JP2000028850A - 光通信用モジュール - Google Patents

光通信用モジュール

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JP2000028850A
JP2000028850A JP19556198A JP19556198A JP2000028850A JP 2000028850 A JP2000028850 A JP 2000028850A JP 19556198 A JP19556198 A JP 19556198A JP 19556198 A JP19556198 A JP 19556198A JP 2000028850 A JP2000028850 A JP 2000028850A
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久義 北嶋
Atsushi Ichihara
淳 市原
Naotaro Nakada
直太郎 中田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重光通信の所望の波長帯の信号を精度よく
分離して受信することができる光通信用モジュールを提
供する。 【解決手段】 送信信号を発生させる発光素子1と、発
光素子1からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光
レンズ4と、光伝送路からの受信信号光を受信する受光
素子2と、ハーフミラー31の反射面および所望の周波
数帯の信号を反射させそれ以外の周波数帯を透過させる
WDMフィルタ32の反射面をそれぞれ傾斜させると共
に、一定の間隔を設けて透明体33により保持するビー
ムスプリッタ3とからなっている。そして、そのビーム
スプリッタ3のハーフミラー31が発光素子1と集光レ
ンズ4との間の光路に位置し、光伝送路からの所望の波
長帯の受信信号光がハーフミラー31で反射し、さらに
WDMフィルタ32で反射して受光素子2に入射するよ
うに前記ビームスプリッタ3が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバなどを
用いた光通信などに用いられる双方向光通信用モジュー
ルに関する。さらに詳しくは、少なくとも2種類の波長
帯の信号光を同一の光伝送路により送受信する多重光通
信システムにおいて、特定の波長帯を精度よく分離して
受信することができる光通信用モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバが通信用に使用される
ようになってきているが、たとえば電話やファクシミリ
に使用する1.3μm帯と、映像信号であるCATV用
の1.5μm帯の2つの波長帯の信号が同時に送信され
る場合がある。このシステムで、光通信用モジュールを
介して受信するときは相互に影響し合わないように、た
とえば1.3μm帯のモジュールには1.5μm帯の信号
が入り込まないように光通信用モジュールの入出力側の
光ファイバにWDMフィルタ(波長λ1 帯の信号を反射
して波長λ2 帯の信号を透過させるフィルタ)を挿入す
る構成になっている。このような双方向光通信用モジュ
ールの構成の一例を図5に示す。
【0003】図5において、送信信号光を発生する半導
体レーザなどの発光素子21、受信信号光をハーフミラ
ー23を介して受光するフォトダイオード、フォトトラ
ンジスタなどからなる受光素子22と、ハーフミラー2
3で反射した送信信号光を光ファイバなどの光伝送路2
5に結合する集光レンズ24と、集光した光を伝送する
光伝送路25と、光を所望の波長帯の受信信号光のみに
して、不要な波長帯の光を反射させる分波器(WDMフ
ィルタ)26とからなっている。この分波器(WDMフ
ィルタ)26は、干渉フィルタや多層膜からなり、たと
えば1.5μm帯の光を反射し、1.3μm帯の光を透過
するフィルタからなっており、端末器である光通信用モ
ジュール内には1.3μm帯の光のみが入射し、電話や
ファクシミリの信号を送受信することができる構造にな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、光多重
通信では、異なる波長帯の信号が混合しているため、そ
れらを分離すべくWDMフィルタが光伝送路に挿入され
ているが、WDMフィルタが1枚だけでは完全に分離す
ることができず、電話などに用いる光通信用モジュール
にCATV用信号が混入することがある。このような他
の波長帯の信号が混入すると、ノイズとなり正確な受信
信号が得られないため、多重光通信において、アイソレ
ーションの問題は重要な問題になる。しかし、前述のよ
うに、WDMフィルタを光ファイバ側に入れるだけでは
充分な分離をすることができないという問題がある。ま
た、光伝送路側にWDMフィルタを挿入するには、挿入
の安定化を図ることができず、しかもさらにWDMフィ
ルタを追加しようとすると組立工数が増加したり、部品
が増加し、大幅にコストアップになるという問題があ
る。
【0005】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、モジュール内にWDMフィルタを、
簡単な構成で組み込むことにより、多重光通信の所望の
波長帯の信号を精度よく分離して受信することができる
光通信用モジュールを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による光通信用モ
ジュールは、送信信号を発生させる発光素子と、該発光
素子からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光レン
ズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受光素
子と、ハーフミラーの反射面および所望の周波数帯の信
号を反射させそれ以外の周波数帯を透過させるWDMフ
ィルタの反射面をそれぞれ傾斜させると共に、一定の間
隔を設けて透明体により保持するビームスプリッタとか
らなり、該ビームスプリッタの前記ハーフミラーが前記
発光素子と集光レンズとの間の光路に位置し、前記光伝
送路からの所望の波長帯の受信信号光が前記ハーフミラ
ーで反射し、さらに前記WDMフィルタで反射して前記
受光素子に入射するように前記ビームスプリッタが設け
られている。
【0007】ここにWDMフィルタとは、第1の波長帯
の光を反射させ、第2の波長帯の光を透過させるフィル
タを意味する。
【0008】前記WDMフィルタの反射面が、前記ハー
フミラーにより反射した受信信号光の入射角が45゜に
ならないような傾斜角にされていることにより、受光素
子の受光面を入射光に対して斜めにしなくても、受光素
子による反射光が光伝送路に戻ることがないため好まし
い。
【0009】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の双方向光通信用モジュールについて説明をする。
【0010】本発明の光通信用モジュールは、図1にそ
の一実施形態の原理説明図が示されるように、送信信号
を発生させる発光素子1と、発光素子1からの送信信号
光を図示しない光伝送路に結合させる集光レンズ4と、
前記光伝送路からの受信信号光を受信する受光素子2
と、ハーフミラー31の反射面および所望の周波数帯の
信号を反射させそれ以外の周波数帯を透過させるWDM
フィルタ32の反射面をそれぞれ傾斜させると共に、一
定の間隔を設けてたとえばガラスなどの透明体33によ
り保持するビームスプリッタ3とからなっている。そし
て、そのビームスプリッタ3のハーフミラー31が発光
素子1と集光レンズ4との間の光路に位置し、前記光伝
送路からの所望の波長帯の受信信号光がハーフミラー3
1で反射し、さらにWDMフィルタ32で反射して受光
素子2に入射するように前記ビームスプリッタ3が設け
られている。なお、5はガラスなどからなる透過窓を示
す。
【0011】ビームスプリッタ3は、図2(a)にその
一例の説明図が示されるように、第1のガラス板33a
上に、SiOx 、SiNx 、Al2 3 などの多層膜を
形成することにより、第1の波長帯λ1 、たとえば1.
3μm帯の光の反射率が50%になるように形成された
ハーフミラー31が設けられ、その上に第2のガラス板
33bが、透明でガラス板33a、33bと同じ屈折率
を有する紫外線硬化接着剤などにより貼着され、その上
に、ハーフミラーと同様にSiOx 、SiNx、Al2
3 などの多層膜を形成することにより、第1の波長帯
λ1 が100%近く反射し、第2の波長帯λ2 、たとえ
ば1.5μm帯の光が100%近く透過するように形成
されたWDMフィルタ32が設けられ、その上にさらに
第3のガラス板33cが同様に貼着された積層体を、図
2(a)に実線で示されるように切断することにより形
成されている。すなわち、ハーフミラー31を介して半
分に減衰されるが、送信信号光が発光素子1から光伝送
路に結合されると共に、光伝送路から送られてきた受信
信号光の半分がハーフミラー31で反射し、さらに受信
すべき1.3μm帯の受信信号光はWDMフィルタ32
により全反射されて受光素子2に到達すると共に、第2
の波長帯である1.5μm帯の光はWDMフィルタ32
を透過して直進する。その結果、光通信用モジュールの
前段に設けられるWDMフィルタによっても反射されな
いで、モジュール内に入り込んできた1.5μm帯の光
は、モジュール内のWDMフィルタ32を透過して受光
素子2には入り込まない。すなわち、1.3μm帯のモ
ジュール内に1.5μm帯の光が混信しない構成になっ
ている。
【0012】図2(b)は、ビームスプリッタ3の他の
構成例であり、図2(a)と同様にハーフミラー31が
形成されたガラス板33aとガラス板33bとを透明で
ガラス板33a、33bと同じ屈折率を有する紫外線硬
化性の接着剤により貼着し、ガラス板33bの上面が露
出するように切り出し、さらにその露出した上面が傾斜
するように研磨してからWDMフィルタ32を設けるこ
とにより形成されている。この例では、WDMフィルタ
32が傾斜するように研磨されたガラス板33b上に形
成されている。その結果、WDMフィルタ32がビーム
スプリッタ3として切り出された水平面H(光伝送路か
らのビームがハーフミラー31により反射するビームの
方向)に対してなす角度θが45゜にならないで、45
゜より小さくなるか大きくなっている。すなわち、ハー
フミラー31と平行にはならないように形成されてい
る。このようにすることにより、具体例を後述するよう
に、受光素子を傾けてボンディングしなくても、戻り光
が光伝送路に戻ってノイズを発生させる危険性がなくな
る。
【0013】図3に具体的な構造例を示す。図3(a)
はキャップ9を被せる前の斜視図を示し、図3(b)は
キャップを取り外した状態の平面図を示す。この例は、
リード7が図示しないガラスなどにより固着されたステ
ム6に鉄などからなるヘッダ8が取り付けられ、ヘッダ
8の上部に突起部8aが設けられ、その突起部8a上に
前述のビームスプリッタ3が取り付けられている。そし
て、ビームスプリッタ3のハーフミラー31の下側に位
置するヘッダ8の側壁に発光素子1が接着されている。
また、ビームスプリッタ3のWDMフィルタ32の下側
に位置するヘッダ8上に受光素子2がボンディングされ
ている。このステム6にキャップ9を被せることによ
り、キャップ9に取り付けられた集光レンズ(ロッドレ
ンズ)4の軸と、ハーフミラー31を透過するビームの
光軸とが一致するように集光レンズ(ロッドレンズ)4
がキャップ9に固着されている。
【0014】発光素子1は、たとえばその端面である発
光面からレーザビームを出射する半導体レーザチップ1
aがシリコン基板などからなるサブマウント1bに固着
されることにより形成されている。また、受光素子2
は、たとえばフォトダイオードやフォトトランジスタ、
光電池などからなっている。そして、発光素子1が上面
に対して斜めになるように取り付けられている。これ
は、光伝送路からモジュール内に入射してきた光が発光
素子1で反射して再度光伝送路内に戻ると、その信号の
発信元にノイズとして戻るので、発光素子1により反射
した光が光伝送路に戻らないように傾けているものであ
る。同様に受光素子2で反射した光が光伝送路に戻らな
いように受光素子2もビームの方向に垂直にならないよ
うに傾けて取り付けられている。
【0015】図3に示される例では、発光素子1の下側
のステム6上にモニター用受光素子12が設けられてい
る。発光素子1の後ろ側から出射される光を検出するこ
とにより、発光素子1の出力をモニターし常に一定の出
力になるようにするためである。
【0016】この構成で、受信時は光伝送路からロッド
レンズ(集光レンズ4)に入射してきた信号光(波長
1.3μm帯の光と、波長1.5μm帯の弱い光)は透過
窓5を透過し、ビームスプリッタ3に埋め込まれている
ハーフミラー31によって全光量の半分がWDMフィル
タ32の方に反射し、残りの半分は発光素子1の方に透
過する。透過した光は発光素子1により反射するが、発
光素子1の端面がロッドレンズの中心軸に対して傾いて
いるため、反射光はロッドレンズの方には戻らない。一
方、WDMフィルタの方に向かった光は、1.5μm帯
の光は透過して真っ直ぐ進み、ビームスプリッタ3の外
に出る。1.3μm帯の光は、WDMフィルタ32によ
り反射して受光素子2の方に向う。そして、受光素子2
で光の信号が電気信号に変換される。1.3μm帯の光
の一部は受光素子2の表面で反射するが、受光素子が入
射するビームに対して直角ではなく傾けてボンディング
されているため、ロッドレンズ側には戻らない。さら
に、送信時は、発光素子1からでた光が、ハーフミラー
31、透過窓5を透過してロッドレンズ(集光レンズ
4)に入射する。この送受信時のビームBのシミュレー
ションにより求めた様子を図1に示す。
【0017】本発明によれば、発光素子と受光素子とを
具備する光通信用モジュール内にWDMフィルタを内蔵
しているため、多重の光通信システムにおいても、その
分離を確実にすることができる。その結果、ノイズの少
ない光通信用モジュールを得ることができる。また、ハ
ーフミラーとWDMフィルタとが一体に形成されて、ビ
ームスプリッタになっているため、モジュール内への組
立ても非常に容易で、安価に製造することができる。
【0018】図4は、具体的構造例の他の例を示すキャ
ップを取り除いた状態の斜視図および平面図である。こ
の例は、前述の図2(b)に示される構造のビームスプ
リッタ3を用いた例である。すなわち、ビームスプリッ
タ3のWDMフィルタ32が、ハーフミラー31により
反射したビームの方向に対して45゜と異なる角度にな
るように形成されている。そのため、前述のように、受
光素子2を傾ける必要がなく、ヘッダ8上にボンディン
グされている。なお、発光素子1は、ハーフミラー31
を介して光伝送路と直結しているため、発光素子1によ
る反射光が戻らないように傾けてヘッダ8の側壁に固着
されていることは前述の例と同じである。その他は図3
に示される例と同じで、同じ部分には同じ符号を付して
その説明を省略する。
【0019】前述の各例は、ステムのヘッダにビームス
プリッタを固定したが、キャップの透過窓上にビームス
プリッタを設けることもできる。ガラスなどからなる透
過窓上にビームスプリッタを設けることにより、平面度
を得やすく、ビームの軸を正確に合せやすいというメリ
ットがある。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多重光通信システムを採用しても、光通信用モジュール
内に所望の波長帯とそれ以外の波長帯とを分別するWD
Mフィルタが設けられているため、簡単な構成で所望の
波長帯のみの信号を精度よく受信することができる。そ
の結果、多重光通信システムを採用することによりコス
トが下がり光通信の普及に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光通信用モジュールの一実施形態の原
理を説明する図である。
【図2】図1のビームスプリッタの例の説明図である。
【図3】図2(a)のビームスプリッタを使用したモジ
ュールの具体的構造例の説明図である。
【図4】図2(b)のビームスプリッタを使用したモジ
ュールの具体的構造例の説明図である。
【図5】従来の光モジュールの構成例の説明図である。
【符号の説明】
1 発光素子 2 受光素子 3 ビームスプリッタ 4 集光レンズ 31 ハーフミラー 32 WDMフィルタ
フロントページの続き (72)発明者 中田 直太郎 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA03 BA11 CA00 CA32 CA37 DA03 DA05 DA06 DA35

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信信号を発生させる発光素子と、該発
    光素子からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光レ
    ンズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受光
    素子と、ハーフミラーの反射面および所望の周波数帯の
    信号を反射させ他の周波数帯を透過させるWDMフィル
    タの反射面をそれぞれ傾斜させると共に、一定の間隔を
    設けて透明体により保持するビームスプリッタとからな
    り、該ビームスプリッタの前記ハーフミラーが前記発光
    素子と集光レンズとの間の光路に位置し、前記光伝送路
    からの所望の波長帯の受信信号光が前記ハーフミラーで
    反射し、さらに前記WDMフィルタで反射して前記受光
    素子に入射するように前記ビームスプリッタが設けられ
    てなる光通信用モジュール。
  2. 【請求項2】 前記WDMフィルタの反射面が、前記ハ
    ーフミラーにより反射した受信信号光の入射角が45゜
    にならないような傾斜角にされてなる請求項1記載の光
    通信用モジュール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004294513A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュール
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