JP7065033B2 - 光結合素子及び光通信システム - Google Patents
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Description
これに対して、小型化を目的として受光素子と面発光素子とを積層した構造が考えられている(例えば特許文献2参照)。
上記受発光素子は、出射光を発する発光部と、外部からの入射光を受光し前記入射光の光軸上に配置された前記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備える。
上記光学素子は、上記入射光の光軸付近の入射光を上記光軸から離間するように屈折させ上記受光部に入射させる。
上記入出射面は、上記入射光の光軸付近の光を上記光軸から離間するように屈折させ上記受光部に入射させる第1の曲面と、上記入射光の他の光を上記光軸に接近するように屈折させ上記受光部に入射させる第2の曲面とを有してもよい。
上記反射面は、上記入射光の光軸付近の光を上記光軸から離間するように屈折させ上記受光部に入射させる第1の曲面と、上記入射光の他の光を上記光軸に接近するように屈折させ上記受光部に入射させる第2の曲面とを有してもよい。
上記光結合素子は、受発光素子と、光学素子とを有する。上記受発光素子は、出射光を発する発光部と上記光配線からの入射光を受光し上記入射光の光軸上に配置された上記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備える。上記光学素子は、上記入射光の光軸付近の入射光を上記光軸から離間するように屈折させ上記受光部に入射させる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
図1は、本技術の後述する各実施形態に係る光結合素子の基本構成を示す図である。
第1実施形態の光結合素子及びこれを用いた光モジュールについて説明する。以下、上述した構成と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
第1実施形態の光結合素子について図3を用いて説明する。図3は、第1実施形態に係る光結合素子の主要部分の基本構成図である。
次に図9を用いて光結合素子100の詳細な構造について説明する。図9は光結合素子100の断面図である。
上述の光結合素子100は複数アレイ状に配置して光通信に用いられるのが一般的である。図10を用いて、上述の光結合素子100が複数アレイ状に配置された光モジュール(双方向光通信モジュール)の構造について説明する。図10は光モジュール10の概略分解斜視図である。上述と同様の構造については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
第2実施形態の光結合素子について図4を用いて説明する。図4は、第2実施形態に係る光結合素子の主要部分の基本構成図である。本実施形態では、第1実施形態と比較して光学素子の構造が異なる点が相違する。以下、上述に挙げた同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
第3実施形態の光結合素子について図5を用いて説明する。図5は、第3実施形態に係る光結合素子の主要部分の基本構成図である。本実施形態では、第1実施形態と比較して光学素子の構造が異なる点が相違する。以下、上述に挙げた同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
第4実施形態の光結合素子について図6を用いて説明する。図6は、第4実施形態に係る光結合素子の主要部分の基本構成図である。本実施形態では、第1実施形態と比較して光学素子の構造及び光学素子によって光路が変換される点が相違する。以下、上述に挙げた同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
第5実施形態の光結合素子について図7を用いて説明する。図7は、第5実施形態に係る光結合素子の主要部分の基本構成図である。本実施形態では、第4実施形態と比較して光学素子の構造が異なり、第1及び第2の曲面が入出射面ではなく反射面に形成されている点が相違する。以下、第4実施形態と相違する点を主に説明し、上述に挙げた同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
第6実施形態の光結合素子について図8を用いて説明する。図8は、第6実施形態に係る光結合素子の主要部分の基本構成図である。本実施形態は、第1実施形態の光結合素子のレンズ基板にコリメータレンズを追加した構造となっている。以下、上述に挙げた同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
コリメータレンズ付きレンズ基板602により構成される。
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。
次に上述の光結合素子を用いた光通信システムについて説明する。図14は、光通信システム700の一例である。光通信システム700は、上述の光結合素子を備えた光通信装置同士を、光ファイバ42を有する光ファイバーケーブル742で接続して双方向通信を実現する構成である。ここでは光通信装置としてはパーソナルコンピュータ701と携帯電話機702を例に挙げたが、他にカメラ、音楽プレーヤ、ビデオカメラ、プリンタ、ストレージデバイス等を用いることが可能である。
(1) 出射光を発する発光部と、外部からの入射光を受光し前記入射光の光軸上に配置された前記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備えた受発光素子と、
前記入射光の光軸付近の入射光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる光学素子と
を具備する光結合素子。
(2) 上記(1)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記入射光を前記受光部に入射させる
光結合素子。
(3) 上記(1)又は(2)に記載の光結合素子であって、
前記受光部はリング形状を有する
光結合素子。
(4) 上記(1)から(3)のいずれかに記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記入射光の光軸付近の光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる第1の曲面と、前記入射光の他の光を前記光軸に接近するように屈折させ前記受光部に入射させる第2の曲面とを有するレンズを備える
光結合素子。
(5) 上記(4)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記レンズと、前記レンズが一方の面に配置された基板と、前記基板の他方の面に配置された前記出射光を平行光とするレンズを具備する
光結合素子。
(6) 上記(1)から(5)のいずれかに記載の光結合素子であって、
前記発光部から発せられ前記光学素子を通過した前記出射光及び前記光学素子に入射する前の前記入射光の光路を変換する光路変換素子を
更に具備する光結合素子。
(7) 上記(2)又は(3)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子はフレネルレンズである
光結合素子。
(8) 上記(2)又は(3)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は屈折率分布型レンズである
光結合素子。
(9) 上記(2)又は(3)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は液晶レンズである
光結合素子。
(10) 上記(2)又は(3)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記出射光が入射され前記入射光が出射される入出射面と、前記出射光及び前記入射光の光路変換をする反射面とを有し、
前記入出射面は、前記入射光の光軸付近の光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる第1の曲面と、前記入射光の他の光を前記光軸に接近するように屈折させ前記受光部に入射させる第2の曲面とを有する
光結合素子。
(11) 上記(2)又は(3)に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記出射光が入射され前記入射光が出射される入出射面と、前記出射光及び前記入射光の光路変換をする反射面とを有し、
前記反射面は、前記入射光の光軸付近の光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる第1の曲面と、前記入射光の他の光を前記光軸に接近するように屈折させ前記受光部に入射させる第2の曲面とを有する
光結合素子。
(12) 上記(7)から(9)のいずれかに記載の光結合素子であって、
前記入射光及び前記出射光の光路を変換する光路変換素子を
更に具備する光結合素子。
(13) 上記(1)から(3)、(7)から(12)のいずれかに記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記出射光を平行光とするレンズを具備する
光結合素子。
(14) 光配線と、
出射光を発する発光部と、前記光配線からの入射光を受光し前記入射光の光軸上に配置された前記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備える受発光素子と、前記入射光の光軸付近の入射光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる光学素子とを有する光結合素子
を具備する光通信システム。
2…光学素子
3…受発光素子
31a…受光部
32a…発光部
33…光通過部(貫通孔)
91…入射光
92…出射光
93…光軸
102…レンズ基板
202…フレネルレンズ基板
302…屈折率分布型レンズ
402、502…光導波路
602…コリメータレンズ付きレンズ基板
700…光通信システム
1021…支持基板
1022…二曲面レンズ
1022a、4023a、5023a…第1の曲面
1022b、4023b、5023b…第2の曲面
2022…フレネルレンズ
4021、5021…反射面
4022、5022…入出射面
6021…コリメータレンズ
Claims (7)
- 出射光を発する発光部と、外部からの入射光を受光し前記入射光の光軸上に配置された前記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備えた受発光素子と、
前記入射光の光軸付近の入射光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる光学素子と
を具備し、
前記光学素子は、前記入射光の光軸付近の光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる第1の曲面と、前記入射光の他の光を前記光軸に接近するように屈折させ前記受光部に入射させる第2の曲面とを有するレンズを備え、
前記レンズは、その中心が前記入射光の光軸上に位置し、一方の面の中央域に前記レンズを厚み方向に貫通しない窪みを有し、
前記レンズの前記一方の面は、中心に向かって前記レンズの厚みが漸減する前記第1の曲面と、外方に向かって前記レンズの厚みが漸減する前記第2の曲面を有する
光結合素子。 - 請求項1に記載の光結合素子であって、
前記受光部はリング形状を有する
光結合素子。 - 請求項1又は2に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記レンズと、前記レンズが一方の面に配置された基板と、前記基板の他方の面に配置された前記出射光を平行光とするレンズを具備する
光結合素子。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の光結合素子であって、
前記発光部から発せられ前記光学素子を通過した前記出射光及び前記光学素子に入射する前の前記入射光の光路を変換する光路変換素子を
更に具備する光結合素子。 - 請求項1に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記出射光が入射され前記入射光が出射される入出射面と、前記出射光及び前記入射光の光路変換をする反射面とを有し、
前記入出射面は、前記レンズを構成する凸部を有する
光結合素子。 - 請求項1に記載の光結合素子であって、
前記光学素子は、前記出射光が入射され前記入射光が出射される入出射面と、前記出射光及び前記入射光の光路変換をする反射面とを有し、
前記反射面は、前記レンズを構成する凸部を有する
光結合素子。 - 光配線と、
出射光を発する発光部と前記光配線からの入射光を受光し前記入射光の光軸上に配置された前記出射光が通過する光通過部を有する受光部とを備える受発光素子と、前記入射光の光軸付近の入射光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる光学素子とを有する光結合素子
を具備し、
前記光学素子は、前記入射光の光軸付近の光を前記光軸から離間するように屈折させ前記受光部に入射させる第1の曲面と、前記入射光の他の光を前記光軸に接近するように屈折させ前記受光部に入射させる第2の曲面とを有するレンズを備え、
前記レンズは、その中心が前記入射光の光軸上に位置し、一方の面の中央域に前記レンズを厚み方向に貫通しない窪みを有し、
前記レンズの前記一方の面は、中心に向かって前記レンズの厚みが漸減する前記第1の曲面と、外方に向かって前記レンズの厚みが漸減する前記第2の曲面を有する
光通信システム。
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