JPH0862537A - Semiconductor laser module - Google Patents
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- JPH0862537A JPH0862537A JP6196712A JP19671294A JPH0862537A JP H0862537 A JPH0862537 A JP H0862537A JP 6196712 A JP6196712 A JP 6196712A JP 19671294 A JP19671294 A JP 19671294A JP H0862537 A JPH0862537 A JP H0862537A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバー通信等に
用いられる光アイソレータ内蔵の半導体レーザモジュー
ルに関するものであり、特に双方向通信に用いられる半
導体レーザモジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser module incorporating an optical isolator used for optical fiber communication or the like, and more particularly to a semiconductor laser module used for bidirectional communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光通信の発光源として半導体レーザおよ
び半導体レーザからの出射光を効率よく光ファイバに結
合させるための光学レンズ系からなる半導体レーザモジ
ュールが使用されている。半導体レーザにはレンズ、コ
ネクタ、その他光回路系からの反射戻り光が回帰し、半
導体レーザの安定発振を妨害し変調信号の雑音が増加す
る問題がある。このため半導体レーザへの反射戻り光を
防止する目的で、モジュール内に光アイソレータを実装
することが一般化されている。2. Description of the Related Art A semiconductor laser module including a semiconductor laser and an optical lens system for efficiently coupling light emitted from the semiconductor laser to an optical fiber is used as a light emitting source for optical communication. The semiconductor laser has a problem that the reflected return light from the lens, the connector, and other optical circuit systems returns to interfere with the stable oscillation of the semiconductor laser and increase the noise of the modulation signal. Therefore, it is general to mount an optical isolator in a module for the purpose of preventing reflected light returning to the semiconductor laser.
【０００３】図４は従来の代表的な光アイソレータ内蔵
レーザモジュール１の構成を示し、半導体レーザ２、結
合用のレンズ３，４、光アイソレータ５、光ファイバ６
から構成されている。また光アイソレータ５は吸収型偏
光子７，８、ファラデ回転子９、磁石１４から構成され
ている。半導体レーザ２からの出射光ｆは大部分のＴＥ
モード光とわずかなＴＭモード光からなっている。した
がって光アイソレータの偏光子７，８は１方向の偏光の
みを透過する吸収型偏光子が使用され、半導体レーザ２
の出射光のＴＥモード光が最大に透過するように光アイ
ソレータ５を調整設置する。FIG. 4 shows the structure of a typical conventional laser module 1 with a built-in optical isolator, which includes a semiconductor laser 2, coupling lenses 3 and 4, an optical isolator 5, and an optical fiber 6.
It consists of The optical isolator 5 is composed of absorption polarizers 7 and 8, a Faraday rotator 9, and a magnet 14. Light emitted from the semiconductor laser 2 is mostly TE
It consists of mode light and a small amount of TM mode light. Therefore, as the polarizers 7 and 8 of the optical isolator, absorption-type polarizers that transmit only polarized light in one direction are used.
The optical isolator 5 is adjusted and installed so that the TE mode light of the emitted light of 1 is transmitted at maximum.
【０００４】光アイソレータ５内で吸収型偏光子７を透
過したＴＥモード光はファラデ回転子９によってその偏
光面が４５°回転し、４５°回転した直線偏光を最大透
過するように調整された第２の吸収型偏光子８、レンズ
４を通して光ファイバ６に結合される。一方、反射戻り
光ｂは第２の吸収型偏光子８の偏光面と合致した偏光成
分のみ透過し、ファラデ回転子９でさらに４５°回転す
るため、往復で９０°の偏光面の回転となり第１の吸収
型偏光子７で光は吸収され、半導体レーザには戻らない
構成である。ここで一般に吸収型偏光子は誘電体媒質中
に異方性形状の銀粒子が分散したタイプのものが用いら
れている。The TE mode light transmitted through the absorptive polarizer 7 in the optical isolator 5 has its polarization plane rotated by 45 ° by the Faraday rotator 9 and is adjusted so that the linearly polarized light rotated by 45 ° is maximally transmitted. Two absorption type polarizers 8 and a lens 4 are coupled to the optical fiber 6. On the other hand, the reflected return light b transmits only the polarization component that matches the polarization plane of the second absorption type polarizer 8 and is further rotated by 45 ° by the Faraday rotator 9, so that the polarization plane is rotated by 90 ° in a round trip. The absorption polarizer 7 of No. 1 absorbs light and does not return to the semiconductor laser. Here, generally, an absorption type polarizer is used in which anisotropic silver particles are dispersed in a dielectric medium.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の技術にお
いては、単一方向の通信についてのみ考慮していた。そ
のため、従来の構成の光アイソレータを双方向通信に使
用する場合、逆方向からの信号光を遮断してしまい使用
できないという問題点があった。また、逆方向からの信
号光を遮断せず、かつ半導体レーザに光が戻らない構成
の光アイソレータ内蔵モジュールは、部品点数が多く、
モジュール全体の構成が大きくなってしまうという問題
点があった。However, in the prior art, only unidirectional communication was considered. Therefore, when the conventional optical isolator is used for bidirectional communication, there is a problem that it cannot be used because the signal light from the opposite direction is blocked. Further, the module with a built-in optical isolator that does not block the signal light from the opposite direction and does not return the light to the semiconductor laser has a large number of parts,
There was a problem that the configuration of the entire module became large.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術のこ
れらの問題点を解決することを目的とし、順方向の光源
となる半導体レーザと、ビーム径変換素子と、少なくと
も２枚以上の複屈折性素子と複屈折性素子の間に配設さ
れた１枚以上のファラデ回転子とを有する光アイソレー
タと、半導体レーザに隣接して配設された受光素子とか
ら構成された双方向通信用の半導体レーザモジュールを
提供する。An object of the present invention is to solve these problems of the prior art, and a semiconductor laser serving as a light source in the forward direction, a beam diameter conversion element, and at least two or more compound lasers. For bidirectional communication comprising an optical isolator having one or more Faraday rotators arranged between a refractive element and a birefringent element, and a light receiving element arranged adjacent to a semiconductor laser. The semiconductor laser module of
【０００７】さらに本発明は、光アイソレータを構成す
る各光学素子が接着一体化されている前記の双方向通信
用の半導体レーザモジュールを提供する。Further, the present invention provides the above-mentioned semiconductor laser module for two-way communication, in which the respective optical elements constituting the optical isolator are integrally bonded.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の構成によれば、半導体レーザから出射
した信号光は光アイソレータ内を直進し光ファイバに結
合する。逆方向からの信号光は２枚の複屈折性素子によ
り半導体レーザに戻らないよう分離され、分離された光
は受光素子により受光される。According to the structure of the present invention, the signal light emitted from the semiconductor laser travels straight in the optical isolator and is coupled to the optical fiber. The signal light from the opposite direction is separated by the two birefringent elements so as not to return to the semiconductor laser, and the separated light is received by the light receiving element.
【０００９】[0009]
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１ないし図３は本発明の実施例の構成の略図であ
り、図において同じ部位は同じ符号で示す。図１は本発
明の第１の実施例を示し、図において２は半導体レー
ザ、３，４は結合用のレンズ、５ａは光アイソレータ、
６は光ファイバ、１０は受光素子である。本実施例で
は、ビーム径変換素子として結合用のレンズを用いてい
る。ビーム径変換素子とは、光ファイバあるいは半導体
レーザから出射した光のスポット径、スポット形状を変
換する機能を有する素子で、高い結合効率を得るために
用いられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are schematic views of the configuration of an embodiment of the present invention, in which the same parts are designated by the same reference numerals. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which 2 is a semiconductor laser, 3 and 4 are coupling lenses, 5a is an optical isolator,
6 is an optical fiber, and 10 is a light receiving element. In this embodiment, a coupling lens is used as the beam diameter conversion element. The beam diameter conversion element is an element having a function of converting a spot diameter and a spot shape of light emitted from an optical fiber or a semiconductor laser, and is used to obtain high coupling efficiency.
【００１０】また光アイソレータ５ａは複屈折性素子１
１，１２、ファラデ回転子９から構成されている。ここ
で複屈折性素子１１，１２の厚さは略等しく、互いの結
晶の光学軸が４５°の角度をなすよう光軸のまわりに調
整されており、順方向に常光線が直進するように設定さ
れている。また、複屈折性素子として例えばルチル、方
解石等の平板結晶を用いる。ファラデ回転子９は偏光面
が４５°回転するように膜厚が研磨調整されており、ビ
スマス置換ガーネット等が用いられる。なお、図の光軸
上の黒丸は複屈折性素子内での常光成分、縦棒線は異常
光成分をそれぞれ示しており、半導体レーザからの出射
光であるＴＥモード光が常光成分となるように光アイソ
レータ５ａは調整設置されている。The optical isolator 5a is a birefringent element 1.
1, 12 and the Faraday rotator 9. Here, the birefringent elements 11 and 12 have substantially the same thickness and are adjusted around the optical axis so that the optical axes of the crystals form an angle of 45 ° so that the ordinary ray travels straight in the forward direction. It is set. Further, a flat plate crystal such as rutile or calcite is used as the birefringent element. The Faraday rotator 9 has its film thickness polished and adjusted so that the polarization plane rotates by 45 °, and bismuth-substituted garnet or the like is used. The black circles on the optical axis in the figure represent the ordinary component in the birefringent element, and the vertical bar represents the extraordinary component, so that the TE-mode light emitted from the semiconductor laser becomes the ordinary component. The optical isolator 5a is adjusted and installed.
【００１１】次にこのような構成における動作を図１
（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）は順方向に
進む常光線ｆ１、異常光線ｆ２の光路を矢印で示してい
る。半導体レーザ２から出射した順方向信号光ｆは第１
のレンズ３によりコリメートされ光アイソレータ５ａに
入射する。第１の複屈折性素子１１に入射した光は常光
線ｆ１と異常光線ｆ２に分離されファラデ回転子９に入
射する。ここでそれぞれ４５°偏光面が回転し、第２の
複屈折性素子１２に入射する。第２の複屈折性素子１２
は常光線ｆ１が直進するように光軸まわりに調整されて
いるために常光線ｆ１は直進し、異常光線ｆ２はさらに
位置が変えられ出射する。ここで半導体レーザ２から出
射したＴＭモード光は、異常光線ｆ２となり光ファイバ
６には結合しないが、ＴＭモード光は無視できるほど光
強度が小さいため、順方向信号光ｆは常光線ｆ１として
第２のレンズ４により損失少なく光ファイバ６に結合さ
れる。Next, the operation in such a configuration will be described with reference to FIG.
A description will be given using (a) and (b). In FIG. 1A, the optical paths of the ordinary ray f1 and the extraordinary ray f2 traveling in the forward direction are indicated by arrows. The forward direction signal light f emitted from the semiconductor laser 2 is the first
It is collimated by the lens 3 and enters the optical isolator 5a. The light that has entered the first birefringent element 11 is separated into an ordinary ray f1 and an extraordinary ray f2 and enters the Faraday rotator 9. Here, the respective planes of polarization are rotated by 45 ° and are incident on the second birefringent element 12. Second birefringent element 12
Since the ordinary ray f1 is adjusted around the optical axis so that the ordinary ray f1 goes straight, the ordinary ray f1 goes straight and the extraordinary ray f2 is further changed in position and emitted. Here, the TM mode light emitted from the semiconductor laser 2 becomes an extraordinary ray f2 and is not coupled to the optical fiber 6, but since the TM mode light has a negligibly small light intensity, the forward direction signal light f is the ordinary ray f1. The second lens 4 couples the optical fiber 6 with little loss.
【００１２】図１（ｂ）は逆方向に進む光線ｂ１，ｂ２
の光路を矢印で示している。光ファイバ６から出射した
逆方向信号光ｂは第２のレンズ４によりコリメートされ
光アイソレータ５ａに入射する。第２の複屈折性素子１
２を通過した光は常光線ｂ１と異常光線ｂ２に分離さ
れ、ファラデ回転子９で順方向の光と同じ方向にそれぞ
れ４５°偏光が回転する。その結果、第１の複屈折性素
子１１では常光線ｂ１が異常光として、異常光線が常光
として作用するため半導体レーザ２に光は戻らず、常光
線１ｂ、異常光線２ｂとも半導体レーザ２に隣設された
受光素子１０に受光される。FIG. 1B shows rays b1 and b2 traveling in opposite directions.
The optical path of is shown by the arrow. The backward signal light b emitted from the optical fiber 6 is collimated by the second lens 4 and enters the optical isolator 5a. Second birefringent element 1
The light passing through 2 is separated into an ordinary ray b1 and an extraordinary ray b2, and the Faraday rotator 9 rotates the polarized light by 45 ° in the same direction as the forward light. As a result, in the first birefringent element 11, the ordinary ray b1 acts as an extraordinary ray and the extraordinary ray acts as an ordinary ray, so that the light does not return to the semiconductor laser 2 and both the ordinary ray 1b and the extraordinary ray 2b are adjacent to the semiconductor laser 2. The light is received by the light receiving element 10 provided.
【００１３】以上説明したように、半導体レーザ２から
出射した順方向光線ｆは光アイソレータ５ａを透過し光
ファイバ６に結合する。光ファイバ６から出射した逆方
向光線ｂは光アイソレータ５ａを透過するが半導体レー
ザ２には戻らず、隣設された受光素子１０により受光さ
れる。従って半導体レーザ２は安定動作をしながら、信
号の発振、受信が可能な双方向半導体レーザモジュール
が構成される。As described above, the forward light beam f emitted from the semiconductor laser 2 passes through the optical isolator 5a and is coupled to the optical fiber 6. The backward light beam b emitted from the optical fiber 6 passes through the optical isolator 5a but does not return to the semiconductor laser 2 and is received by the adjacent light receiving element 10. Therefore, the semiconductor laser 2 constitutes a bidirectional semiconductor laser module capable of oscillating and receiving signals while performing stable operation.
【００１４】図２は、本発明の第２の実施例を示し、図
２（ａ）は順方向に進む光線ｆ１，ｆ２の光路を矢印で
示し、図２（ｂ）は、逆方向に進む光線ｂ１，ｂ２の光
路を矢印で示している。図において、５ｂは光アイソレ
ータ、１３は１／２波長板、１０ａ、１０ｂは受光素子
である。第１の実施例とは光アイソレータの構成が異な
っており、そのため２個の受光素子１０ａ、１０ｂで受
光する構成となっている。その他の構成は第１の実施例
と同様である。この実施例においては、光アイソレータ
５ｂが１／２波長板１３を含む構成となっており、複屈
折性素子１１，１２は厚さが略等しく、互いの結晶の光
学軸が平行となるよう調整されている。この構成では、
順方向の常光線ｆ１と異常光線ｆ２は、１つの光に合成
されて光アイソレータ５ｂを出射するため、半導体レー
ザ２の偏光状態を気にすること無く、光ファイバ６に順
方向信号光ｆを結合することができる。ここで逆方向の
常光線ｂ１、異常光線ｂ２は分離したまま光アイソレー
タ５ａを出射するので、半導体レーザ２の両側に隣設し
た２個の受光素子１０ａ，１０ｂで受光した後、信号強
度をたしあわせる必要がある。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2 (a) shows the optical paths of the light rays f1 and f2 traveling in the forward direction by arrows, and FIG. 2 (b) proceeds in the opposite direction. The optical paths of the light rays b1 and b2 are indicated by arrows. In the figure, 5b is an optical isolator, 13 is a half-wave plate, 10a and 10b are light receiving elements. The configuration of the optical isolator is different from that of the first embodiment, and therefore the two light receiving elements 10a and 10b receive light. The other structure is similar to that of the first embodiment. In this embodiment, the optical isolator 5b is configured to include the half-wave plate 13, the birefringent elements 11 and 12 are adjusted to have substantially the same thickness, and the optical axes of the crystals are parallel to each other. Has been done. With this configuration,
Since the ordinary ray f1 and the extraordinary ray f2 in the forward direction are combined into one light and emitted from the optical isolator 5b, the forward direction signal light f is transmitted to the optical fiber 6 without paying attention to the polarization state of the semiconductor laser 2. Can be combined. Here, since the ordinary ray b1 and the extraordinary ray b2 in the opposite directions are emitted from the optical isolator 5a while being separated, the signal intensity is measured after being received by the two light receiving elements 10a and 10b adjacent to both sides of the semiconductor laser 2. I need to be happy.
【００１５】図３は本発明の第３の実施例を示してい
る。光アイソレータの構成部品は第１の実施例と同じで
あるが、３枚の光学素子が接着一体化された光アイソレ
ータ素子１５を用いており、さらにビーム径変換素子と
してファイバ側にコア拡大ファイバ６ａを用いている。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The components of the optical isolator are the same as those in the first embodiment, but an optical isolator element 15 in which three optical elements are bonded and integrated is used, and a core expanding fiber 6a is used as a beam diameter converting element on the fiber side. Is used.
【００１６】コア拡大ファイバは通常の光ファイバのコ
ア径がテーパ状に拡大され、終端部では伝送路の２倍か
ら４倍のコア径を有している。コア径の拡大は、光ファ
イバコアに含まれるドーパントを熱拡散して実現し、コ
ア拡大領域の屈折率分布は未拡大部より屈折率が小さく
なる。The core-expanding fiber has a core diameter of an ordinary optical fiber which is expanded in a tapered shape, and has a core diameter which is 2 to 4 times as large as that of the transmission line at the terminal end. The expansion of the core diameter is realized by thermally diffusing the dopant contained in the optical fiber core, and the refractive index distribution in the core expansion region has a smaller refractive index than the unexpanded part.
【００１７】このように光アイソレータ用素子とコア拡
大光ファイバを用いれば、半導体レーザモジュールをよ
り小型化することができる。以上、３つの実施例につい
て説明したが、本発明はこれに限ることなく、光アイソ
レータの構成は逆方向の光が複屈折性素子により分離さ
れる構成であれば良い。By using the optical isolator element and the core-expanded optical fiber as described above, the semiconductor laser module can be further downsized. Although three embodiments have been described above, the present invention is not limited to this, and the structure of the optical isolator may be any structure in which light in the opposite direction is separated by the birefringent element.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、光アイソレータの偏光素子に複屈折性素子を用い
ることにより逆方向の信号光を受光でき、かつ簡単な構
成の双方向通信用光アイソレータ内蔵の半導体レーザモ
ジュールが実現できる。As described above, according to the configuration of the present invention, the bidirectional communication having a simple configuration can receive the signal light in the opposite direction by using the birefringent element as the polarization element of the optical isolator. A semiconductor laser module with a built-in optical isolator can be realized.
【図１】本発明の第１の実施例を示す略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例を示す略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例を示す略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図４】従来の光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュ
ールを示す略図。FIG. 4 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser module with a built-in optical isolator.
１ 半導体レーザモジュール ２ 半導体レーザ ３，４ レンズ ５，５ａ，５ｂ 光アイソレータ ６ 光ファイバ ６ａ コア拡大光ファイバ ７，８ 吸収型偏光子 ９ ファラデ回転子 １０，１０ａ，１０ｂ 受光素子 １１，１２ 複屈折性結晶板 １３ １／２波長板 １４ 磁石 １５ 光アイソレータ素子 1 semiconductor laser module 2 semiconductor laser 3,4 lens 5,5a, 5b optical isolator 6 optical fiber 6a core expansion optical fiber 7,8 absorption type polarizer 9 Faraday rotator 10, 10a, 10b light receiving element 11, 12 birefringence Crystal plate 13 1/2 wave plate 14 Magnet 15 Optical isolator element
Claims (2)
ム径変換素子と、少なくとも２枚以上の複屈折性素子と
前記複屈折性素子の間に配設された１枚以上のファラデ
回転子とを有する光アイソレータと、前記半導体レーザ
に隣接して配設された受光素子とから構成されたことを
特徴とする双方向通信用の半導体レーザモジュール。1. A semiconductor laser serving as a light source in the forward direction, a beam diameter converting element, at least two or more birefringent elements, and one or more Farade rotators arranged between the birefringent elements. 2. A semiconductor laser module for bidirectional communication, comprising: an optical isolator having: and a light receiving element arranged adjacent to the semiconductor laser.
が接着一体化されていることを特徴とする請求項１記載
の双方向通信用の半導体レーザモジュール。2. The semiconductor laser module for bidirectional communication according to claim 1, wherein the optical elements forming the optical isolator are integrally bonded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196712A JPH0862537A (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196712A JPH0862537A (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Semiconductor laser module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862537A true JPH0862537A (en) | 1996-03-08 |
Family
ID=16362341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6196712A Pending JPH0862537A (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Semiconductor laser module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862537A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008046315A (en) * | 2006-08-14 | 2008-02-28 | Fujitsu Ltd | Polarization independent optical isolator and optical transmitting/receiving device |
| CN108490547A (en) * | 2018-04-12 | 2018-09-04 | 上海中科光纤通讯器件有限公司 | Line polarisation converter |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP6196712A patent/JPH0862537A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008046315A (en) * | 2006-08-14 | 2008-02-28 | Fujitsu Ltd | Polarization independent optical isolator and optical transmitting/receiving device |
| CN108490547A (en) * | 2018-04-12 | 2018-09-04 | 上海中科光纤通讯器件有限公司 | Line polarisation converter |
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Legal Events
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