JPH1164687A - 光送受信モジュール - Google Patents

光送受信モジュール

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JPH1164687A
JPH1164687A JP9226809A JP22680997A JPH1164687A JP H1164687 A JPH1164687 A JP H1164687A JP 9226809 A JP9226809 A JP 9226809A JP 22680997 A JP22680997 A JP 22680997A JP H1164687 A JPH1164687 A JP H1164687A
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JP
Japan
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light
lens
optical fiber
opening
wavelength
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Withdrawn
Application number
JP9226809A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Kyotani
昇一 京谷
Atsunori Hattori
篤典 服部
Yoshihiro Someno
義博 染野
Kimihiro Kikuchi
公博 菊地
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子から出射された送信光の一部が光フ
ァイバの斜めカットされた端面で反射した後に分波フィ
ルタで反射されて受光素子に達することを防止し、受信
信号のS/N比を向上させること。 【解決手段】 筐体ブロック20に対して第1の波長の
送信光を出射するLD6と、LD6から出射される送信
光を透過する分波フィルタ5と、分波フィルタ5を透過
した光を光ファイバ12の斜めカットされた端面で集光
するレンズ13とを同軸に取付けると共に、この光軸と
平行に受光用の反射ミラー15と、第2の波長の受信光
を受光するPD9とを同軸に取付ける。前記筐体ブロッ
ク20には分波フィルタ5と反射ミラー15との間を連
通する開口35を形成し、この開口35の直径φをφ≦
0.3f(ただし、fはレンズ13の焦点距離)に設定
すると共に、レンズ13の中心軸と分波フィルタ5との
交点Oを通って開口35に垂直に下した直線Lに対し、
開口35の中心をd=f・sin θ(ただし、θは受信光
の光ファイバ12からの出射角)だけ偏心させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の異なる波長
の送信光と受信光が伝送される光ファイバに対して発光
素子と受光素子を結合するための光送受信モジュールに
関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の光送受信モジュールの断面
図であり、同図に示ように、この光送受信モジュールの
筐体は、大別して中央ブロック1、LD(レーザダイオ
ード)ブロック2、PD(フォトダイオード)ブロック
3、およびファイバブロック4の4つのブロックにより
構成され、中央ブロック1内には分波フィルタ5が取り
付けられている。LDブロック2には、発光素子である
LD6とレンズ7を支持するレンズホルダ8とが取付け
られ、PDブロック3には、受光素子であるPD9とレ
ンズ10を支持するレンズホルダ11とが取付けられ、
ファイバブロック4には、光ファイバ12とレンズ13
を支持するレンズホルダ14とが取付けられている。
【0003】LD6から出射された波長λ1の送信光
は、LDブロック2側のレンズ7により平行化された
後、中央ブロック1内の分波フィルタ5を透過し、次い
でファイバブロック4側のレンズ13により集光されて
光ファイバ12の端面に入射し、光ファイバ12を介し
て送信される。一方、光ファイバ12を介して伝送され
た波長λ2の受信光は、光ファイバ12の端面で拡散し
た後、ファイバブロック4側のレンズ13により平行化
され、次いで中央ブロック1内の分波フィルタ5により
反射され、次いでPDブロック3側のレンズ10により
集光され、PD9により受光される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の光送受信モジュールにおいては、LD6から出射さ
れた波長λ1の送信光が光ファイバ12の先端面で反射
してLD6に戻ることを防止するために、光ファイバ1
2の先端面が所定の角度で斜めにカットされている。
【0005】しかしながら、図4の破線で示すように、
光ファイバ12の斜めカットされた端面で反射した波長
λ1の送信光の一部が、ファイバブロック4側のレンズ
13を通って分波フィルタ5により反射された後、PD
ブロック3側のレンズ10を通ってPD9の受光面に入
射することがあり、このような場合には、受信信号のS
/N比が悪化するという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバの
端面から出射された受信光が分波フィルタで反射されて
受光素子に至る光路中に、透過する光を制限できる開口
を設けることとする。このような開口を設けると、光フ
ァイバの端面から出射された第2の波長の受信光は開口
を通って受光素子の受光面に入射できるが、発光素子か
ら出射された第1の波長の送信光の一部が光ファイバの
端面で反射した後に分波フィルタで反射されたとして
も、この送信光は開口を通って受光素子の受光面に達し
ないため、受光素子に到達する送信光を低減でき、受信
信号のS/N比を向上させることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の光送受信モジュールで
は、第1の波長の送信光を出射する発光素子と、前記発
光素子から出射される送信光を透過する分波フィルタ
と、前記分波フィルタを透過した光を光ファイバの斜め
カットされた端面で集光するレンズと、前記光ファイバ
の端面から出射されて前記レンズによりコリメートされ
た第2の波長の受信光を受光する受光素子とを備え、前
記受信光が前記分波フィルタにより反射されて直径φの
開口を通って前記受光素子に至る光送受信モジュールに
おいて、前記開口の直径φをφ≦0.3f(ただし、f
は前記レンズの焦点距離)に設定すると共に、前記レン
ズの中心軸と前記分波フィルタとの交点を通って前記開
口に垂直に下した直線に対し、前記開口の中心をd=f
・sin θ(ただし、θは前記受信光の光ファイバからの
出射角)だけ偏心させた。
【0008】また、前記光ファイバからの入射効率のレ
ベルダウンを考慮して、前記開口の直径φの下限を0.
2f≦φ≦0.3fの範囲に設定した。
【0009】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1は本発明の一実施例に係る光送受信モジュールの断
面図、図2は該光送受信モジュールに備えられる筐体ブ
ロックの断面図、図3は該光送受信モジュールの要部を
示す説明図であり、図4に対応する構成部材には同一の
参照符号が付してある。
【0010】図1と図2に示すように、本実施例に係る
光送受信モジュールは1つの筐体ブロック20を有し、
この筐体ブロック20に対して従来例において説明した
LD6と、レンズ7を支持するレンズホルダ8と、分波
フィルタ5と、伝送路側のレンズ13を支持するレンズ
ホルダ14と、先端面が斜めカットされた光ファイバ1
2とが同軸に取付けられている。また、この光軸と平行
に筐体ブロック20に対して受光用の反射ミラー15
と、レンズ10を支持するレンズホルダ11と、PD9
とが同軸に取付けられている。なお、反射ミラー15の
代わりに、波長λ2の光を反射できる分波フィルタを用
いても良い。
【0011】図2に詳しく示すように、筐体ブロック2
0には、レンズホルダ8を配置するための開口21と、
LD6の本体部を配置するための開口22と、LD6の
フランジ部を取付けるための取付穴23と、光路用の開
口24とが連続的に形成されている。取付穴23の内底
面23aはLD6の取付基準面となっており、LD6は
そのフランジ部を取付穴23の内底面23aに突き合わ
せた状態で筐体ブロック20に溶接される。これによ
り、LD6はフランジ部全体が取付穴23の内部に嵌合
してリード部のみが筐体ブロック20の側面31から露
出する。また、筐体ブロック20には、この発光側の開
口21,22,24と同軸に、分波フィルタ5を光軸に
対して斜め45°に取付けるための取付面25と、レン
ズホルダ14を配置するための開口26と、光路用の開
口27とが形成されており、光ファイバ12は筐体ブロ
ック20の側面28に取付けられる。また、筐体ブロッ
ク20には、発光側の開口21,22,24と平行に、
レンズホルダ11を配置するための開口29と、PD9
の本体部を配置するための開口30と、反射ミラー15
を光軸に対して斜め45°に取付けるための取付面32
とが形成されている。さらに、筐体ブロック20には、
両取付面25,32を連通する開口35が形成されてお
り、この開口35は発光側の開口21,22,24と受
光側の開口29,30のそれぞれに対して直交してい
る。筐体ブロック20の側面31はPD9の取付基準面
となっており、PD9はそのフランジ部を側面31に突
き合わせた状態で筐体ブロック20に溶接される。これ
により、PD9はフランジ部およびリード部が側面31
から露出するように筐体ブロック20に取付けられ、筐
体ブロック20に対してLD6はPD9よりPD9のフ
ランジ部分だけ内側に取付けられることになる。
【0012】分波フィルタ5の取付面25と反射ミラー
15の取付面32に垂直な前方はそれぞれ大きく開放し
ており、これらの開放部分に対応する切欠き25a,3
2aが筐体ブロック20に形成されている。これら切欠
き25a,32aは筐体ブロック20に被着された一対
のカバー40によって覆われている。なお、筐体ブロッ
ク20にはビス穴33と係合溝34が形成されており、
ビス穴33は光送受信モジュールを電子機器のシャーシ
やプリント基板等に固定するためのビス(図示せず)の
挿入用穴であり、係合溝34はビス止め時に光送受信モ
ジュールが回転することを防止するためのものである。
【0013】上記の如く構成された光送受信モジュール
において、LD6から出射された波長λ1の送信光は、
レンズ7により平行化された後、分波フィルタ5を透過
してレンズ13により集光されて光ファイバ12の端面
に入射し、光ファイバ12を介して送信される。一方、
光ファイバ12を介して伝送された波長λ2の受信光
は、光ファイバ12の端面で拡散した後、レンズ13に
より平行化されて分波フィルタ5により反射され、次い
で反射ミラー15により反射されてレンズ10により集
光され、PD9により受光される。ここで、LD6から
出射された波長λ1の送信光は分波フィルタ5を透過し
てレンズ13により集光されるが、図3の破線で示すよ
うに、その一部が光ファイバ12の端面で反射した後、
レンズ13を通って分波フィルタ5に戻るため、前記開
口35の形成位置と大きさを特定することにより、かか
る送信光がPD9の受光面に入射してクロストークを発
生しないようにしてある。
【0014】すなわち、図3に詳しく示すように、レン
ズ13の中心軸と分波フィルタ5の交点をOとし、この
交点Oを通って前記開口35に垂直に下した直線をLと
すると、開口35の中心は直線Lに対して、 d=f・sin θ………… だけ偏心した位置に形成されている。この式におい
て、fはレンズ13の焦点距離、θは光ファイバ12の
端面から出射される受信光の出射角であり、光ファイバ
12の斜めにカットされた先端面の角度をθF、光ファ
イバ12のコアの屈折率をnとすると、出射角θは次式
で与えられる。 θ=sin-1(n・sin θF)−θF………… また、開口35の大きさについて検討すると、SMF
(シングルモードファイバ)からの出射光は強度分布が
ほぼガウス分布であり、強度が1/e2となるNA(開
口数)は約0.08で、光ファイバ12からの出射光の
角度θFに対する強度分布Iは次式で表される。 I=e-0.095θ×θ………… 角度θFに含まれる光量Pは、 P=1−e-0.095θ×θ………… であるから、この式より、光量Pが99.9%(10
0%は無限大のため)となる時のθがθ=8.627°
として求められ、NA=sin θであるからNA=0.1
5となる。つまり、レンズ13はNA=0.15でほぼ
100%の光が入ることになり、開口35の直径をφと
すると、φ=2×NA×fであるから、開口35の直径
φの上限は、 φ≦0.3f………… となる。一方、開口35の直径φの下限については、実
用上問題にならないSMFからの入射効率のレベルダウ
ンを95%と決めたため、上記式より、光量Pが95
%となる時のθがθ=5.74°として求められ、NA
=sin θからNA=0.1となる。つまり、95%の光
が入るためには、開口35の直径φの下限を、 0.2f≦φ………… にする必要があり、これら,式より、開口35の直
径φを、 0.2f≦φ≦0.3f………… の範囲に設定すれば良いことがわかる。
【0015】したがって、開口35の直径φを上記式
を満足する大きさに設定し、かつ、開口35の中心を直
線Lに対して上記式で求められるずれ量dだけ光ファ
イバ12から遠ざかる方向に偏心させることにより、L
D6から出射された波長λ1の送信光の一部が光ファイ
バ12の端面で反射した後に分波フィルタ5に戻って
も、図3の破線で示すように、この戻り光は分波フィル
タ5により反射した後に開口35の周囲で遮られ、波長
λ1の送信光がPD9の受光面に入射して波長λ2の受
信光とクロストークを発生することはなくなる。
【0016】なお、上記実施例では、LD6とPD9を
筐体ブロック20の同一の側面31に配置した場合につ
いて説明したが、反射ミラー15を省略して、レンズ1
0を支持するレンズホルダ11とPD9を側面31に直
交する筐体ブロック20の他の側面(図1の下端面)に
配置することも可能である。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0018】第1の波長の送信光を出射する発光素子
と、前記発光素子から出射される送信光を透過する分波
フィルタと、前記分波フィルタを透過した光を光ファイ
バの斜めカットされた端面で集光するレンズと、前記光
ファイバの端面から出射されて前記レンズによりコリメ
ートされた第2の波長の受信光を受光する受光素子とを
備え、前記受信光が前記分波フィルタにより反射されて
直径φの開口を通って前記受光素子に至る光送受信モジ
ュールにおいて、前記開口の直径φをφ≦0.3f(た
だし、fは前記レンズの焦点距離)に設定すると共に、
前記レンズの中心軸と前記分波フィルタとの交点を通っ
て前記開口に垂直に下した直線に対し、前記開口の中心
をd=f・sin θ(ただし、θは前記受信光の光ファイ
バからの出射角)だけ偏心させると、光ファイバの端面
から出射された第2の波長の受信光は開口を通って受光
素子の受光面に入射できるが、発光素子から出射された
第1の波長の送信光の一部が光ファイバの端面で反射し
た後に分波フィルタで反射されたとしても、この送信光
は開口を通って受光素子の受光面に達しないため、受光
素子に到達する送信光を低減でき、受信信号のS/N比
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る光送受信モジュールの
断面図である。
【図2】該光送受信モジュールに備えられる筐体ブロッ
クの断面図である。
【図3】該光送受信モジュールの要部を示す説明図であ
る。
【図4】従来の光送受信モジュールを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
5 分波フィルタ 6 LD(レーザダイオード) 9 PD(フォトダイオード) 13 レンズ 12 光ファイバ 20 筐体ブロック 35 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 公博 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の波長の送信光を出射する発光素子
    と、前記発光素子から出射される送信光を透過する分波
    フィルタと、前記分波フィルタを透過した光を光ファイ
    バの斜めカットされた端面で集光するレンズと、前記光
    ファイバの端面から出射されて前記レンズによりコリメ
    ートされた第2の波長の受信光を受光する受光素子とを
    備え、前記受信光が前記分波フィルタにより反射されて
    直径φの開口を通って前記受光素子に至る光送受信モジ
    ュールにおいて、 前記開口の直径φを φ≦0.3f(ただし、fは前記レンズの焦点距離) に設定すると共に、 前記レンズの中心軸と前記分波フィルタとの交点を通っ
    て前記開口に垂直に下した直線に対し、前記開口の中心
    を d=f・sin θ(ただし、θは前記受信光の光ファイバ
    からの出射角) だけ偏心させたことを特徴とする光送受信モジュール。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記開口の直
    径φを 0.2f≦φ≦0.3f に設定したことを特徴とする光送受信モジュール。
JP9226809A 1997-08-22 1997-08-22 光送受信モジュール Withdrawn JPH1164687A (ja)

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