JP3625406B2

JP3625406B2 - 双方向光通信器及び双方向光通信装置

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Publication number: JP3625406B2
Application number: JP37212199A
Authority: JP
Inventors: 英明藤田; ▲頼▼成石井; 壽宏田村; 俊幸松島; 敬文岩井; 幸夫倉田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001188148A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、双方向に光信号を送受信することのできる双方向通信器に関し、より詳しくはプラスチック光ファイバ等のマルチモード光ファイバを伝送媒体として、家庭内通信や電子機器間通信、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等に使用することのできる双方向光通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の進展に伴い、光ファイバによるネットワーク技術が注目されている。特に近年のプラスチック光ファイバ（以下ＰＯＦ）の低損失化・広帯域化に伴い、家庭内通信や電子機器間通信への応用が進んでいる。従来、光ファイバを伝送媒体として信号光の送受信を行う光通信装置においては、二本の光ファイバを用いた全二重方式のものが主流であった。しかし、二本の光ファイバを用いた場合、光通信器の小型化が困難であることや、伝送距離が長くなるに伴い光ファイバのコストが高くなるという問題があった。このため、一本の光ファイバを用いて、全二重方式の光通信を行う、双方向光通信器が提案されている。
【０００３】
このような光通信器では、送信・受信を同一の光ファイバで行うことから、送信光と受信光の混信を防止することが重要となる。受信光に送信光が混信する原因としては、▲１▼送信光が光ファイバに入射する時に光ファイバ端面で反射する場合（以下、近端反射と表記）、▲２▼光ファイバを伝播した送信光が光ファイバより出射する時に光ファイバ端面で反射する場合（以下、遠端反射と表記）、▲３▼通信相手の双方向通信器からの反射する場合（以下、相手モジュール反射と表記）がある。
【０００４】
従来より提案されている代表的な方式としては、特開平１０−１５３７２０号公報に開示されているように、偏光分離素子を用いて送受信光を分離する方法がある。この例を図７を基に説明する。
【０００５】
図７において、レーザダイオード１０４より発せられる送信光１１３は、Ｓ偏光状態でプリズム１０８の斜面部上の偏光反射膜１１０に入射される。この送信光１１３は、偏光反射膜１１０で、その大部分を反射されて、レンズ１０６により集光されて、光ファイバ１０２に結合する。一方、光ファイバ２から放射される受信光１１５は、レンズ８で集光され、偏光反射膜１１０に入射する。マルチモードの光ファイバ２から出射した受信光１１５は、略半分が偏光反射膜１１０で反射され、残りの半分が透過し、受光素子１０５に結合する。光ファイバ２で反射された送信光１１３はＳ偏光であるため、偏光反射膜１１０で略全てが反射され、受光素子１０５には結合せずに、近端反射による混信を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−１５３７２０号公報に開示されている方式では、受信光の約半分が偏光反射膜１１０により反射されるため、約３ｄＢの受信損失が生じてしまい、効率的な光の利用が行なえないという問題があった。また、近端反射の防止は可能であるが、遠端反射、および、相手モジュール反射は偏光がそろっていないため、受信光との分離が困難であるという問題があった。更にまた、偏光を利用していることから、発光素子として、安価な発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができず、更に、高価な偏光分離膜が必要であるため、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
ところで、光信号を分岐・結合する光ファイバカプラとして、アパーチャを使用することが、実開昭６３−２６８１０号公報において提案されている。この方式を図８を基に説明する。
【０００８】
図８において、光ファイバ２０２ａを伝搬してきた光は、ロッドレンズ２０６ａによってコリメートされて平行光となり、一部は光分岐結合素子２０８の開口部２０９を通過し、ロッドレンズ２０６ｂにより集光されて、光ファイバ２０２ｂに結合する。また、光分岐結合素子２０８の開口部２０９以外の部分に照射された光は、反射されて、ロッドレンズ２０６ｃで集光され、光ファイバ２０２ｃに結合する。平行光の径と光分岐結合素子２０８の開口部２０９の径を変化させることにより、分岐効率を変化させることができる。
【０００９】
このように、実開昭６３−２６８１０号公報の方式では、送受信の分離をアパーチャで行っている。すなわち光を平行光にし、アパーチャで不必要な光を遮光し分離している形態をとっている。
【００１０】
この光ファイバカプラの、光ファイバ２０２ｂ、２０２ｃの替わりに、それぞれ、送信素子、受信素子を配置することにより、送受信光の分岐が可能となり、双方向光通信器として用いることができる。
【００１１】
しかしながら、上記のように双方向通信に適応した場合には、送信光と受信光との混信防止対策が考慮されていないため、半二重方式での通信しか行なうことができなかった。すなわち、光ファイバ２０２ａのチルトやわずかな組立て誤差が生じるだけで、光ファイバ２０２ａからの反射光は開口部２０９以外の光分岐結合素子２０８に戻り、受光素子と結合してしまう。また、ロッドレンズ２０６ａの端面からの反射も混信の原因となる。更にまた、この構造では、遠端反射や相手モジュール反射を抑制することが困難であった。この明細書では、上記半二重方式を、双方向通信において、同時に双方からデータを送受信することができずに、ある時間だけ見ると、片方向からの送信しかできない通信方式として定義し、全二重方式を、双方向通信において、同時に双方からデータを送信したり、受信したりすることができる通信方式として定義するものとする。
【００１２】
本発明は、これらの課題を鑑みてなされたものであり、すなわち、一本の光ファイバにより全二重方式の双方向通信が可能であり、送信および受信共に光の損失が少なく、受信光への送信光の混信を防止することが可能であり、また、特にＰＯＦのように大口径の光ファイバとも高効率で結合させることができ、安価で小型の双方向光通信器、および、双方向光通信装置を提供するものである。
【００１３】
第１の発明の双方向光通信器は、一本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段と、前記光ファイバから出射される受信光を略全反射する反射面を有する受信領域と、該受信領域にて反射された受信光を受光する受光手段と、前記受信光が照射される領域内に配置され、前記送信手段からの送信光を略全透過する透過部を有する送信領域とを有し、前記送信手段を、前記送信光が前記光ファイバの入射端面より奥側で焦点を結ぶように収束すると共に、前記送信光が前記光ファイバの端面に入射するときに反射された光である近端反射光が前記送信領域を通過するように配置したことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明の双方向通信器は、一本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段と、前記光ファイバから出射される受信光を略全透過する透過領域を有する受信領域と、該受信領域にて透過された受信光を受光する受光手段と、前記受信光が照射される領域内に配置され、前記送信手段からの送信光を略全反射する反射面を有する送信領域とを有し、前記送信手段を、前記送信光が前記光ファイバの入射端面より奥側で焦点を結ぶように収束すると共に、前記送信光が前記光ファイバの端面に入射するときに反射された光である近端反射光が前記送信領域で反射するように配置したことを特徴とする。
【００１５】
第３の発明の双方向通信器は、第１の発明または第２の発明に記載の双方向光通信器において、前記反射面は、曲面形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
第４の発明の双方向通信器は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの双方向光通信器において、前記送信領域における前記送信光のビーム半径が、前記送信領域における前記近端反射光のビーム半径よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
第５の発明の双方向通信器は、第１の発明乃至第４の発明のいずれかの双方向光通信器において、前記透過領域は中空であることを特徴とする。
【００１８】
第６の発明の双方向通信装置は、第１の発明乃至第５の発明のいずれかに記載の双方向光通信器と、該双方向光通信器に対して光を送受信する光ファイバと、を備えたことを特徴とする。
第７の発明の双方向通信装置は、第６の発明の双方向光通信装置において、前記光ファイバ端面が、その光軸に対して傾斜しているとともに、該端面に対して前記送信先の光軸が垂直になるように配置されていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
本発明に係る第１実施の形態について、図１、図２に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、双方向光通信装置の構成を示す概略図である。双方向光通信装置３は、伝送するデータ信号に基づく、伝送に適した変調光を双方向に伝送するための光ファイバ２と、光ファイバ２の両端に光学的に結合するように、それぞれ接続された各双方向通信器１とを備えている。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施の形態における双方向通信器の構成を示す概略図である。双方向通信器１は、データ信号に基づく変調光を生成する発光素子（送信手段）４と、光ファイバ２からの変調光を受光してデータ信号を生成するための受光素子（受光手段）５と、発光素子４からの送信光をＮＡ変換する送信レンズ（送信手段）６と、光ファイバ２からの受信光１５を集光する受信レンズ７および中央部付近に光学的な開口部である送信領域９を形成した光分離素子（分離手段）８とを有している。
【００２２】
光分離素子８は、石英ガラスやアクリル、ＰＭＭＡあるいはポリカーボネート等の光透過性に優れたプラスチックで形成された基板１１に、全反射面となる部分にアルミニウムや金等といった反射率の高い金属材料で反射面（受信領域）１０を形成したものを用いる。光分離素子８は送信光１３の光軸に対して４５°程度傾斜させて配置されている。また、その中央付近に光透過が可能な開口部（反射面を形成していない領域）である送信領域９を設けている。なお、この送信領域９は、上記反射面と同一平面の平面的な開口を指している。
【００２３】
このような構成の双方向光通信器１では、発光素子４により生成された送信光１３は、発光素子４の放射角にしたがって放射状に発散する。その後、送信レンズ６で任意の開口数ＮＡｂに変換されて集光され、光分離素子８の送信領域９を通過し、光ファイバ２に結合する。
【００２４】
一方、光ファイバ２を伝播してきた受信光１５は光ファイバ２の開口数ＮＡｆにしたがって、放射状に発散して、光分離素子８の反射面１０でほぼ全反射し、受光レンズ７で集光されて受光素子５に結合する。
【００２５】
ここで、光軸に対し端面が垂直な光ファイバ２を用い、その光ファイバ２の端面を送信光１３に対し垂直に配置させることで、光ファイバ２端面で反射した反射送信光１４が送信領域９に戻るようになり、受光素子５に結合することがないため、近端反射による混信が防止でき、全二重双方向光通信に適応できる。
【００２６】
なお、光分離素子８における送信領域９に反射面１０が形成されていない場合でも、基板１１に特別な加工等がなされていないと、反射送信光１４が基板１１により反射されて、受信光１５に混信する。したがって、基板１１は送信領域９に対応する領域において、反射送信光１４を受光素子５には導かないように構成することが望ましい。例えば図２に示すように、送信領域９における基板１１の表面が光ファイバの光軸に対して垂直になるように、基板１１を加工しておくことが望ましい。
【００２７】
また、上述のように基板１１における送信領域９に対応する領域を、反射送信光１４を反射して受光素子５に導かないように構成した場合においても、その反射送信光１４が光ファイバ２に再び結合してしまえば、相手モジュール（双方向通信の相手の双方向光通信器）に対する反射光となり混信の原因となる。この相手モジュールへの混信は上述の受信光１５への混信に比べると非常に弱いものであるが、それを防止するために、基板１１における送信領域９に対応する領域は、反射送信光１４を反射して光ファイバ２にも導かないように、表面が傾斜されたものとしておくことが望ましい。より好ましくは、基板１１における送信領域９に対応する領域を中空の状態にしてくことが良い。
【００２８】
また、送信領域９は、光ファイバ２のチルト等により、反射光１４の光軸が送信光１３の光軸とずれることがあるため、この位置での送信光１３の光束断面より大きく形成しておくことが好ましい。
【００２９】
更にまた、送信光１３は光ファイバ２端面の中心部に入射させることが好ましい。一般に、ＰＯＦ等の大口径の光ファイバ２では、石英ファイバのように高価なフェルールを用いることなく、光ファイバアダプターに固定するため、その軸ずれ量は１００〜２００μｍと大きくなる。従って、送信光１３を光ファイバ２の中心部に入射させることにより、光ファイバ２の軸ずれが生じても、送信光量の変動の少ない双方向光通信器１を得ることができる。また、同様の理由から、光ファイバ２の軸ずれによる送信光量の変動を少なくするためには、光ファイバ２としては、コア径が２００μｍ以上のものを用いることが好ましい。
【００３０】
次に、光ファイバ２で反射された反射送信光１４が送信領域９に戻るための条件について図３を基に説明する。
【００３１】
図３に示すように、送信レンズ６で開口数ＮＡｂに変換された送信光１３の焦点を、光ファイバ２の内部（光ファイバ２の端面の奥）に設定すれば、光ファイバ２で反射された反射送信光１４は、送信領域９において、送信光１３よりもビーム径が小さくなる。このとき、反射送信光１４のすべてを、送信領域９を通過させて、反射面１０で反射されることがないようにすることができ、受光素子４に結合することを防止できる。また、各素子の組み立て公差をより大きく取ることができる。
【００３２】
より具体的に示せば、送信領域９での送信光１３のビーム半径をＲｂとし、光ファイバー２と送信領域９との距離をＬとした場合、Ｌ＜Ｒｂ／ＮＡｂを満足するように、光ファイバ２、光分離素子８、送信レンズ６を構成することにより、近端反射（送信光１３の光ファイバ２端面での反射）による混信を防止することが可能となる。更に、反射光１４が送信領域９で焦点となる配置、すなわち、２Ｌ≒Ｒｂ／ＮＡｂとなるように構成することにより、より確実に近端反射を防止することが可能となる。また、各素子の組み立て公差をより大きく取ることができる。
【００３３】
なお、ここでは送信光の半径Ｒｂを用いて説明したが、発光素子４としてビーム形状が楕円形状の半導体レーザを用いる場合、図３及び上記説明においてはその長軸方向の半径をＲｂとする。
【００３４】
次に、光分離素子８による、送信・受信分離による損失について図４を基に説明する。
【００３５】
受信光１５は光ファイバ２を出射後、光ファイバ２の開口数ＮＡｆに従って広がる。光ファイバ２の半径をＲｆとすると、光ファイバ２から距離Ｌ離れた光分離素子８の位置では、受信光１５は、およそ直径が２×（Ｒｆ＋Ｌ×ＮＡｆ）に広がっている。そして、その内の光分離素子８の送信領域９に入射する分が反射されないため、受光素子５に結合せずに損失となる。
【００３６】
したがって、距離Ｌを長く、送信領域９の面積を小さくすることにより損失を低減することができる。例えば、光ファイバ２の径を１ｍｍ、開口数ＮＡｆ＝０．３、光ファイバ２と光分離素子８の間隔Ｌを１．５ｍｍ、送信領域９をφ０．３ｍｍとすると、損失は約０．１ｄＢとなる。
【００３７】
一方、送信光は送信領域９を通過するため、分離損失は生じない。従って、偏光反射膜を用いた方式での受信分離損失３ｄＢに比べ大幅に分離損失を低減することが可能となる。
【００３８】
以上のように、第１実施の形態で示した双方向通信器１でか、光ファイバ２の端面で反射した反射光１４が受光素子５に結合しない構成となっているため、近端反射に起因する混信が少なく、一本の光ファイバ２により全二重での双方向通信が可能となる。また、光ファイバ２の軸ずれや、各素子の組み立て誤差が生じても、送信・受信効率の変動が少なくなる。更にまた、受信光１５と反射光１４とを小径の送信領域９により分離しているため、低損失での分離が可能となる。
【００３９】
（第２実施の形態）
続いて、第２実施形態について図５に基づいて説明すれば以下の通りである。ただし、この第２実施の形態では、第１実施の形態にて説明した部分と同様の機能を有する部材については、第１実施の形態と同一の部材番号を付与して、その説明を省略する。
【００４０】
光分離素子８はＰＭＭＡあるいはポリカーボネート等のプラスチックを材料とし、射出成形等により作製した基板１１に、アルミニウムや金等といった反射率の高い金属材料で反射面（受信領域）１０を形成したものを用いる。光分離素子８は反射面１０側が曲面となっており、その一部に円筒状の中空が形成されている。なお、ここでは、上記反射面１０を上記中空にまで延長した場合における中空上の曲面が送信領域９となる。
【００４１】
上記中空の送信素子４側には、送信レンズ６であるボールレンズが取りつけられている。このように光分離素子８に形成した中空に送信レンズ６を取りつけることにより、送信光１３の光軸の位置合わせを容易にすることができる。
【００４２】
光ファイバ２は、その光軸に対して、端面が傾斜した形状となっている。送信光１３はボールレンズである送信用レンズ６で開口数ＮＡｂに変換されて、光分離素子８の送信領域９を通過して、光ファイバ２の端面の中心部に垂直に入射されて、光ファイバ２に結合する。光分離素子８は、その反射面１０側が曲面となった形状であり、光ファイバ２を伝播してきた受信光１５を反射すると共に集光して、受光素子５に結合させる。また、光ファイバ２端面での送信光１３の反射光１４は光分離素子８の送信領域９を通過して、受光素子５には結合しない。
【００４３】
光ファイバ２の端面は傾斜角１０°（図中α）程度に加工されている。ＰＯＦでは端面を傾斜させてホットプレートに押し付けて溶融させることにより、容易に傾斜加工が可能である。
【００４４】
このように光ファイバ２の端面を傾斜させることにより、光ファイバ２の遠端面での反射光（すなわち、相手側からの受信光が光ファイバ２から出射する際に、端面で生じる反射光）を低減させることが可能となり、遠端反射が原因となる混信を低減できる。
【００４５】
また、光ファイバ２の端面が傾斜していると、送信光１３は光ファイバ２への入射時に屈折して、光ファイバ２の光軸から傾斜した角度で入射することになる。このため、光ファイバ２の端面の傾斜角αは、光ファイバ２の開口数ＮＡｆより小さくする必要がある。もちろん、上記主旨から遠端反射を抑制できる角度とする必要もある。ＮＡｆ＝０．３の光ファイバ２では傾斜角１０°程度の場合、遠端反射量は光ファイバ２からの出射光量に対して０．２％以下（０°では４％）に低減され、また、光ファイバ２にＮＡｂ＝０．１の送信光１３を結合させることが可能である。
【００４６】
このような双方向光通信器の構成では、光ファイバ２より出射された受信光１５は反射面１０で反射されるとともに、その曲率により集光されて受光素子５に結合される。上述のように光分離素子８を曲面とすることにより、図２で示した受信レンズ７が不要となり、低コストで、かつ、組み立ての容易な双方向光通信器１を得ることができる。この光分離素子８の曲面は、受光素子５と光ファイバ２端面の近傍に焦点を持つ回転楕円体とすることにより、光ファイバ２から出射した受信光１５を効率良く受光素子７に結合させることが可能となる。
【００４７】
また、光ファイバ２の端面が傾斜していることから、受信光１５は光ファイバ２出射時に図示するように屈折する。このため、光分離素子８の反射面１０に到達した受信光１５の中心は送信領域９からずれた位置となる。一般に、受信光１５の中心位置が、最も強度が強く、かつ、曲面形状の反射面１０でによる集光効率もよいため、送信領域９の位置からずれることにより、より高効率で受光することが可能となる。
【００４８】
受光素子５の受光面１７は例えば、窒化シリコンを０．１μｍ程度形成することで受信光１５の反射を防止し、受光効率を向上させている。また、受光面１７以外の部分にも、例えば、黒色の着色レジスト等、使用する波長領域での光吸収率が高く、反射率の低い材料により、反射防止膜１６が形成されている。受信光１５は全てが受光面１７に入射するわけではなく、その一部が受光面１７以外に入射して、反射し、相手モジュール反射の原因となる。このため、受光素子５の受光面１７以外の部分にも、反射防止膜１６を形成することにより、より確実に相手モジュール反射を抑制することが可能となる。
【００４９】
以上のように、第２実施の形態で示した双方向通信器１を用いることにより、光ファイバ２の端面が傾斜しているため、遠端反射による混信を防止することができるとともに、第１実施の形態と同様に、光分離素子８の送信領域９により、反射光１４を分離できるため、近端反射による混信も防止することができる。更には、受光素子５の表面に反射防止膜１６を形成しているため、相手モジュール反射による混信も防止することができる。
【００５０】
（第３実施の形態）
続いて、第３実施の形態について図６に基づいて説明すれば以下の通りである。ただし、この第３実施の形態では、第１および第２実施の形態にて説明した部分と同様の機能を有する部材については、第１および第２実施の形態と同一の部材番号を付与して、その説明を省いた。
【００５１】
発光素子４から放射された送信光１３は送信レンズ６により開口数ＮＡｂに変換されて、光分離素子８の一部に形成された送信領域９に入射する。送信領域９は、ガラスあるいはプラスチックなどの光透過性のある基板１１の一部に形成された反射面であり、送信光１３を反射して光ファイバ２に結合させる。一方、光ファイバ２からの受信光１５は光分離素子８の送信領域９以外の部分（受信領域）を透過して、受信レンズ７で集光されて、受光素子５に結合する。
【００５２】
また、光ファイバ２で反射された反射送信光１４は再び送信領域９に入射するように構成されており、受信光１５と分離される。これにより、近端反射（送信光の光ファイバ２端面での反射）に起因する混信を防止できる。
【００５３】
本実施の形態は、第１および第２実施の形態において、光分離素子８の送信領域９を透過させていた送信光１３を反射させているものであり、基本的な概念は同様のものである。従って、図３，図４で示したと同様に、Ｌ＜Ｒｂ／ＮＡｂもしくは、２Ｌ≒Ｒｂ／ＮＡｂとすることにより、近端反射に起因する混信をより確実に防止することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、光分離素子８は送信領域９以外の部分にも広がる光透過性のある基板１１を用いたが、送信領域９以外の部分にまで広がっていなくてもよい。この場合、受信光は基板等のない空間を透過することになるが、このような構成も本発明に含まれる。すなわち、本発明における分離手段は、上記のような基板等のない空間を受光領域とするものであっても良い。
【００５５】
以上のように、第１乃至第３実施の形態で示した双方向光通信器１を用いることにより、一本の光ファイバ２により全二重方式での双方向通信を行うことが可能となり、双方向光通信器１の小型化・低コスト化が可能であり、信頼性が高く、高性能な双方向光通信装置３を得ることができる。
【００５６】
なお、以上説明した第１乃至第３の実施の形態において、光ファイバ２としては、例えばＰＯＦ等のマルチモード光ファイバを用いることが好ましい。ＰＯＦはコアがＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｙｌＭｅｔｈａＡｃｒｙｌａｔｅ）やポリカーボネート等の光透過性に優れたプラスチックからなり、クラッドは上記のコアより屈折率の低いプラスチックで構成されている。このような光ファイバ２では、石英光ファイバに比べそのコアの径を約２００μｍから約１ｍｍと大きくすることが容易であることから、双方向光通信器１との結合調整が容易であり、安価な双方向光通信装置３を得ることができる。
【００５７】
また、コアが石英ガラスよりなり、クラッドがポリマーで構成されたＰＣＦを用いても良い。ＰＣＦはＰＯＦに比べると価格が高いが、伝送損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴がある。このため、ＰＣＦを伝送媒体とすることにより長距離での通信やより高速での通信を行うことができる双方向光通信装置３を得ることができる。
【００５８】
発光素子４としては、半導体レーザや、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。発光素子４の波長としては、使用する光ファイバ２の伝送損失が少ない波長で、かつ安価であることが好ましい。例えば、光ファイバ２としてＰＯＦを用いる場合、ＤＶＤ等で量産効果のある、波長６５０ｎｍの半導体レーザ等を用いることができる。また、発光素子４の後部には、モニター用フォトダイオード１２が配置されており、発光素子４の光量を一定に保つようにしている。
【００５９】
受光素子５としては、受光した変調光の強弱を電気信号に変換し、発光素子４の波長域で感度の高いフォトダイオードを使用し、例えば、シリコンを材料とするＰＩＮフォトダイオードや、アバランシェフォトダイオード等を用いることができる。
【００６０】
なお、以上の実施の形態において、送信光、受信光等のビームについては、それらの光軸に垂直な方向において、最大強度の１／ｅ^２以上の強度を有する領域までを指す。したがって、ビーム径は、ビームの中心から最大強度の１／ｅ^２となる位置までの距離を指している。
【００６１】
また、以上の実施の形態で示した構成は、一例であり、もちろんその一部を変更した構成によっても同様の効果を得ることが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバで反射した送信光を、送信光の光路上に配置された送信領域へと戻すことにより、受信光と分離しているため、近端反射による混信を防止することができると共に、送信光の分離損失がなく、受信光の分離損失も低減できるという効果を奏する。また、送信光を収束させて光ファイバに入射するようにしているため、反射送信光のビーム径が小さくなり、組み立て公差等が存在する場合にも、混信を防止することが容易になる。
【００６３】
さらに、送信領域における送信光のビーム径を、反射送信光におけるビーム径よりも大きくすることで、より確実に近端反射による混信を防止できると共に、開口部を小さく形成しても反射光の混信を防止でき、受信効率も高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双方向通信装置の構成を説明する概略図である。
【図２】第１実施の形態の双方向通信器の構成を説明する概略図である。
【図３】本発明の近端反射防止方法を説明する概略図である。
【図４】本発明の送信・受信分離効率を説明する概略図である。
【図５】第２実施の形態の双方向通信器の構成を説明する概略図である。
【図６】第３実施の形態の双方向通信器の構成を説明する概略図である。
【図７】従来の光通信器の一構成を示す説明図である。
【図８】従来の光ファイバカプラの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１双方向光通信器
２光ファイバ
３双方向光通信装置
４送信素子
５受信素子
６送信レンズ
７受光レンズ
８光分離素子
９送信領域
１０反射面
１１基板
１２モニターフォトダイオード
１３送信光
１４反射送信光
１５受信光
１６反射防止膜
１７受光面

Claims

一本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段と、前記光ファイバから出射される受信光を略全反射する反射面を有する受信領域と、該受信領域にて反射された受信光を受光する受光手段と、前記受信光が照射される領域内に配置され、前記送信手段からの送信光を略全透過する透過部を有する送信領域とを有し、前記送信手段を、前記送信光が前記光ファイバの入射端面より奥側で焦点を結ぶように収束すると共に、前記送信光が前記光ファイバの端面に入射するときに反射された光である近端反射光が前記送信領域を通過するように配置したことを特徴とする双方向光通信器。
一本の光ファイバにより送受信を行う双方向光通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段と、前記光ファイバから出射される受信光を略全透過する透過領域を有する受信領域と、該受信領域にて透過された受信光を受光する受光手段と、前記受信光が照射される領域内に配置され、前記送信手段からの送信光を略全反射する反射面を有する送信領域とを有し、前記送信手段を、前記送信光が前記光ファイバの入射端面より奥側で焦点を結ぶように収束すると共に、前記送信光が前記光ファイバの端面に入射するときに反射された光である近端反射光が前記送信領域で反射するように配置したことを特徴とする双方向光通信器。
請求項１または２に記載の双方向光通信器において、前記反射面は、曲面形状に形成されていることを特徴とする双方向光通信器。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の双方向光通信器において、前記送信領域における前記送信光のビーム半径が、前記送信領域における前記近端反射光のビーム半径よりも大きいことを特徴とする双方向光通信器。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の双方向光通信器において、前記透過領域は中空であることを特徴とする双方向光通信機。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の双方向光通信器と、該双方向光通信器に対して光を送受信する光ファイバと、を備えたことを特徴とする双方向光通信装置。
請求項６に記載の双方向光通信装置において、前記光ファイバ端面が、その光軸に対して傾斜しているとともに、該端面に対して前記送信先の光軸が垂直になるように配置されていることを特徴とする双方向光通信装置。