとなる。

また、第１８の発明の光複合部品は、第９から第１５のいずれかの発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、特定波長域の光を透過し、特定波長域以外の波長の光を反射する特定波長域透過フィルタと、使用する全ての波長域の光の一部を透過し、その他の光を反射するハーフミラー層とを、重ねて合わせた構成を有している。

上記第１８の発明によれば、従来から使用されている一般的な特定波長域透過フィルタとハーフミラー層を用いて、特定波長域の光の一部のみを取り出するという、分波器と分岐器の機能を併せ持つ光複合部品を実現できることとなる。

さらに、第１９の発明の光複合部品は、第９から第１５のいずれかの発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、特定波長域の光を透過し、特定波長域以外の波長の光を反射する特定波長域透過フィルタに積層して、使用する全ての波長域の光の一部を透過し、その他の光を反射するハーフミラー層を形成した構成を有している。

上記第１９の発明によれば、従来から一般的に使用されている光学薄膜設計を組み合わせることにより、特定波長域の光の一部のみを取り出するという、分波器と分岐器の機能を併せ持つ光複合部品を実現できることとなる。

さらに、第２０の発明の光複合部品は、第１８または第１９の発明に従属する発明であって、前記光学フィルタを、前記特定波長域以外の光が前記光学フィルタの特定波長域透過フィルタ側から入射する方向に設置した構成を有している。

上記第２０の発明によれば、ハーフミラー層による反射損失を軽減することとなる。

つぎに、第２１の発明の光伝送システムは、第１から第２０のいずれかの発明に従属する発明であって、複数の電気／光変換部または光／電気変換部を順次、主系統光ファイバで縦続接続する光伝送システムであり、前記複数の電気／光変換部または光／電気変換部のそれぞれに、第１ないし第２０の発明の光複合部品を用いて、主系統光ファイバで伝送する前記特定波長域内の波長の光信号を分岐または結合した構成を有している。

上記第２１の発明によれば、１系統の主系統光ファイバに光複合部品を縦続接続するという簡単な構成により、前記特定波長域内の光信号を２以上に分岐できる、あるいは前記特定波長域内の２以上の光信号を結合できる光伝送システムが実現されることとなる。

また、第２２の発明の光伝送システムは、第２１の発明に従属する発明であって、前記主系統光ファイバには、前記特定波長域内の波長の光信号と共に、前記特定波長域外の波長の光信号を波長多重した構成を有している。

上記第２２の発明によれば、１系統の主系統光ファイバに光複合部品を縦続接続するという簡単な構成により、前記特定波長域外の光信号には影響することなく、前記特定波長域内の光信号を２以上に分岐できる、あるいは前記特定波長域内の２以上の光信号を結合できる光伝送システムが実現されることとなる。

さらに、第２３の発明の光伝送システムは、第２から第５、または第１１、または第１３のいずれかの発明に従属する発明であって、複数の光送受信子機を順次、主系統光ファイバで縦続接続する光伝送システムであり、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、第２または第３の発明の光複合部品の前記第２の光ファイバに光／電気変換部を接続するか、あるいは第１０の発明の光複合部品の前記第３の光ファイバに光／電気変換部を接続するか、あるいは第４または第５または第１１ないし第１３の発明の受光素子を有する光複合部品を用いて光／電気変換部を構成することにより主系統光ファイバで伝送する前記特定波長域内の波長の光信号を分岐して受信すると共に、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長の光信号を送信する電気／光変換部に前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長に対応した光合波器を接続することにより、前記主系統光ファイバに前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長の光信号を送出する構成を有している。

上記第２３の発明によれば、１系統の前記主系統光ファイバに前記複数の光送受信子機を縦続接続するという簡単な構成で、前記特定波長域内の単一波長の信号光を複数の光送受信子機で分岐受信すると共に、前記特定波長域外の波長の光信号を波長多重送信する光伝送システムが実現できることとなる。

また、第２４の発明の光伝送システムは、第２３の発明に従属する発明であって、前記複数の光送受信子機に対向して前記主系統光ファイバに光送受信親機を接続し、前記複数の光送受信子機と前記光送受信親機の間で双方向光信号伝送を行う光伝送システムでり、前記光送受信親機は前記複数の光送受信子機の電気／光変換部が送出する前記特定波長域外の異なる波長の光信号のそれぞれを分波して受光する複数の光／電気変換部と、前記特定波長域内の波長の光信号を送出する電気／光変換部とを有する構成としている。

上記第２４の発明によれば、前記光送受信親機に備えたひとつの電気／光変換部からの光信号を複数の光送受信子機で分岐受信することが可能となり、さらに簡単な構成の光伝送システムが実現できることとなる。

さらに、第２５の発明の光伝送システムは、第２３の発明に従属する発明であって、前記複数の光送受信子機に対向して前記主系統光ファイバに光送受信親機を接続し、前記複数の光送受信子機と前記光送受信親機の間で双方向光信号伝送を行う光伝送システムであり、前記光送受信親機は前記複数の光送受信子機の電気／光変換部が送出する前記特定波長域外の異なる波長の光信号の内の複数の波長の光信号を合わせて受光する光／電気変換部と、前記特定波長域内の波長の光信号を送出する電気／光変換部とを有する構成としている。

上記第２５の発明によれば、前記複数の光送受信子機からの光信号を、前記光送受信親機に備えたひとつの光／電気変換部で受信することが可能となり、さらに簡単な構成の光伝送システムが実現できることとなる。

つぎに、第２６の発明の光伝送システムは、第２３の発明に従属する発明であって、光送受信親機と前記複数の光送受信子機とをループ状の主系統光ファイバで縦続接続する光通信システムであり、前記特定波長域内の光信号を送信する前記光送受信親機の電気／光変換部、複数の光送受信子機、前記特定波長域外の光信号を受信する前記光送受信親機の光／電気変換部の順に縦続接続した構成としている。

上記第２６の発明によれば、光送受信親機に光分波／合波器を要することなく、簡単な構成の光伝送システムが実現できる。

さらに、第２７の発明の光伝送システムは、複数の光送受信子機を順次、主系統光ファイバで縦続接続する光伝送システムであって、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、第２または第３の発明の光複合部品の前記第２の光ファイバに受光素子を接続して第１の光／電気変化部を構成するか、あるいは第１０の発明の光複合部品の前記第３の光ファイバに受光素子を接続して第１の光／電気変化部を構成するか、あるいは第４または第５または第１１ないし第１３の発明の受光素子を有する光複合部品を用いて第１の光／電気変換部を構成することにより主系統光ファイバで伝送する前記特定波長域内の波長の光信号を分岐して受信すると共に、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長の光信号を分波する光合波／分波器と、前記光合波／分波器で分波した光信号を電気信号変換する受光素子からなる第２の光／電気変換部で前記特性波長域外の光信号を受信する構成としている。

上記第２７の発明によれば、一系統の前記主系統光ファイバに前記複数の光送受信子機を縦続接続するという簡単な構成で、前記各光送受信子機へ、それそれ異なる光信号の多重伝送と、全てに共通な光信号の分配伝送とを、同時に行うことができる。

本発明の光複合部品およびこれを用いる光伝送システムによれば、簡単な構成で特定波長域の光の一部のみを取り出すことができ、例えば光送受信親機と複数の光送受信子機の間で、一本の光ファイバで波長多重により複数の信号を多重伝送する場合などにおいても、複数の信号の内の特定の信号のみを、複数の光送受信子機に分岐・分配する等のシステムを簡単な構成で実現することができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２は、本発明の実施の形態１における光伝送システムの構成図、およびこれに用いる光複合部品の構成図である。

図１において、光伝送システム１０１は、光送受信親機１０２と、複数の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを、一系統の主系統光ファイバ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃで縦続接続しており、これにより、複数の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと光送受信親機１０２との間で、光信号を伝送するものである。光送受信親機１０２は、外部から入力電気信号を受け、光送信回路１０４で増幅などの電気信号処理を行い、電気／光変換部１０５で波長λａの光を変調した光信号に変換する。この光信号は、光ファイバ１０６、光分波／合波器１０７を介して主系統光ファイバ１０４ａに出力される。光分波／合波器１０７は、波長λａ付近の波長の光を主系統光ファイバ１０４ａと光ファイバ１０６との間で接続し、波長λｂ１、λｂ２、λｂ３付近の波長の光を主系統光ファイバ１０４ａと光ファイバ１０６との間で接続する特性のものである。主系統光ファイバ１０４ａから光分波／合波器１０７に入力された波長λｂ１、λｂ２、λｂ３の光信号は光／電気変換部１０９で電気信号に変換され、光受信回路１１０で増幅などの電気信号処理を行い、出力電気信号を出力する。

一方、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、それぞれ同様の構成であり、電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、光送信回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、光受信回路１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを備えており、電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃはそれぞれ光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃと光ファイバ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃで縦続接続されている。

光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは同様の構成であるので、光送受信子機１０３ａを例に、詳細な説明と動作説明を行う。光送信回路１１２ａは、電気入力信号を受け増幅などの電気信号処理を行う。電気／光変換部１１１ａは図４に図示した構成であり、光分波／合波器４０１と発光素子４０２から構成され、光送信回路１１２ａからの電気信号を波長λｂ３の光変調信号に変換すると共に、光／電気変換部１１３ａから（図中Ｂから）の光信号と合波して光送受信親機１０２側の主系統光ファイバ１０４ａ（図中Ａ）に送出する。光送受信子機１０３ｂ、１０３ｃも同様の構成であるが、送出する光信号の波長が異なり、それぞれλｂ２、λｂ１となるよう発光素子４０２の特性を変えている。

また、光送受信親機１０２からの波長λａの光信号は、電気／光変換部１１１ａの光分波／合波器４０１と光ファイバ１１５ａを経由して光／電気変換部１１３ａに入射する。この光／電気変換部１１３ａに、本発明の光複合部品が用いられており、図２がその一実施の形態の構成図である。光複合部品２００において、屈折率分布型ロッドレンズ２０１は０．２５ピッチ程度のものを用いており、従って、その両端面付近が屈折率分布型ロッドレンズ２０１の焦点面となる。この焦点面付近に端面が位置するよう、ほぼ並行に２本の光ファイバ２０２ａ、２０２ｂを配置している。この２本の光ファイバ２０２ａ、２０２ｂは、図２に示したＢ、Ｃがそれぞれ図１の光送受信子機１０３ａの部分に示したＢ、Ｃに接続されているか、あるいは連続した光ファイバとなっている。また、光学フィルタ２０３を、屈折率分布型ロッドレンズ２０１の他の焦点面付近（すなわち他の端面付近）に設置している。そして、この光学フィルタ２０３は、図３に示した透過率（実線）、反射率（破線）の特性としている。（また、本実施の形態における光信号λｂ３、λｂ２、λｂ１およびλａの波長配置の例も図３に破線で示している。）この光学フィルタ２０３の特性が、本発明の光複合部品として特徴的な特性であり、λａ付近の特定波長域の光に対しては、その一部（図３においては約３３％）を透過して、特定波長域の他の光（図３では約６７％）を反射すると共に、λａ付近の特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％反射する特性を有している。図３に示した光学フィルタの特性は、例えば図５のように、ガラスや樹脂などの透明基板５０１上に薄膜多重層による干渉膜フィルタ５０２を形成する構成として、干渉膜フィルタ５０２の薄膜多重層の膜厚を適切に設計することにより実現することができる。薄膜多重層の材料としては誘電体などを用いることができる。これにより、２本の光ファイバ２０２ａ、２０２ｂを適当に位置に調整すれば、光送受信子機１０３ｂ、１０３ｃ側の光ファイバ２０２ｂ（図２のＣ）からの波長λｂ２、λｂ３の光信号は屈折率分布型ロッドレンズ２０１で平行光に変換されるが、光学フィルタ２０３で反射され再び集光して、光送受信親機１０２側の光ファイバ２０２ｂ（図２のＢ）に結合する。一方、光ファイバ２０２ｂからの波長λａの光信号は屈折率分布型ロッドレンズ２０１で平行光に変換され、約６７％は光学フィルタ２０３で反射され再び集光して、光ファイバ２０２ａ（図２のＣ）に結合するが、残りの約３３％は透過する。光複合部品２００には、光学フィルタ２０３の反対側に、第２の屈折率分布型レンズ２０４と受光素子２０５が設置されており、光学フィルタ２０３を透過した約３３％の波長λａの光信号は、屈折率分布型レンズ２０４により受光素子２０５の受光面２０５ａに集光され、受光素子２０５で電気信号に光／電気変換される。このように構成することにより、図２に示した本発明の光複合部品２００の構成により、波長λａ付近の特定波長域の光信号と、λｂ２、λｂ３などの特定波長域外の光信号とを分波／合波する光分波／合波器の機能と、波長λａ付近の光信号の一部のみを受光素子側に分岐する光分岐器の機能と、光信号を電気信号に変換する光／電気変換器の機能を併せ持つ光部品として機能するのである。たとえばこの機能を、従来の一般的な光通信用の部品で構成する場合には、図６に示したように、２個の光分波／合波器と光分岐器と受光素子モジュールを要することになり、複雑な構成となってしまう。

光送受信子機１０３ｂ、１０３ｃに用いる光／電気変換部１１３ｂ、１１３ｃ構成も図２と同様であるが、光学フィルタ２０３の特性を、それぞれ変えることが望ましい。例えば、λａ付近の特定波長域の光に対する透過率と反射率とをそれぞれ、光／電気変換部１１３ｂに用いる場合には約５０％と約５０％、光／電気変換部１１３ｃに用いる場合には約１００％と約０％にする。

光／電気変換部１１３ａから得られる電気信号は光受信回路１１４ａで増幅など電気的に処理され出力電気信号として光送受信子機１０３ａから出力される。図１は、実施の形態１における光伝送システム１０１を移動体通信基地局装置に適用した場合を示しており、光送受信親機１０２は、移動体通信基地局装置１１６から電気信号を入出力する。また、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、アンテナ共用器１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃとの間で電気信号を入出力し、アンテナ共用器１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃに接続されたアンテナ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃから、移動体端末などと通信する無線信号が送受信される。

この構成により、移動体通信基地局装置１１６に接続された光送受信親機１０２と、複数のアンテナ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃに接続された光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとを一系統の主系統光ファイバ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃで縦続接続するという構成で、電気／光変換部１０５からの波長λａの光信号は、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに分配されると共に、反対方向に光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃからの光信号は順次合波されて光送受信親機１０２に伝送され、双方向光伝送が可能となる。

また、電気／光変換部１０５からの波長λａの光信号は、光ファイバ１０６、光分波／合波器１０７、主系統光ファイバ１０４ａ、電気／光変換器１１１ａ、光ファイバ１１５ａを透過し、その約３３％が光／電気変換部１１３ａで電気信号に変換される。残りの約６７％は、主系統光ファイバ１０４ｂ、光ファイバ１１５ｂを透過し、その約５０％が光／電気変換部１１３ｂで電気信号に変換される。またその残りの約５０％は、主系統光ファイバ１０４ｃ、光ファイバ１１５ｃを透過し、光／電気変換部１１３ｃで電気信号に変換される。したがって、λａの光信号に対する、主系統光ファイバ１０４ｂ、光ファイバ１１５ｂ、主系統光ファイバ１０４ｃ、光ファイバ１１５ｃの損失など、光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの反射、透過率以外の損失が無視できる場合には、電気／光変換部１０５からの波長λａの光信号は光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃにほぼ等分に分配され、光受信回路１１４ａなどの回路設計が容易になる。主系統光ファイバ１０４ｂ、光ファイバ１１５ｂ、主系統光ファイバ１０４ｃ、光ファイバ１１５ｃの損失などが無視できない場合には、それに応じて光学フィルタ２０３の波長λａ付近の特定波長域に対する反射率、透過率を調整することにより、やはり光信号をほぼ等分に分配することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、光複合部品２００に用いる光学フィルタ２０３の特性を、λａ付近の特定波長域の光に対しては、その一部を透過して、特定波長域の他の光を反射すると共に、λａ付近の特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％反射する特性とすることにより、波長λａ付近の特定波長域の光信号と、λｂ２、λｂ３などの特定波長域外の光信号とを分波／合波する光分波／合波器の機能と、波長λａ付近の光信号の一部のみを受光素子側に分岐する光分岐器の機能と、光信号を電気信号に変換する光／電気変換器の機能を併せ持つ光複合部品が簡単な構成で実現する。

また、本実施の形態によれば、この光複合部品２００を光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに用い、これらを１系統の主系統光ファイバ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃで縦続接続するという簡単な構成で、光送受信親機１０２と複数の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとが、１系統の光ファイバのみで波長多重により双方向で光信号を伝送することが可能となるのである。

なお、光複合部品２００の光学フィルタ２０３は、図３に示したように、λｂ１、λｂ２、λｂ３に対する透過率がほぼ０％となるように設計するのが望ましいが、実際にはわずかながら透過光が生じてしまうことが多い。特に、透過率をほぼ０％にして反射させようとする波長帯域が広いほど、その全ての波長域において透過率を低く保つことが難しくなる。このため、図２において光ファイバ２０２ｂから入射する波長λｂ２、λｂ３の光信号の一部（例えば１％程度）は、光学フィルタ２０３を透過し、この透過光は図２に破線で示したように屈折率分布型レンズ２０４によって集光されることになる。この透過光が受光素子２０５に漏れ込んで入射すると、この入射光も含めて電気信号に変換することになり、クロストークによる電気信号の雑音が増大することになってしまう。このクロストークによる電気信号の雑音を防止するために、光ファイバ２０２ａと２０２ｂの間隔ｄ１は、受光素子２０５の受光面２０５ａの最大幅ｄ２より大きく拡げておくことが望ましい。光ファイバ２０２ｂからの出射光を光学フィルタ２０３においてほぼ平行光に変換する光学系の焦点距離と、光学フィルタ２０３の透過光を受光素子２０５付近に集光する光学系の焦点距離は、同程度に設計することが多いため、その集光位置は、光ファイバ２０２ａと２０２ｂの間隔ｄ１とほぼ同等の距離の位置ずれを生じる。したがって、この集光位置は受光素子２０５の受光面２０５ａの外部となり、クロストークによる雑音を低減することが可能となるのである。

なお、本実施の形態において、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃのそれぞれで、電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを光送受信親機１０２側にして光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃと縦続接続しているが、光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを送受信親機１０２側にして電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと縦続接続しても同様の効果が得られる。

また、本実施の形態において、光／電気変換部１１３ｃも光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂと同様の構成としたが、光送受信親機１０２から最も遠い光送受信子機の光／電気変換部は、光ファイバと受光素子を光学的に結合した、従来の一般的な受光素子モジュールであってもかまわない。

また、本実施の形態では、３台の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを縦続接続した場合を例示したが、光送受信子機の台数を限定するものではなく、３台以外の台数であっても同様の効果を奏することは言うまでもない。ただし、この場合は、波長λａの光を等分に分配するために光学フィルタの反射率、透過率を調整することが望ましい。

なお、本実施の形態において、光複合部品２００の用いる光学フィルタ２０３の図３に示した特性は、図５のように薄膜多重層による干渉膜フィルタ５０２を用いて実現できると記載したが、これ以外に、図７のように透明基板７０１上に薄膜多重層による干渉膜フィルタ７０２とハーフミラー層７０３を積層して形成することも可能である。ハーフミラー層７０３については、金属薄膜などにより形成することができる。この構成の場合、干渉膜フィルタ７０２は、波長λａ付近の特定波長帯の光をほぼ１００％透過する特性とすることができ、従来の一般的な光学フィルタの設計を適用することができる。また、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃで光学フィルタ２０３の特性を変更する場合には、ハーフミラー層７０３の特性を変更することで可能となる。干渉膜フィルタ７０２とハーフミラー層７０３は、どちらを基板側に形成してもかまわないが、特定波長帯域外の光を干渉膜フィルタ７０２側から入射するように配置しなければならないことに注意が必要である。

またさらに、光学フィルタ２０３は、図８のように、透明基板８０１上に薄膜多重層による干渉膜フィルタ８０２を形成したものと、透明基板８０４上にハーフミラー層８０３を形成したものとを近接して設けて実現することも可能である。この構成の場合には、干渉膜フィルタ８０２を形成した透明基板８０１と、ハーフミラー層８０３を形成した透明基板８０４とが、従来の一般的な特性であるため、一般的な部品の組み合わせで実現できるという利点がある。また、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃで光学フィルタ２０３の特性を変更する場合にも、ハーフミラー層８０３を形成した透明基板８０４のみを特性のとなるものに入れ替えることで可能となる。

また、本実施の形態では、光複合部品２００を、図２のように屈折率分布型ロッドレンズ２０１、２０４を用いる構成としたが、これらのレンズは、必ずしも屈折率分布型ロッドレンズである必要はなく、図９のように、凸レンズ９０１、９０４等を用いて光複合部品９００を構成しても、同様の効果が得られる。さらに、図１０の様に、集光のために複数のレンズ１００４ａ、１００４ｂによるレンズを用いて光複合部品１０００を構成する場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。またさらには、屈折率分布型ロッドレンズや光ファイバの端面での反射戻り光を防止するために、端面を斜めに傾斜させる場合などにおいても、同様な効果が得られる。

また、本実施の形態では、光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを、図２のように、受光素子２０５が屈折率分布型レンズ２０４による集光位置に配置する光複合部品２００のみで構成したが、図１１に示したように、屈折率分布型レンズ２０４による集光位置に光ファイバ１１０２を配置した光複合部品１１００と、光ファイバ１１０２に接続した光ファイバ１１０３と受光素子２０５を光学的に結合した受光モジュール１１０４とで構成してもよい。この構成によれば、波長λａ付近の特定波長域の光信号と、λｂ２、λｂ３などの特定波長域外の光信号とを分波／合波する光分波／合波器の機能と、波長λａ付近の光信号の一部のみを受光素子側に分岐する光分岐器の機能と、光信号を電気信号に変換する光／電気変換器の機能を併せ持つ光複合部品１１００が簡単な構成で実現し、これと、一般的な受光モジュール１１０４との組み合わせで光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを構成できる。

また、本実施の形態では、光複合部品２００で用いる光学フィルタ２０３の特性を、図３のように、λａ付近の特定波長域の光に対しては、その一部を透過して、特定波長域の他の光を反射すると共に、λａ付近の特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％反射する特性としていたが、これと逆の特性の光学フィルタでも同様の効果を得ることができる。図１２は、図１１に示した光複合部品１１００を元にした場合を例に、光複合部品１１００の光学フィルタ２０３の特性を逆にした光複合部品１２００の構成図である。光複合部品１２００の光学フィルタ１２０３は、図１３に示したような特性であり、λａ付近の特定波長域の光に対しては、その一部（図１３においては約３３％）を反射して、特定波長域の他の光（図１３では約６７％）を透過すると共に、λａ付近の特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％透過する特性としている。このような特性の光学フィルタ１２０３も、図５と同様に、透明基板上に薄膜多重層による干渉膜フィルタを形成するなどして製作することができる。この構成により、図１１に示した光複合部品１１００と同様の効果が得られるが、ただし、光複合部品１１００と光複合部品１２００では、光ファイバ２０２ｂと光ファイバ１１０２の機能が入れ替わっている。

また、本実施の形態の光複合部品では、図２や図９に示したように、２本の光ファイバ２０２ａと２０２ｂに入射、出射する光を、一つの屈折率分布型レンズ２０１または凸レンズ９０１によって集光または平行光変換していたが、図１４に構成図を示したように、レンズ１４０１を加え、このレンズで光ファイバ２０２ｂに入射、出射する光を集光または平行光変換する構成としてもよい。もちろん、図１４における凸レンズ９０１、９０２、レンズ１４０１の代わりに、屈折率分布型ロッドレンズを用いたり、複数のレンズによるレンズ系を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。

さらに、本実施の形態の光複合部品２００では、光ファイバ２０２ａ、２０２ｂや受光素子２０５への集光のためにレンズを使用していたが、光ファイバや受光素子、および光学フィルタを近接して設ければ、必ずしもレンズを必要としない。図１５は、レンズを使用しない場合の光複合部品１５００の構成図である。端面を斜めに加工した光ファイバ１５０２ａと１５０２ｂで挟むように光学フィルタ１５０３を配置し、光ファイバ１５０２ａから光学フィルタ１５０３へ向かって出射した光が反射する位置に近接して受光素子１５０５を設けている。この場合にも、光学フィルタ１５０３の特性が本発明の特徴であり、図１５の場合には、図１３のようにλａ付近の特定波長域の光に対しては、その一部を反射して、特定波長域の他の光を透過すると共に、λａ付近の特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％透過する特性としている。このように構成することにより、レンズを必要としない構成で、光分波／合波器と光分岐／結合器と受光素子モジュールの機能を併せ持つ光複合部品１５００が実現できる。

また、光導波路を用いても同様の効果を有する光複合部品が構成できる。図１６にその光複合部品１６００の平面図を示す。また、図１６の一点鎖線での断面図を図１７に示す。クラッド材に、コア材からなるＹ字型の導波路１６０２ａ、１６０２ｂ、１６０２ｃを形成した導波路基板１６０１に、光学フィルタ１６０３を設けている。この光学フィルタを、図３に示した特性とすることにより、光分波／合波器と光分岐／結合器の機能を併せ持つ光複合部品１６００が実現する。

（実施の形態２）
前記、実施の形態１の光伝送システムは、電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの発光素子４０１が互いに異なる波長λｂ３、λｂ２、λｂ１の光信号を送出し、順次光分波／合波器４０１で合成し、合成光信号を光送受信親機１０２の単一の光／電気変換部１０９で電気信号に変換していた。このように合成光信号を電気信号に変換しているのは、移動体通信基地局などに使用する場合には、複数のアンテナ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃからの信号を分離しなくてよい場合があるためである。また、異なる波長を用いているのは、光信号を合成する際に光分波／合波器を用いることにより、損失を低減するためである。しかし、伝送距離が短いなど光信号を合成する際の損失が問題にならない場合には、波長λｂ３、λｂ２、λｂ１を近接した波長にして、光結合することも可能である。

図１８は、そのような場合などに、電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに用いるに適した光複合部品１８００の構成図である。なお、本実施の形態における光伝送システムの構成は、図１と同一である。光複合部品１８００の構成は、実施の形態１において光／電気変換部１１３ａに用いた光複合部品２００と類似した構成である。光複合部品２００と異なるのは、受光素子２０５を発光素子１８０５に置き換えたことと、光学フィルタ２０３を特性の異なる光学フィルタ１８０３に置き換えたことである。光学フィルタ１８０３の特性を図１９に示す。また、本実施の形態における光信号λｂ３、λｂ２、λｂ１およびλａの波長配置の例も図１９に破線で示している。光信号λｂ３、λｂ２、λｂ１は、実施の形態１と比べて近接して配置している。ただし、合成信号を電気変換する際に、各波長の光周波数差に等しい周波数のビート雑音が、電気信号周波数帯に現れることを防止するため、電気信号周波数帯より広い光周波数差を設けることが望ましい。この光複合部品１８００も、光学フィルタ１８０３の特性を、λｂ１、λｂ２、λｂ３付近の特定周波数帯域内の光に対しては、その一部を透過して、特定波長域の他の光を反射すると共に、λｂ１、λｂ２、λｂ３付近の特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％反射する特性を有していることが、本発明の独特の構成である。この光複合部品１８００の光ファイバ２０２ａ、２０２ｂに付した記号Ａ、Ｂに対応して、図１のＡ、Ｂを付した光ファイバに接続して使用する。

この構成によれば、光学フィルタ１８０３の特性を、特定周波数帯域内の光に対しては、その一部を透過して、特定波長域の他の光を反射すると共に、特定波長域から離れた波長域の光は、ほぼ１００％反射する特性とすることにより、光分波／合波器と光分岐／結合器と発光素子モジュールの機能を併せ持つ光複合部品１８００が簡単な構成で実現できる。

（実施の形態３）
図２０は、本発明の実施の形態３の光伝送システムの構成図である。実施の形態１と類似した構成であるが、異なる点は、光送受信親機２００２に、波長λａ、λｂ１、λｂ２、λｂ３の４波長を分波／合波する光分波／合波器２００７を設け、波長λｂ１、λｂ２、λｂ３のそれぞれに対応して、光／電気変換部２００９ａ、２００９ｂ、２００９ｃ、光受信回路２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃを設けていることである。なお、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃの光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃには、実施の形態１と同様、光複合部品２００を用いている。実施の形態１では、複数のアンテナ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃからの信号を分離しなくてよい場合の構成を示していたが、本実施の形態では、複数のアンテナ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃからの信号を分離する必要がある場合に、それぞれの信号を光受信回路２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃから出力することができる。

かかる構成においても、光複合部品２００を光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに用い、これらを１系統の主系統光ファイバ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃで縦続接続するという簡単な構成で、光送受信親機２００２と複数の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとが、１系統の光ファイバのみで波長多重により双方向で光信号を伝送することが可能となるのである。

（実施の形態４）
図２１は、本発明の実施の形態４の光伝送システムの構成図である。図２１において、光伝送システム２１０１が、図１に示した実施の形態１における光伝送システム１０１と異なる点は、以下の点である。まず、光送受信親機２１０２と、複数の光送受信子機２１０３ａ、２１０３ｂ、２１０３ｃを、ループ状の１系統の主系統光ファイバ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄにより縦続接続している。また、光送受信親機２１０２には光分波器が無く、電気／光変換部１０５と光／電気変換部１０９は直接、主系統光ファイバ１０４ｄ、１０４ａと接続されている。そして、光送受信子機２１０３ａ、２１０３ｂ、２１０３ｃの光／電気変換部２１１３ａ、２１１３ｂ、２１１３ｃが、光伝送システム１０１の光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃと異なることである。上記以外は、光伝送システム１０１と同様である。

つぎに、光／電気変換部２１１３ａ、２１１３ｂ、２１１３ｃについて説明する。光／電気変換部２１１３ａ、２１１３ｂ、２１１３ｃは同様の構成であるので、ここでは光／電気変換部２１１３ｂを例に説明する。図２２が、光／電気変換部２１１３ｂの構成図である。光／電気変換部２１１３ｂも、図２の光／電気変換部１１３ａと同じく光複合部品２００を用いる。光／電気変換部１１３ａと異なるのは、光ファイバ２０２ａ、２０２ｂの接続であり、図２２に示したＢ、Ｃが図２１のＢ、Ｃに対応するように接続する。すなわち、実施の形態１とは逆に、光ファイバ２０２ａを主系統光ファイバ１０４ｃと、光ファイバ２０２ｂを主系統光ファイバ１０４ｂと接続する。また、光学フィルタ２０３の特性は、例えば光／電気変換部２１１３ｂでは図２３のように、波長λａ付近の特定波長域内で、反射率が約５０％、透過率が約５０％であり、特定波長域から離れた波長域では、ほぼ１００％反射する特性としている。この光学フィルタ２０３の特性は、実施の形態１と同様、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃで変えることが望ましいが、本実施の形態では、特定波長域での透過率と反射率を、光送受信子機１０３ａでは約１００％と０％、光送受信子機１０３ｃでは約３３％と６７％にすることが望ましい。すなわち、実施の形態１と比較して、光送受信子機１０３ａと光送受信子機１０３ｃとで光学フィルタ２０３を入れ替えた特性である。これによって、波長λａの光信号が、３台の光送受信子機にほぼ等分に分配される。

この構成によって、光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃから光送受信親機２１０２への光信号は、実施の形態１と同様、順次光合波されて、光送受信親機２１０２の光／電気変換部１０９で電気信号に変換される。一方、光送受信親機２１０２から光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃへの光信号は、主系統光ファイバ１０４ｄから、光送受信子機１０３ｃ、１０３ｂ、１０３ａという順（実施の形態１と逆の順）に分配されて、それぞれの光／電気変換部２１１３ｃ、２１１３ｂ、２１１３ａで電気信号に変換される。

以上のように、本実施の形態によれば、光複合部品２００を光送受信子機２１０３ａ、２１０３ｂ、２１０３ｃに用い、これらをループ状の１系統の主系統光ファイバ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄで縦続接続するという簡単な構成で、光送受信親機２１０２と複数の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとが、１系統の光ファイバのみで波長多重により光信号を伝送することが可能となるのである。また、実施の形態１と比較すると、光送受信親機２１０２には光分波器を必要とせず、簡単な構成とすることができる。

（実施の形態５）
図２４は、本発明の実施の形態５の光伝送システムの構成図である。光伝送システム２４０１は、図２０に示した実施の形態３における光伝送システム２００１と類似した構成である。光伝送システム２４０１が光伝送システム２００１と異なる点は、以下の通りである。まず、光伝送システム２４０１の光送受信親機２４０２では、光伝送システム２００１の光送受信親機２００２で用いている、光／電気変換部２００９ａ、２００９ｂ、２００９ｃと光受信回路２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃの代わりに、光／電気変換部２４０９ａ、２４０９ｂ、２４０９ｃと光送信回路２４１０ａ、２４１０ｂ、２４１０ｃを接続している。すなわち、光伝送システム２４０１の光送受信親機２４０２は、λａ、λｂ１、λｂ２、λｂ３の４つの波長の光信号を光分波／合波器２００７で合波して送出する。他の異なる点は、光伝送システム２４０１の光送受信子機２４０３ａ、２４０３ｂ、２４０３ｃでは、光伝送システム２００１の光送受信子機１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃで用いている、電気／光変換部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと光送信回路１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの代わりに、電気／光変換部２４１１ａ、２４１１ｂ、２４１１ｃと光送信回路２４１２ａ、２４１２ｂ、２４１２ｃを接続している。そして、電気／光変換部２４１１ａ、２４１１ｂ、２４１１ｃは、それぞれが同様の構成であって、電気／光変換部２４１１ａは図２５に示した構成となっている。つまり、電気／光変換部２４１１ａは、光分波／合波器２５０１で波長λａ、λｂ１、λｂ２の光信号と波長λｂ３の光信号とを分波し、波長λｂ３の光信号のみを受光素子２５０２で電気信号に変換する構成となっている。電気／光変換部２４１１ｂ、２４１１ｃも同様の構成であるが、光分波／合波器２５０１の特性が異なり、それぞれ波長λｂ１、λｂ２の光信号のみを分波して受光素子２５０２で電気信号に変換する。上記以外の光伝送システム２４０１は、光伝送システム２００１と同様の構成である。例えば、光送受信子機２４０３ａ、２４０３ｂ、２４０３ｃの光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃには、図２に示した光複合部品２００が用いられている。

すなわち、光伝送システム２００１では、波長λａの信号と波長λｂ１、λｂ２、λｂ３の信号を対向する方向で周波数多重伝送していたが、光伝送システム２４０１では、波長λａの信号と波長λｂ１、λｂ２、λｂ３の信号を同一方向で周波数多重伝送している。このような構成とすることにより、光伝送システム２４０１では、１系統の光ファイバを用いて、光送受信親機２４０２から、複数の光送受信子機２４０３ａ、２４０３ｂ、２４０３ｃに対して、それぞれ異なる光信号（波長λｂ１、λｂ２、λｂ３）を伝送すると同時に、同一の光信号（波長λａ）を分配伝送できる。

たとえばこのような光伝送システム２４０１は、一系統の光ファイバで、複数の家庭に、それぞれ異なるデータ信号をパソコン２４１７ａ、２４１７ｂ、２４１７ｃに配信すると同時に、同じ光ファイバで放送用の映像信号を受像器２４１９ａ、２４１９ｂ、２４１９ｃに同報配信する場合などに利用することができる。

以上のように、かかる本実施の形態によれば、光送信親機２４０２と一系統の光ファイバで縦続接続された光送受信子機２４０３ａ、２４０３ｂ、２４０３ｃの光／電気変換部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃに光複合部品２００を用いることによって、複数の光送受信子機２４０３ａ、２４０３ｂ、２４０３ｃへの異なる光信号の多重伝送と、同じ光信号の同報分配伝送とを簡単な構成で行うことができるのである。

なお、本実施の形態のみ、映像信号、データ信号の伝送システムを応用例とし、実施の形態１ないし実施の形態４においては移動体通信システムを応用例としたが、いずれの場合においても、移動体通信システム、映像信号伝送システム、データ信号伝送システム等の用途や、アナログ信号、ディジタル信号等の信号形態に関わらず、特定波長の光信号を光分波／合波すると同時に、光分岐／結合する必要のある光伝送システムにおいて、本発明が特有の効果を発揮することは明らかである。

本発明にかかる光複合部品およびこれを用いる光伝送システムは、光分波器／合波器の機能と光分岐器／結合器の機能を併せ持つ光複合部品を実現でき、またこれを用いて、簡単な構成で特定波長域内の波長の光信号のみを分岐／結合できるという効果を有し、複数の光信号を波長多重伝送する光伝送システム等の用途として有用である。

本発明の実施の形態１における光伝送システムの構成図 本発明の実施の形態１における光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における光複合部品に用いる光学フィルタの特性を表すグラフ 本発明の実施の形態１における光伝送システムに用いる電気／光変換部の構成図 本発明の実施の形態１における光複合部品に用いる光学フィルタの構成例を示す断面図 本発明の実施の形態１における光複合部品の機能と等価な従来の光部品による構成例を示す構成図 本発明の実施の形態１における光複合部品に用いる光学フィルタの他の構成例を示す断面図 本発明の実施の形態１における光複合部品に用いる光学フィルタの他の構成例を示す断面図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品に用いる光学フィルタの特性を表すグラフ 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の構成図 本発明の実施の形態１における他の光複合部品の断面図 本発明の実施の形態２における光複合部品の構成図 本発明の実施の形態２における光複合部品に用いる光学フィルタの特性を表すグラフ 本発明の実施の形態３における光伝送システムの構成図 本発明の実施の形態４における光伝送システムの構成図 本発明の実施の形態４における光伝送システムに用いる光複合部品の構成図 本発明の実施の形態４における光複合部品に用いる光学フィルタの特性を表すグラフ 本発明の実施の形態５における光伝送システムの構成図 本発明の実施の形態５における光伝送システムに用いる光／電気変換部の構成図 従来の光伝送システムの構成図

符号の説明

１０１ 光伝送システム
１０２ 光送受信親機
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ 光送受信子機
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ 主系統光ファイバ
１０５ 電気／光変換部
１０７ 光分波／合波器
１０９ 光／電気変換部
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ 電気／光変換部
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ 光／電気変換部
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ 光ファイバ
２００ 光複合部品
２０１，２０４ 屈折率分布型ロッドレンズ
２０２ａ，２０２ｂ 光ファイバ
２０３ 光学フィルタ
２０５ 受光素子
２０５ａ 受光素子の受光面
５０１ 透明基板
５０２ 薄膜多重層による干渉膜フィルタ
７０１ 透明基板
７０２ 薄膜多重層による干渉膜フィルタ
７０３ ハーフミラー層
８０１，８０４ 透明基板
８０２ 薄膜多重層による干渉膜フィルタ
８０３ ハーフミラー層
９００ 光複合部品
９０１，９０４ 凸レンズ
１０００ 光複合部品
１００４ａ，１００４ｂ 凸レンズ
１１００ 光複合部品
１１０２，１１０３ 光ファイバ
１１０４ 受光素子モジュール
１２００ 光複合部品
１２０３ 光学フィルタ
１４００ 光複合部品
１４０１ レンズ
１５００ 光複合部品
１５０２ａ，１５０２ｂ 光ファイバ
１５０３ 光学フィルタ
１５０５ 受光素子
１６００ 光複合部品
１６０１ 導波路基板
１６０２ａ，１６０２ｂ，１６０２ｃ 導波路
１６０３ 光学フィルタ
１８００ 光複合部品
１８０３ 光学フィルタ
１８０５ 発光素子
２００１ 光伝送システム
２００２ 光送受信親機
２００７ 光分波／合波器
２００９ａ，２００９ｂ，２００９ｃ 光／電気変換部
２１０１ 光伝送システム
１０４ｄ 光ファイバ
２１０２ 光送受信親機
２１１３ａ，２１１３ｂ，２１１３ｃ 光／電気変換部
２４０１ 光伝送システム
２４０２ 光送受信親機
２４０３ａ，２４０３ｂ，２４０３ｃ 光送受信子機
２４０９ａ，２４０９ｂ，２４０９ｃ 光／電気変換部
２４１１ａ，２４１１ｂ，２４１１ｃ 電気／光変換部

Claims (27)

1. 第１の光路上に、前記第１の光路と直角以外の角度で光学フィルタを配置し、前記光学フィルタに対して前記第１の光路からの反射位置となる位置に第２の光路を設け、前記光学フィルタに対して前記第１の光路からの透過位置となる位置に第３の光路を設けた、分波特性を有する光複合部品であって、前記光学フィルタが、特定波長域の光の一部を反射し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を透過する特性を有することを特徴とする光複合部品。
2. 第１、第２、第３のレンズの焦点面付近にそれぞれ第１、第２、第３の光ファイバの入／出射端を配置して、前記第１、第２、第３の光ファイバからの出射光を第１、第２、第３の略平行光路に変換、あるいは第１、第２、第３の略平行光路を第１、第２、第３の光ファイバへの入射光に変換する構成とすることにより、請求項１における前記第１、第２、第３の光路を、前記第１、第２、第３の略平行光路とした請求項１記載の光複合部品。
3. 第１のレンズの２つの焦点面の内、一方の焦点面付近に第１および第２の光ファイバの入／出射端を配置するとともに、前記第１および第２の光ファイバがほぼ平行となるように配置し、前記第１の光ファイバから光が出射した際に前記第１のレンズにより略平行光に変換された光の一部を反射して前記第１のレンズで集光されて前記第２の光ファイバに入射する角度で、前記第１のレンズの他の焦点面付近に光学フィルタを配置し、前記第１のレンズにより略平行光に変換された光のうち、前記光学フィルタを透過した光路に第２のレンズを設け、前記第２のレンズにより、その焦点面付近に集光された光に結合する位置に第３の光ファイバを設けた、分波特性を有する光複合部品であって、前記光学フィルタが、特定波長域の光の一部を反射し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を透過する特性を有することを特徴とする光複合部品。
4. 前記第２の光路に受光素子を設けた請求項１記載の光複合部品。
5. 前記第２の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置と同じ位置に設けた受光素子に置き換えた請求項２または請求項３記載の光複合部品。
6. 前記第２の光路に発光素子を設けた請求項１記載の光複合部品。
7. 前記第２の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置と同じ位置に設けた発光素子に置き換えた請求項２または請求項３記載の光複合部品。
8. 前記光学フィルタは、前記特定波長域の光の反射率が６０％以下である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光複合部品。
9. 前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換えた請求項１記載の光複合部品。
10. 前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換えた請求項２または請求項３記載の光複合部品。
11. 前記第３の光路に受光素子を設けた請求項９記載の光複合部品。
12. 前記第３の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた受光素子に置き換えた請求項１０記載の光複合部品。
13. 前記光学フィルタを、特定波長域の光の一部を透過し、前記特定波長域の光の他の一部と、前記特定波長域外の波長の光を反射する特性を有する光学フィルタに置き換え、前記第３の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた受光素子に置き換え、ほぼ平行に配置された前記第１および第２の光ファイバの入出射端面の中心の間隔が、前記受光素子の受光感度を有する受光面範囲の最大幅より広い請求項３記載の光複合部品。
14. 前記第３の光路に発光素子を設けた請求項９記載の光複合部品。
15. 前記第３の光ファイバを、光ファイバ入／出射端面位置に設けた発光素子に置き換えた請求項１０記載の光複合部品。
16. 前記光学フィルタは、前記特定波長域の光の透過率が６０％以下である請求項９から請求項１５のいずれか一項に記載の光複合部品。
17. 前記光学フィルタを、薄膜多重層を用いた干渉膜フィルタで形成した請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の光複合部品。
18. 前記光学フィルタを、特定波長域の光を透過し、特定波長域以外の波長の光を反射する特定波長域透過フィルタと、使用する全ての波長域の光の一部を透過し、その他の光を反射するハーフミラー層とを、重ね合わせて構成した、請求項９から請求項１５のいずれか一項に記載の光複合部品。
19. 前記光学フィルタを、特定波長域の光を透過し、特定波長域以外の波長の光を反射する特定波長域透過フィルタに積層して、使用する全ての波長域の光の一部を透過し、その他の光を反射するハーフミラー層を形成した、請求項９から請求項１５のいずれか一項に記載の光複合部品。
20. 前記光学フィルタを、前記特定波長域以外の光が前記光学フィルタの特定波長域透過フィルタ側から入射する方向に設置する、請求項１８または請求項１９記載の光複合部品。
21. 複数の電気／光変換部または光／電気変換部を順次、主系統光ファイバで縦続接続する光伝送システムであって、前記複数の電気／光変換部または光／電気変換部のそれぞれに、請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の光複合部品を用いて、主系統光ファイバで伝送する前記特定波長域内の波長の光信号を分岐または結合することを特徴とする光伝送システム。
22. 前記主系統光ファイバには、前記特定波長域内の波長の光信号と共に、前記特定波長域外の波長の光信号を波長多重する、請求項２１記載の光伝送システム。
23. 複数の光送受信子機を順次、主系統光ファイバで縦続接続する光伝送システムであって、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、請求項２または請求項３記載の光複合部品の前記第２の光ファイバに受光素子を接続して光／電気変化部を構成するか、あるいは請求項１０記載の光複合部品の前記第３の光ファイバに受光素子を接続して光／電気変化部を構成するか、あるいは請求項４または請求項５または請求項１１ないし請求項１３の受光素子を有する光複合部品を用いて光／電気変換部を構成することにより主系統光ファイバで伝送する前記特定波長域内の波長の光信号を分岐して受信すると共に、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長の光信号を送信する電気／光変換部に前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長に対応した光合波器を接続することにより、前記主系統光ファイバに前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長の光信号を送出する光伝送システム。
24. 前記複数の光送受信子機に対向して前記主系統光ファイバに光送受信親機を接続し、前記複数の光送受信子機と前記光送受信親OLE_LINK1機OLE_LINK1の間で双方向光信号伝送を行う光伝送システムであって、前記光送受信親機は前記複数の光送受信子機の電気／光変換部が送出する前記特定波長域外の異なる波長の光信号のそれぞれを分波して受光する複数の光／電気変換部と、前記特定波長域内の波長の光信号を送出する電気／光変換部とを有する請求項２３記載の光伝送システム。
25. 前記複数の光送受信子機に対向して前記主系統光ファイバに光送受信親機を接続し、前記複数の光送受信子機と前記光送受信親機の間で双方向光信号伝送を行う光伝送システムであって、前記光送受信親機は前記複数の光送受信子機の電気／光変換部が送出する前記特定波長域外の異なる波長の光信号の内の複数の波長の光信号を合わせて受光する光／電気変換部と、前記特定波長域内の波長の光信号を送出する電気／光変換部とを有する請求項２３記載の光伝送システム。
26. 光送受信親機と前記複数の光送受信子機とをループ状の主系統光ファイバで縦続接続する光通信システムであって、前記特定波長域内の光信号を送信する前記光送受信親機の電気／光変換部、複数の光送受信子機、前記特定波長域外の光信号を受信する前記光送受信親機の光／電気変換部の順に縦続接続した請求項２３記載の光伝送システム。
27. 複数の光送受信子機を順次、主系統光ファイバで縦続接続する光伝送システムであって、前記複数の光送受信子機のそれぞれは、
    請求項２または請求項３記載の光複合部品の前記第２の光ファイバに受光素子を接続して第１の光／電気変化部を構成するか、あるいは請求項１０記載の光複合部品の前記第３の光ファイバに受光素子を接続して第１の光／電気変化部を構成するか、あるいは請求項４または請求項５または請求項１１ないし請求項１３の受光素子を有する光複合部品を用いて第１の光／電気変換部を構成することにより主系統光ファイバで伝送する前記特定波長域内の波長の光信号を分岐して受信すると共に、
    前記複数の光送受信子機のそれぞれは、前記特定波長域外のそれぞれ異なる波長の光信号を分波する光合波／分波器と、前記光合波／分波器で分波した光信号を電気信号変換する受光素子からなる第２の光／電気変換部で前記特性波長域外の光信号を受信することを特徴とする光伝送システム。

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