JPS60214316A - 双方向伝送用光モジユ−ル - Google Patents

双方向伝送用光モジユ−ル

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JPS60214316A
JPS60214316A JP59070857A JP7085784A JPS60214316A JP S60214316 A JPS60214316 A JP S60214316A JP 59070857 A JP59070857 A JP 59070857A JP 7085784 A JP7085784 A JP 7085784A JP S60214316 A JPS60214316 A JP S60214316A
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JP
Japan
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light
wavelength
optical
polished
optical module
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Application number
JP59070857A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/29362Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels
    • G02B6/29365Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels in a multireflection configuration, i.e. beam following a zigzag path between filters or filtering operations
    • G02B6/29367Zigzag path within a transparent optical block, e.g. filter deposited on an etalon, glass plate, wedge acting as a stable spacer
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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は1本の光フアイバ伝送路を用い、その伝送路の
上りと下りで別々の波長の光信号を伝送させ、かつ受信
できる構成の双方向伝送用光モジュールに関する。
〔発明の背景〕
光フアイバ通信システムは研究開発が進展するにつれて
より高性能化と共に、より簡易化、経済化がクローズア
ップされるようになってきた。双方向伝送方式として、
たとえば電子通信学会技術研究会資料C377−19(
1977)の光波長分割多重伝送および光双方向伝送の
検討(三木。
石尾)の文献があるが、装置構成は個別部品の組合せで
あり、本発明の目的としている複合一体化機能をもたせ
た双方向伝送用光モジュールについては論じられていな
い。
本発明者は簡易化、経済化を”目的として、先に第1図
に示す双方向伝送方式を提案した(特願昭58−236
159)。これは半導体発光素子3A (3B)の出射
光を伝送用光フアイバ7内へ結合するための屈折率分布
型ロッドレンズ6A(6B)の入射端側に所望の光学特
性を有する干渉膜フィルタ5A(5B)を設けたもので
ある。そして上記ロッドレンズの出射端側に上記伝送用
光ファイバ7、分波光伝送用光ファイバ9A(9B)を
設けたものである。すなわち、光結合機能と光分波機能
を合せもたせて双方向伝送を行なわせるようにしている
ので、部品点数の少ない極めて簡易な構成となり、光伝
送損失が少なく低コストで実現できるという特徴を有し
ている。まず第1図の動作について説明する。干渉膜フ
ィルタ5Aは波長λ、の光を透過させ、波長λ2の光を
反射させる特性をもたせた誘電体多層膜である。逆に干
渉膜フィルタ5Bは波長λ、の光を反射させ、波長λ2
の光を透過させる誘電体多層膜である。情報入力端子L
A(IB)から入力した信号は駆動回路2A(2B)に
入る。この回路2A (2B)の出力信号で半導体発光
素子3A (3B)を駆動する。半導体発光素子3A(
3B)からの波長λ、(波長λ2)の出射光は球レンズ
4A (4B) 、干渉膜フィルタ5A (5B)、屈
折率分布型ロッドレンズ6A (6B)を通して光フア
イバ7内へ入り、矢印8A (8B)のごとく進む。そ
して反対側にある屈折率分布型ロッドレンズ6B(6A
)内に入り、干渉膜フィルタ5B(5A)で反射され、
光ファイバ9A(9B)内を矢印10A(IOB)のご
とく進む。そして受光器11A (11B)、増幅器1
2A (12B)を経て復調器13A(13B)で情報
信号が復調される。この構成は矢印8A方向(上り回線
)1波、矢印8B方向(下り回線)1波の双方向伝送で
あるが、第2図のような構成にすると、上り回線2波、
下り回線1波の3波長双方向伝送を実現することができ
る。
さらに4波長以上も容易に可能となる。ところが、3波
長以上を実現させようとすると、部品数が多くなり、そ
の分だけ組立て、光軸調整時間も増えるためにコストが
高くなるという問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記問題点を解決することにある。す
なわち、一体化構成とすることにより組立、光軸調整時
間の短縮をはかると共に、量産化を容易にし、大幅な低
コスト化、さらには高性能化をはかれる双方向伝送用光
モジュールを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、ロッドレンズの代わりに集束性平板レンズを
用いることにより上記効果を得るようにしたものである
。すなわち、中心面に垂直な方向にその中心面からの距
離の2乗にほぼ比例して減少する屈折率分布をもち、前
記垂直な方向に第1および第2の端面を有する集束性平
板レンズの第1の端面に所望角度で少なくとも1個以上
の干渉膜フィルタを設け、上記干渉膜フィルタを通して
半導体発光素子の出射光を前記集光性平板レンズ内に入
射させるようにし、反対面の第2の端面側には上記光を
集光させて伝搬させる光ファイバ、上記光を反射させる
反射体、上記光フアイバ内を逆方向から伝搬してきた光
を受光する受光器を設けた構成である。
本発明の構成によれば、一つの集束性平板レンズ、干渉
膜フィルタ、反射体により、波長がそれぞれ異なる2つ
以上の半導体発光素子の出射光を一本の光フアイバ内へ
合波させることができる。
また上記光フアイバ内を逆方向から伝搬してきた波長の
異なるそれぞれの光を上記構成にそれぞれの波長を受光
する受光器を付加することにより、それぞれの波長の光
を分波して受光器で受信させることができる。
本発明は、第2図のように、複数個のロッドレンズ、ロ
ッドレンズ間を接続する光ファイバが不要となる。部品
数が減少し、かつ組立、光軸調整時間も短縮される。ま
たほぼ一体化構成ができるので、量産に適している。
〔発明の実施例〕
第3図に本発明の双方向伝送用光モジュールの実施例を
示す。これは送り2波(波長λ3.λ3)、受け1波(
波長λ、)の3、波層方向伝送用光モジュールの実施例
である。同図において、15は集束性平板レンズであり
、第4図(、)にその構造、(b)にその屈折率分布を
示す。中心面に垂直な方向にその中心面からの距離の2
乗にほぼ比例して減少する屈折率分布をもっている。そ
して第3図ではこの集束性平板レンズの16の面を角度
θ、で斜め研磨し、その研磨面に干渉膜フィルタ5Aと
5Cを形成させ、16と反対の面を角度θ3で斜め研磨
し、その研磨面に反射防止用のARコーティング膜14
Aを形成しである。θ、。
θ2はO数度から10数度の範囲から選ぶ。18は反射
体あるいは波長λ、の光のみを透過させ、波長λ3およ
び矢印8B方向から光フアイバ7内を伝搬してくる光(
波長λ、)を反射させる機能を有する干渉膜フィルタで
ある。次にこの光モジュールの動作について説明する。
半導体発光素子3Aの出射光(波長λ、)はレンズ4A
を通してほぼ平行ビームになり干渉膜フィルタ5Aに入
射する。干渉膜フィルタ5Aは波長λ、の光のみを通す
から、上記光は干渉膜フィルタ5Aを透過して集束性平
板レンズ15内に入り、矢印19のごとく伝搬して光フ
アイバ7内に集光され、矢印8A方向へ伝搬される。半
導体発光素子3cの出射光(波長λ、)もレンズ4cで
ほぼ平行光に近づき、干渉膜フィルタ5Cに入射する。
干渉膜フィルタ5Cは波長λ3の光のみを透過させる特
性をもたせであるので、上記光は集束性平板レンズ内に
入射する。そして矢印20方向に伝搬し、反射体18で
反射され、矢印21方向へ進む。上記光は干渉膜フィル
タ5Aで反射され、矢印19方向に伝搬し、光フアイバ
7内に集光され、矢印8A方向へ伝搬される。すなわち
、半導体発光素子3Aと30の出射光が合波されて光フ
アイバ7内を矢印8A方向へ伝搬される1次に光フアイ
バ7内を矢印8B方向へ伝搬してきた光(波長λ2)は
集束性平板レンズ15内に入射し、矢印24方向へ伝搬
される。そして干渉膜フィルタ5Aで反射され、矢印2
2方向に進み、ふたたび反射体18で反射され、さらに
干渉膜フィルタ5Cで反射されて矢印23方向へ進み、
受光器11Bへ入射する。
以上のように、波長λ、とλ3の光信号を合波し、波長
λ2の光信号を分波する3波用双方向伝送用光モジユー
ルを構成している。ここで集束性平板レンズ15の長さ
は0.20ピツチから0.30ピツチから選ぶが、約1
/4ピツチが好ましい。半導体発光素子3A、3Gの光
軸方向、干渉膜フィルタ5A、5Cの形成角度θ1、反
射体18の配置および上記デバイスとの相対角度は光フ
ァイバ7へ上記光源の出射光が集光されるように設定さ
れる。
また父光器11Bの配置位置も矢印8B方向から光フア
イバ7内を伝搬してきた光が集光されるように選ばれる
。角度θ3は半導体発光素子3Aの出射光が受光素子1
1Bへ漏洩するのを抑制するために、数度(2〜9°)
が好ましい。受光器11Bの前面に近端漏話抑制用の干
渉膜フィルタを設けてもよい。
第5図は本発明の双方向伝送用光モジュールの別の実施
例である。これは送り2波(波長λ、。
λ3)、受け2波(波長λ3.λ4)の4波双方向伝送
用光モジユールの実施例である。スペーサガラス25を
設け、その端面に干渉膜フィルタ5Gを形成させである
。すなわち、光フアイバ7内を矢印8B方向からきた波
長λ2、およびλ4の光信号のうち、λ2の光信号は第
3図の場合と同様に受光器11Bに集光される。波長λ
4の光信号は干渉膜フィルタ5Aを透過し、干渉膜フィ
ルタ5Gで反射され、ふたたび干渉膜フィルタ5Aを透
過し、矢印26のごとく集束性平板レンズ15内を伝搬
し、干渉膜フィルタ5Eを透過して受光器で受光される
。そして増幅器12Dを通して復調器13Dで情報信号
が復調される。ここで干渉膜フィルタ5Eは波長λ4の
光信号のみを透過させ、それ以外の波長の光信号を反射
さぜる近端漏話抑制用のフィルタである。また5Fも波
長λ2の光信号のみを透過させる近端漏話抑制用のフィ
ルタである。
以上のように、本発明は2波以上の双方向伝送用光モジ
ュールを簡易な構成で容易に実現することができる。
半導体発光素子は半導体レーザ、発光ダイオードを用い
ることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、集束性平板レンズを用いることにより
、部品数が減少し、組立、光軸調整時間が大幅に短縮さ
れ、低コストで製作できる。またほぼ一体化構成ができ
、しかも平面化配置構成を実現できるので集積化、量産
化に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明者が先に提案した双方向伝
送方式、第3図および第5図は本発明の双方向伝送用光
モジュールの実施例、第4図は本発明に用いる集束性平
板レンズの構造とその屈折率分布特性である。 IA〜IC・・・情報入力端子、2A〜2C・・・駆動
回路、3A〜3C・・・半導体発光素子、4A〜4D・
・・レンズ、5A〜5G・・・干渉膜フィルタ、6A〜
6D・・・ロッドレンズ、7,9A〜9D・・・光ファ
イバ、8A〜8C,IOA〜IOD、19〜24゜26
・・・光の伝搬方向を示す矢印、IIA〜11D・・・
受光器、12A〜12D・・・増幅器、13A〜13D
・・・復調器、14A・・・反射防止用ARコーティン
グ膜、15・・・集束性平板レンズ、16.17・・・
集束性平板レンズの端面、18・・・反射体あるい第 
3 図 σ 4べ。 舅5 図 ぷ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、中心面に垂直な方向にその中心面からの距離の2乗
    にほぼ比例して減少する屈折率分布をもち、該垂直は方
    向に第1および第2の端面を有する集束性平板レンズの
    第1の端面に所望角度で少なくとも1個の干渉膜フィル
    タを設け、該干渉膜フィルタを通して少なくとも1個の
    半導体発光素子の出射光を該集束性平板レンズ内に入射
    させるようにし、反対面の該第2の端面側には眩光を集
    光させて伝搬させる光ファイバを設けるとともに、該光
    フアイバ内を逆方向から伝搬してきた光を受光する受光
    器を少なくとも1個設けてなることを特徴とする双方向
    伝送用光モジュール。 2、特許請求の範囲第1項記載の双方向伝送用光モジュ
    ールにおいて、受光器の前面に所望波長の光のみを透過
    させる干渉膜フィルタを設けたことを特徴とする双方向
    伝送用光モジュール。 3、特許請求の範囲第1項記載の双方向伝送用光モジュ
    ールにおいて、第2の端面側を光軸に対して斜めの角度
    に研磨し、あるいはその研磨面に反射防止用のコーテイ
    ング膜を形成したことを特徴とする双方向伝送用光モジ
    ュール。
JP59070857A 1984-04-11 1984-04-11 双方向伝送用光モジユ−ル Pending JPS60214316A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6373207A (ja) * 1986-09-17 1988-04-02 Mitsubishi Electric Corp 光合分波モジユ−ル
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