JP2005345674A - 光複合モジュールおよびこれを用いた光波長多重伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】光入出力端と発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化できる光複合モジュールを実現し、これにより構成の簡単な光波長多重伝送システムを実現する。
【解決手段】第１、第２の収束性ロッドレンズ１０１、１０２を、第１の光学フィルタ１０３を挟むように設け、第１の収束性ロッドレンズ１０１側に第１、第２の光ファイバ１０４、１０５を設け、第２の収束性ロッドレンズ１０２側に受光素子１０６と発光素子１０７を設けることにより、第１の光ファイバ１０４を伝送する光信号の一部光信号を分波して受光素子１０６で受信すると共に、発光素子１０７から光信号を送信して合波し、光ファイバ１０５から送出することが可能となり、簡単な構成で光ファイバと発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を一体化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は複数の情報信号などを光波長多重伝送する光波長多重伝送システムに関するものであり、また、これに使用する光複合モジュールに関し、より限定的には光分波／合波機能および受発光素子と光ファイバとの結合機能を有する光複合モジュールに関するものである。

光ファイバ伝送容量拡大のため、異なる波長の光信号を波長多重して伝送する光波長多重伝送システムが用いられている。光波長多重伝送システムの中には、親局装置と複数の子局装置を光ファイバでリング状に縦続接続するシステムがあった（例えば、特許文献１参照）。図９は、前記特許文献１に記載された従来の光波長多重伝送システムを示すものである。また、図１０は、記特許文献１に記載された従来の光波長多重伝送システムの分波／合波部を示すものである。

図９において、親局装置２８と複数の子局装置２９〜３２は、光ファイバにより縦続接続されていた。子局装置２９〜３２のそれぞれには、図１０の光分波部があった。ファイバ３７の光信号はレンズ系４１、４３と光学フィルタ４５により、波長λ１の光信号をファイバ３９に分波して受信した。また、ファイバ３８から波長λ１の送信信号をレンズ系４２、４４と光学フィルタ４５により合波してファイバ４０で送信していた。子局装置２９〜３２では、光学フィルタの透過波長帯をそれぞれ変え、光波長多重伝送していた。
特公昭６０−５７７７７号公報（第２−３頁、図３、図４）

しかしながら、前記従来の構成では、多数のレンズ系を必要とし、また、図１０と別にファイバ３９と受光素子を結合する受光モジュール（図に記載無し）や発光素子とファイバ３８を結合する発光モジュール（図に記載無し）を必要とするので、構成が複雑になり、低コスト化を阻害する要因になっていた。また、ファイバ３９に分波する受信光信号とファイバ３８から合波する送信光信号が同じ波長であり、光学フィルタ４５の波長λ１における反射率も完全に零にはできないため、ファイバ３８からの光信号の一部が光学フィルタで反射してファイバ３９と結合するので、近端漏洩が大きくなるという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で低コスト化が可能であると共に、近端漏洩を極めて低いレベルに低減できる光複合モジュールと、それを用いた光波長多重伝送システムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、第１の発明の光複合モジュールは、第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタを挟んで、ほぼ同軸上に配置した第１および第２のレンズと、第１のレンズの焦点面付近に配置した第１および第２の光入出力端と、前記第１および第２のレンズからなるレンズ系による前記第１の光入出力端の結像点付近に設けた受光素子と、前記第１および第２のレンズからなるレンズ系による前記第２の光入出力端の結像点付近に設けた発光素子とを備え、前記第１の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長帯付近を透過する透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射する反射波長帯とする特性を与え、前記第１の光入出力端から出射した前記反射波長帯の光が、前記第１のレンズでほぼ平行光に変換され、前記第１の光学フィルタで反射され、再び前記第１のレンズで集光されて結像する位置に前記第２の光入出力端を配置したことを特徴としている。

上記第１の発明によれば、光入出力端と発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化することができる。

また、第２の発明の光複合モジュールは、第１の発明に従属する発明であって、前記第１および第２の光入出力端を、互いに第１のレンズの光軸に対してほぼ軸対称な位置に配置したことを特徴としている。

上記第２の発明によれば、レンズを容易に位置合わせ固定することができる。

さらに、第３の発明の光複合モジュールは、第１または第２の発明に従属する発明であって、前記第１および第２の光入出力端を、それぞれ第１および第２の光ファイバの端面としたことを特徴としている。

上記第３の発明によれば、光ファイバと発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化することができる。

また、第４の発明の光複合モジュールは、第３の発明に従属する発明であって、前記第１および第２の光ファイバを、互いにほぼ平行に配置したことを特徴としている。

上記第４の発明によれば、２本の光ファイバの固定が容易になる。

さらに、第５の発明の光複合モジュールは、第１から第４のいずれかの発明に従属する発明であって、前記第１および第２のレンズを、収束性ロッドレンズとしたことを特徴としている。

上記第５の発明によれば、レンズと他の光学部品との固定を容易にすることができる。

また、第６の発明の光複合モジュールは、第５の発明に従属する発明であって、前記第１および第２のレンズと、前記第１の光学フィルタを、ほぼ密着して配置したことを特徴としている。

上記第６の発明によれば、レンズと光学フィルタとの固定を容易にすることができる。

さらに、第７の発明の光複合モジュールは、第１の光路と、前記第１の光路と直角以外の角度で配置した第１の光学フィルタと、前記第１の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設けた第２の光路と、前記第１の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設けた受光素子と、前記第１の光学フィルタに対して前記第２の光路からの透過位置となる位置に設けた発光素子と、前記第１の光学フィルタと前記受光素子の間に設けた第２の光学フィルタから成る分波特性を有する光複合部品であって、前記第１の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長を含む特定波長帯を透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射波長帯とする特性とし、前記第２の光学フィルタは、前記第１の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴としている。

上記第７の発明によれば、発光素子からの送信光信号が受光素子に漏れ込む近端漏洩を低減することができる。

また、第８の発明の光複合モジュールは、第１から第６のいずれかの発明に従属する発明であって、前記第２のレンズと前記受光素子の間に第２の光学フィルタを設け、前記第２の光学フィルタは、前記第１の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴としている。

上記第８の発明によれば、光入出力端と発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化できると共に、発光素子からの送信光信号が受光素子に漏れ込む近端漏洩を低減することができる。

さらに、第９の発明の光複合モジュールは、第１から第６のいずれかの発明、または第８の発明に従属する発明であって、前記発光素子と前記受光素子は、同一基材あるいは一体化固定された複数の基材上に実装し、前記基材と前記第２のレンズの間に軸調整部を設けたことを特徴としている。

上記第９の発明によれば、発光素子と受光素子を同時に軸合わせすることが可能になり、製作工程を簡略化することができる。

また、第１０の発明の光波長多重伝送システムは、第１から第９のいずれかの発明に従属する発明であって、複数の子局装置を順次、伝送用光ファイバで縦続接続する光波長多重伝送システムであり、前記複数の子局装置には、前記第１の光学フィルタの透過波長帯がそれぞれ異なる第１から第９の発明のいずれかの光複合モジュールを用いて、前記伝送用光ファイバで伝送する前記第１の光学フィルタの透過波長帯の光信号を前記受光素子で受信し、前記発光素子からの光信号を前記伝送用の光ファイバで送信することを特徴としている。

上記第１０の発明によれば、光入出力端と発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を一体化した簡単な子局装置構成で光波長多重伝送することができる。

本発明の光複合モジュールおよびこれを用いる光波長多重伝送システムによれば、簡単な構成で光入出力端と発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を一体化して、近端漏洩の少ない光複合モジュールと光波長多重伝送システムを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における光複合モジュール１００の斜視断面図および平面断面図である。図１および図２において、第１および第２の収束性ロッドレンズ１０１および１０２は、第１の光学フィルタ１０３を挟むように固定されている。この実施の形態１においては、第１の収束性ロッドレンズは、およそ０．２５ピッチとし、第２の収束性ロッドレンズは、０．２５ピッチより短く（例えば０．２ピッチ）している。第１の光学フィルタは、第１の特定波長域の光を透過し、第１の特定波長域以外の他の波長域の光を反射する特性に設計しており、例えばガラスなどの透明部材に誘電体多層膜を形成するなどの方法により製作することができる。

第１の収束性ロッドレンズ１０１側には、第１および第２の光ファイバ１０４および１０５が固定されている。一方、第２のロッドレンズ側には受光素子１０６と発光素子１０７が固定されている。受光素子１０６は、例えば半導体受光素子などの、光信号を電気信号に変換する素子である。発光素子１０７は、例えば半導体レーザ等で、電気信号を光信号に変換する素子である。なお、図１および図２には、第２の光学フィルタ１０８も図示しているが、これについては後ほど説明する。

第１および第２の収束性ロッドレンズ１０１および１０２は、レンズ固定部材２０１に固定されている。第１および第２の光ファイバ１０４および１０５は、ファイバ固定部材２０２に固定されている。受光素子１０６と発光素子１０７は、それぞれ受光素子台２０３と発光素子台２０４に固定され、受光素子台２０３と発光素子台２０４が、固定されている。また、光素子ステム２０５は、光素子固定リング２０６に固定されている。

レンズ固定部材２０１とファイバ固定部材２０２は、第１の収束性ロッドレンズ１０１と第１および第２の光ファイバ１０４および１０５との位置調整をし、ファイバ調整部材２０７を介して固定されている。また、レンズ固定部材２０１と光素子固定リング２０６とは、第２の収束性ロッドレンズ１０２と受光素子１０６および発光素子１０７との位置調整をし、光素子調整部材２０８を介して固定されている。

つぎに、構成要素の位置関係について説明する。図１および図２には、二点鎖線により光路を表示している。第１の光ファイバ１０４から第１の収束性ロッドレンズ１０１内に放射した光は収束性ロッドレンズでほぼ平行な光に変換され第１の光学フィルタ１０３に達する。第１の光学フィルタ１０３では、上述のように第１の特定波長域以外の他の波長域の光が反射される。この反射光は、第１のレンズ端面付近で集光するが、その集光位置付近に第２の光ファイバ１０５が位置するように、第１の収束性ロッドレンズ１０１と第１および第２の光ファイバ１０４および１０５との位置調整をしている。一方、第１の光学フィルタ１０３を透過した第１の特定波長域の光は、第２の収束性ロッドレンズ１０２により、第２の収束性ロッドレンズ１０２の外部に集光される。この集光位置に受光素子１０６が固定されている。また、発光素子１０７は、第１の光学フィルタの第１の透過波長域内の波長で光を放出する。この放出光は、第２の収束性ロッドレンズ１０２によってほぼ平行光に変換され、第１の光学フィルタ１０３を透過し、第１の収束性ロッドレンズで第２の光ファイバ１０５の端面位置に集光されるよう、発光素子１０７が配置されている。

つぎに、本発明の実施の形態１の動作について説明する。図３は、第１の光学フィルタ透過波長域の特性図であり、その例を示している。なお、図３には、第２の光学フィルタ１０８の透過波長域の特性も図示しているが、これについては後ほど説明する。

例えば、λ２〜λ５の４つの波長の光を使用する場合について説明する。第１の光学フィルタ１０３の透過特性は、図３の太い実線で表示しており、λ３とλ４を含む第１の特定波長域を透過域としている。λ２およびλ５を含む、第１の特定波長域以外の波長域の光は反射する。したがって、第１の光ファイバ１０４に波長λ２、λ３、λ５の光信号が伝送されて第１収束性ロッドレンズ１０１に放出されると、第１の特定波長域外にあるλ２、λ５の光は第１の光学フィルタ１０３で反射される。波長λ２、λ５の光は第２の光ファイバ１０５に入射して第２の光ファイバ１０５内を伝送されていく。一方、第１の特定波長域内にあるλ３の波長の光は、受光素子１０６に入射し、電気信号に変換される。この電気信号は、光素子ステム２０５に設けられた受信端子３０１を通して外部に取り出される。なお、受光素子１０６と受信端子３０１は、ワイヤなどで接続されるが、図示していない。また、発光素子１０７は、送信端子３０２から入力された電気信号を波長λ４の光信号に変換し第２の収束性ロッドレンズ１０２に向かって放出する。この波長λ４の光信号は、第２の光ファイバ１０５の端面付近で集光して入射し、第２の光ファイバ１０５内を波長λ２、λ５の光と共に伝送されていく。すなわち、第１の光ファイバ１０４を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子１０６で電気信号に変換すると共に、発光素子１０７に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、光ファイバ１０５から送出する機能が得られるのである。

以上のように、かかる構成によれば、第１および第２の収束性ロッドレンズ１０１および１０２を、第１の光学フィルタ１０３を挟むように設け、第１の収束性ロッドレンズ１０１側に第１および第２の光ファイバ１０４および１０５を設け、第２の収束性ロッドレンズ１０２側に受光素子１０６と発光素子１０７を設けることにより、第１の光ファイバ１０４を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子１０６で電気信号に変換すると共に、発光素子１０７に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、第２の光ファイバ１０５から送出することが可能となり、簡単な構成で、光ファイバと発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波機能を併せ持つ光複合モジュールを実現することができる。

なお、本発明の実施の形態１において、第１および第２の収束性ロッドレンズ１０１および１０２がレンズ固定部材２０１に固定されている構成としたが、これは一つの設計例であって、例えば第１の収束性ロッドレンズ１０１をレンズ固定部材２０１に固定し、第１の収束性ロッドレンズ１０１の端面に第１の光学フィルタ１０３を介して第２の収束性ロッドレンズ１０２を固定するなど、細部の設計に本発明が制限されるものではない。

また、本発明の実施の形態１において、第１の光学フィルタ１０３は、例えばガラスなどの透明部材に誘電体多層膜を形成するなどの方法により製作するとしたが、第１の収束性ロッドレンズ１０１または第２の収束性ロッドレンズ１０２の端面に直接、誘電体多層膜を形成するなどの方法で形成することも可能である。

つぎに、第２の光学フィルタ１０８について説明する。前述のように、発光素子１０７から放射された光は、理想的には全てが第１の光学フィルタ１０３を透過する。しかし、実際には光学フィルタ１０３の波長λ４における反射率を零にすることは困難で、一部は反射してしまう。この波長λ４の反射光は、λ３の光と同様に受光素子１０６付近で集光することになる。このため、発光素子１０７からの送信信号を受光素子１０６で受信してしまう近端漏洩が発生する。この問題を防止するために第２の光学フィルタ１０８を設けている。第２の光学フィルタ１０８は、図３に示した透過特性としており、λ３付近の第２の特定波長域の光を透過する。この第２の特定波長域は、第１の光学フィルタ１０３の透過域である第１の特定波長域よりも狭く設定している。そして、第２の光学フィルタ１０８は、第２の特定波長域外のλ４を含む波長域の光を反射あるいは吸収する特性としている。これにより、第１の光学フィルタ１０３で反射した一部のλ４の光が受光素子１０６に入射することを防止できる。第２の光学フィルタ１０８は、第１の光学フィルタ１０３と同様、例えばガラスなどの透明部材に誘電体多層膜を形成するなどの方法により製作できる。また、やはり第１の光学フィルタ１０３と同様、第２の収束性ロッドレンズ１０２の端面に直接、誘電体多層膜を形成するなどの方法で形成することも可能である。

以上のように、本発明の実施の形態１によれば、第２の収束性ロッドレンズ１０２と受光素子１０６の間に、第２の光学フィルタ１０８を設けることにより、発光素子１０７からの送信信号が受光素子１０６に漏れ込む近端漏洩を防止できる。

なお、本発明の実施の形態１においては、第２の光学フィルタ１０８を第２の収束性ロッドレンズ１０２に接近して設定しているが、図４に示した光複合モジュール１１００のように、第２の光学フィルタ１１０８を光素子ステム２０５に設置した光素子ケース２０９に第２の光学フィルタ１１０８を固定するなど、第２の収束性ロッドレンズ１０２と受光素子１０６の間の光路上に設けることにより同様の効果が得られる。

また、図１、図２、図４において、第２の光学フィルタ１０８、１１０８は、光路とほぼ直角に設置しているが、反射戻り光の防止のために傾けて設置しても良い。

つぎに、受光素子１０６および発光素子１０７の位置調整に関して説明する。第１および第２の収束性ロッドレンズ１０１および１０２と、第１および第２の光ファイバ１０４および１０５を位置調整し固定した後に、受光素子１０６、発光素子１０７を位置調整する場合、受光素子１０６の許容位置精度は、発光素子１０７の許容位置精度より１桁程度大きい。たとえば、発光素子１０７の許容位置精度が数μｍあるいは１μｍ以下程度、受光素子１０６の許容位置精度が数十μｍ程度という場合が多い。一方、光素子ステム２０５上の受光素子台２０３と発光素子台２０４に受光素子１０６と発光素子１０７を実装する場合、受光素子１０６と発光素子１０７の間隔は数十μｍ以内の精度で実装することが可能である。したがって、まず、受光素子１０６と発光素子１０７とを、一体化固定された光素子ステム２０５、受光素子台２０３、発光素子台２０４上に数十μｍ以内の精度で固定しておく。つぎに、第２の光ファイバに入射する発光素子１０７からの光信号の電力をモニタしながら、第２の収束性ロッドレンズ１０２との間で位置調整、固定することにより、同時に受光素子１０６の位置も調整することが可能になる。本発明の実施の形態１においては、第２の収束性ロッドレンズ１０２を固定したレンズ固定部材２０１と、光素子ステム２０５を固定した光素子固定リング２０６との間で位置調整し、光素子調整部材２０８で固定することができるのである。

以上のように、かかる構成によれば、受光素子１０６と発光素子１０７とを、一体化固定した後、収束性ロッドレンズ１０２との間で位置調整、固定することにより、受光素子１０６と発光素子１０７とを同時に位置調整、固定することが可能になるのである。

また、図５は、本発明の実施の形態１の他の光複合モジュール２１００の平面断面図である。図１および図２に示した実施の形態１と異なる主要な点は、第１および第２の収束性ロッドレンズ１０１および１０２の代わりに、第１および第２の凸レンズ２１０１および２１０２を用いていることである。これに伴い、第１の光学フィルタ２１０３と第１および第２の凸レンズ２１０１および２１０２は、レンズ固定部材２２０１に固定されており、第２の光学フィルタ２１０８は第２の凸レンズ２１０２のレンズ面に設けられている。図１および図２に示した本発明の実施の形態１では、収束性ロッドレンズ１０１および１０２を用いたが、図５の構成のように収束性ロッドレンズ以外の凸レンズを用いても、同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における光複合モジュール４１００の斜視図である。また図７は、図６における一点鎖線の面での側面断面図である。図６および図７において、光導波路基板４１１０は、クラッド４１１２とコア材により形成したＸ字型の光導波路４１１１ａ〜４１１１ｄから構成されている。光導波路基板４１１０には、光導波路４１１１ａ〜４１１１ｄが露出した端面に第１および第２の光ファイバ４１０４，４１０５と、受光素子４１０６、発光素子４１０７が設けられている。また、光導波路基板に４１１０には、第１の光学フィルタ４１０３と第２の光学フィルタ４１０８が、光導波路４１１１ａ〜４１１１ｄに面するように挿入されている。第１の光学フィルタ４１０３と第２の光学フィルタ４１０８は、実施の形態１における第１の光学フィルタ１０３と第２の光学フィルタ１０８と同じく、図３に示した特性としている。

つぎに、本発明の実施の形態２の動作について説明する。第１の光ファイバ４１０４から、波長λ２、λ３、λ５の光信号が伝送されて第１の光導波路４１１１ａに入射すると、波長λ２、λ５の光は第１の光学フィルタ４１０３で反射される。波長λ２、λ５の光は光導波路４１１１ｂを伝搬し、第２の光ファイバ４１０５に入射して第２の光ファイバ４１０５内を伝送されていく。一方、波長λ３の光は、導波路４１１１ｃを伝搬して受光素子４１０６に入射し、電気信号に変換される。また、発光素子４１０７は、入力された電気信号を波長λ４の光信号に変換し導波路４１１１ｄに出射する。この波長λ４の光信号は、導波路４１１１ｄ、４１１１ｂを伝搬し、第２の光ファイバ４１０５内を波長λ２、λ５の光と共に伝送されていく。すなわち、第１の光ファイバ４１０４を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子４１０６で電気信号に変換すると共に、発光素子４１０７に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、光ファイバ４１０５から送出する機能が得られるのである。また、第１の光学フィルタ４１０３は、透過波長域内の光に対する反射率を零にはできないため、発光素子４１０７からの波長λ４の光信号の一部は第１の光学フィルタ４１０３で反射され、導波路４１１１ｃを伝播することになるが、第２の光学フィルタ４１０８を設けているため、波長λ４の光信号が受光素子４１０６に入射することを防止し、近端漏洩を防止することができる。

以上のように、かかる構成によれば、Ｘ字型の光導波路４１１１ａ〜４１１１ｄの端面に第１および第２の光ファイバ４１０４、４１０５と、受光素子４１０６、発光素子４１０７を設け、第１の光学フィルタ４１０３と第２の光学フィルタ４１０８を、光導波路４１１１ａ〜４１１１ｄに面するように挿入することにより、第１の光ファイバ４１０４を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子４１０６で電気信号に変換すると共に、発光素子４１０７に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、光ファイバ４１０５から送出することが可能となり、簡単な構成で近端漏洩を抑えて、光ファイバと発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波機能を併せ持つ光複合モジュールを実現することができる。

なお、図６において、第２の光学フィルタ４１０８は、光導波路４１１１ｃとほぼ直角に設置しているが、反射戻り光の防止のために傾けて設置しても良い。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における光波長多重伝送システムの構成図である。図８において、光波長多重伝送システム５０００の親局装置５３０１と子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃは光ファイバ５３０５ａ〜５３０５ｄにより縦続接続している。親局装置５３０１は、電気信号を異なる波長λ１、λ３、λ５の光信号に変換する３台の電気／光変換器５３１０〜５３１２と、λ１、λ３、λ５の光を合波する光合波器５３１３と、波長λ２、λ４、λ６の波長多重された光信号を波長λ２、λ４、λ６の光信号に分波する光分波器５３１４と、分波された波長λ２、λ４、λ６の光信号それぞれを電気信号に変換する３台の光／電気変換器５３１５〜５３１７とから構成されている。ここで波長λ１〜λ６は、図３に示した波長配置の場合を例として示している。子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃは、それぞれ実施の形態１における光複合モジュール１００、１１００、２１００のいずれかと同じ構成の光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃと、光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃの受光素子からの電気信号を受け取って増幅などを行う光受信回路５３２１ａ〜５３２１ｃと、光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃに電気信号を入力して発光素子を駆動する光送信回路５３２２ａ〜５３２２ｃとから構成されている。ただし、光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃは、それぞれ内蔵する光学フィルタの特性が異なっている。

光複合モジュール５１００ａの第１の光学フィルタ１０３（または２１０３）は、λ１、λ２を透過波長域に含み、λ３〜λ６を反射波長域に含む特性である。光複合モジュール５１００ａの第２の光学フィルタ１０８（または１１０８または２１０８）は、λ１を透過波長域に含み、λ２を透過波長域に含まない特性である。

光複合モジュール５１００ｂの第１の光学フィルタ１０３（または２１０３）は、λ３、λ４を透過波長域に含み、λ１、λ２、λ５、λ６を反射波長域に含む特性である。光複合モジュール５１００ｂの第２の光学フィルタ１０８（または１１０８または２１０８）は、λ３を透過波長域に含み、λ４を透過波長域に含まない特性である。すなわち、光複合モジュール５１００ｂは、図３に示した特性の光学フィルタを備えている。

光複合モジュール５１００ｃの第１の光学フィルタ１０３（または２１０３）は、λ５、λ６を透過波長域に含み、λ１〜λ４を反射波長域に含む特性である。光複合モジュール５１００ａの第２の光学フィルタ１０８（または１１０８または２１０８）は、λ５を透過波長域に含み、λ６を透過波長域に含まない特性である。

つぎに、上記構成による実施の形態３の動作を説明する。親局装置５３０１から、電気／光変換器５３１０〜５３１２によって変換された、子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃ向けのそれぞれ異なる波長λ１、λ３、λ５の光信号が光合波器５３１３により合波されて光ファイバ５３０５ａに送出される。子局装置５３０２ａの光複合モジュール５１００ａが例えば図１に示した光複合モジュール１００である場合、光ファイバ５３０５ａは図１の第１の光ファイバ１０４に、光ファイバ５３０５ｂは図１の第２の光ファイバ１０５に接続されている。したがって、光複合モジュール５１００ａは、波長λ１、λ３、λ５の光信号の内、子局５３０２ａ向けの波長λ１の光信号のみを分波して電気信号に変換し、光受信回路５３２１ａで増幅などを行う。また、子局装置５３０２ａは、親局装置５３０１向けの信号を光送信回路５３２２ａから光複合モジュール５１００ａに入力し、波長λ２の光信号に変換して光ファイバ５３０５ｂに合波して送出する。したがって、光ファイバ５３０５ｂには、子局装置５３０２ａから親局装置５３０１向けの波長λ１の光信号と、親局装置５３０１から子局装置５３０２ｂ、５３０２ｃ向けのそれぞれλ３、λ５の光信号との波長多重信号が伝送される。子局装置５３０２ｂ、５３０２ｃでも同様に信号の送信、受信が行われ、親局装置５３０１には、子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃからの波長λ２、λ４、λ６の波長多重光信号が、光ファイバ５３０５ｄにより入力される。光分波器５３１４で、波長λ２、λ４、λ６の光信号に分波し、それぞれ光／電気変換器５３１５〜５３１７により、子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃからの信号を電気信号として取り出す。このようにして、親局装置５３０１と子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃとの間でそれぞれ独立して双方向で信号を伝送できるのである。

また、子局装置５３０２ａ〜５３０２ｃに使用する光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃに、図１、図４、図５に示した第２の光学フィルタ１０８または１１０８または２１０８を設けることにより、それぞれ送信信号が受信信号に漏れ込むことを防止でき、近端漏洩の少ない双方向光波長多重伝送が可能になるのである。

以上のように、本発明の実施の形態３によれば、子局装置５１００ａ〜５１００ｃに光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃを用いることにより、簡単な構成で親局装置と双方向の信号伝送を行う光波長多重伝送システムが実現する。

また、本発明の実施の形態３によれば、光複合モジュール５１００ａ〜５１００ｃに、第２の光学フィルタ１０８または１１０８または２１０８を設けることにより、近端漏洩の少ない双方向の光波長多重伝送システムが実現する。

本発明にかかる光複合モジュールは、光入出力端と発光素子／受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化することができ、また、近端漏洩も低く抑えられ、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。また、この光複合モジュールを用いた光波長多重伝送システムは、簡単な構成で近端漏洩を抑えて複数の光信号を波長多重伝送でき、データ伝送、映像伝送、音声信号伝送など、情報伝送システム等の用途に応用できる。

本発明の実施の形態１における光複合モジュールの構成を示す斜視断面図 本発明の実施の形態１における光複合モジュールの構成を示す平面断面図 本発明の実施の形態１に用いる光学フィルタの特性図 本発明の実施の形態１における他の光複合モジュールの構成を示す平面断面図 本発明の実施の形態１における他の光複合モジュールの構成を示す平面断面図 本発明の実施の形態２における光複合モジュールの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態２における光複合モジュールの構成を示す側面断面図 本発明の実施の形態３における光波長多重伝送システムの構成図 従来の光波長多重伝送システムの構成図 従来の光波長多重伝送システムの分波／合波部を示す構成図

符号の説明

１００ 光複合モジュール
１０１ 第１の収束性ロッドレンズ
１０２ 第２の収束性ロッドレンズ
１０３ 第１の光学フィルタ
１０４ 第１の光ファイバ
１０５ 第２の光ファイバ
１０６ 受光素子
１０７ 発光素子
１０８ 第２の光学フィルタ
２０１ レンズ固定部材
２０２ ファイバ固定部材
２０３ 受光素子台
２０４ 発光素子台
２０５ 光素子ステム
２０６ 光素子固定リング
２０７ ファイバ調整部材
２０８ 光素子調整部材
３０１ 受信端子
３０２ 送信端子
１１００ 光複合モジュール
１１０８ 第２の光学フィルタ
２１００ 光複合モジュール
２１０１ 第１の凸レンズ
２１０２ 第２の凸レンズ
２１０３ 第１の光学フィルタ
２１０８ 第２の光学フィルタ
２２０１ レンズ固定部材
４１００ 光複合モジュール
４１０３ 第１の光学フィルタ
４１０４ 第１の光ファイバ
４１０５ 第２の光ファイバ
４１０６ 受光素子
４１０７ 発光素子
４１０８ 第２の光学フィルタ
４１１０ 光導波路基板
４１１１ａ，４１１１ｂ，４１１１ｃ，４１１１ｄ 光導波路
４１１２ クラッド
５０００ 光波長多重伝送システム
５１００ａ，５１００ｂ，５１００ｃ 光複合モジュール
５３０１ 親局装置
５３０２ａ，５３０２ｂ，５３０２ｃ 子局装置
５３０５ａ，５３０５ｂ，５３０５ｃ，５３０５ｄ 光ファイバ
５３１０，５３１１，５３１２ 電気／光変換器
５３１３ 光合波器
５３１４ 光分波器
５３１５，５３１６，５３１７ 光／電気変換器
５３２１ａ，５３２１ｂ，５３２１ｃ 光受信回路
５３２２ａ，５３２２ｂ，５３２２ｃ 光送信回路

Claims (10)

1. 第１の光学フィルタと、
   前記第１の光学フィルタを挟んで、ほぼ同軸上に配置した第１および第２のレンズと、
   第１のレンズの焦点面付近に配置した第１および第２の光入出力端と、
   前記第１および第２のレンズからなるレンズ系による前記第１の光入出力端の結像点付近に設けた受光素子と、
   前記第１および第２のレンズからなるレンズ系による前記第２の光入出力端の結像点付近に設けた発光素子とを備え、
   前記第１の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長帯付近を透過する透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射する反射波長帯とする特性を与え、
   前記第１の光入出力端から出射した前記反射波長帯の光が、前記第１のレンズでほぼ平行光に変換され、前記第１の光学フィルタで反射され、再び前記第１のレンズで集光されて結像する位置に前記第２の光入出力端を配置した光複合モジュール。
2. 前記第１および第２の光入出力端を、互いに第１のレンズの光軸に対してほぼ軸対称な位置に配置した、
   請求項１に記載の光複合モジュール。
3. 前記第１および第２の光入出力端を、それぞれ第１および第２の光ファイバの端面とした、
   請求項１または請求項２に記載の光複合モジュール。
4. 前記第１および第２の光ファイバを、互いにほぼ平行に配置した、
   請求項３に記載の光複合モジュール。
5. 前記第１および第２のレンズを、収束性ロッドレンズとした、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光複合モジュール。
6. 前記第１および第２のレンズと、前記第１の光学フィルタを、ほぼ密着して配置した、
   請求項５に記載の光複合モジュール。
7. 第１の光路と、
   前記第１の光路と直角以外の角度で配置した第１の光学フィルタと、
   前記第１の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設けた第２の光路と、
   前記第１の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設けた受光素子と、
   前記第１の光学フィルタに対して前記第２の光路からの透過位置となる位置に設けた発光素子と、
   前記第１の光学フィルタと前記受光素子の間に設けた第２の光学フィルタ
   から成る分波特性を有する光複合部品であって、
   前記第１の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長を含む特定波長帯を透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射波長帯とする特性とし、
   前記第２の光学フィルタは、前記第１の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴とする光複合モジュール。
8. 前記第２のレンズと前記受光素子の間に第２の光学フィルタを設け、前記第２の光学フィルタは、前記第１の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴とする
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光複合モジュール。
9. 前記発光素子と前記受光素子は、同一基材あるいは一体化固定された複数の基材上に実装し、前記基材と前記第２のレンズの間に軸調整部を設けた、
   請求項１から請求項６のいずれか一項、または請求項８に記載の光複合モジュール。
10. 複数の子局装置を順次、伝送用光ファイバで縦続接続する光波長多重伝送システムであって、前記複数の子局装置には、前記第１の光学フィルタの透過波長帯がそれぞれ異なる請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光複合モジュールを用いて、前記伝送用光ファイバで伝送する前記第１の光学フィルタの透過波長帯の光信号を前記受光素子で受信し、前記発光素子からの光信号を前記伝送用の光ファイバで送信する光波長多重伝送システム。

Images