JP2002031746A - Optical branching/coupling device and optical transmission device - Google Patents

Optical branching/coupling device and optical transmission device

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JP2002031746A
JP2002031746A JP2000214462A JP2000214462A JP2002031746A JP 2002031746 A JP2002031746 A JP 2002031746A JP 2000214462 A JP2000214462 A JP 2000214462A JP 2000214462 A JP2000214462 A JP 2000214462A JP 2002031746 A JP2002031746 A JP 2002031746A
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富也 阿部
Mitsuki Hirano
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a crosstalk, in which an optical signal from a light source creeps into a photodetector, and to guide an optical signal from an optical fiber effectively to the photodetector. SOLUTION: A bi-directional optical waveguide 18 is coupled with a connector 16, this waveguide 18 is constituted of optical waveguides 42, 44; the waveguide 42 is coupled with a photodetector 20 while the waveguide 44 is coupled with a semiconductor laser 30 through an optical waveguide 26; and a male connector 38 is freely detachably connected to the connector 16, while an optical fiber 40 for bi-directional transmission is connected to the connector 38. By using one having a numerical aperture of 0.3 for the optical fiber 40, using one having 0.5 for the waveguides 42, 44, and using one having 0.1 for the waveguide 26, the optical signal from the optical fiber 40 is effectively guided to the photodetector 20 through the waveguide 42; simultaneously, the optical signal from the semiconductor laser 30 is made to enter by the waveguide 26 of the smaller numerical aperture; the optical signal passing through the waveguide 26 is thereby reduced in the widening angle, reducing the crosstalk of the optical signal entering the photodetector 20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光分岐結合器およ
び光伝送装置に係り、特に、単芯の光ファイバを用いて
光信号の送信・受信を行うに好適な光分岐結合器および
光伝送装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical splitter / coupler and an optical transmission apparatus, and more particularly to an optical splitter / coupler suitable for transmitting and receiving optical signals using a single-core optical fiber. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ファイバを用いて光信号の送信
・受信を行う双方向光通信器として、例えば、特開平1
1−271548号公報に記載されているように、光フ
ァイバと光学的に結合されて光ファイバから入射した光
を受光素子に導く主導波路と、主導波路の光軸方向に対
する側部で主導波路と光学的に結合されて発光素子から
出射された光を主導波路を介して光ファイバに導く副導
波路とを有するものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bidirectional optical communication device for transmitting and receiving an optical signal using an optical fiber is disclosed in, for example,
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-271548, a main waveguide that is optically coupled to an optical fiber and guides light incident from the optical fiber to a light receiving element, and a main waveguide at a side of the main waveguide with respect to the optical axis direction. 2. Description of the Related Art There is known a device having a sub-waveguide optically coupled to guide light emitted from a light-emitting element to an optical fiber via a main waveguide.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の双方向光通信器
あるいは光カプラにおいては、光ファイバからの受信光
を光導波路に十分に閉じ込め効率良く光検出器に導くた
めに、光ファイバと光検出器とを光学的に結合する光導
波路の開口数を光ファイバと同じかあるいは光ファイバ
よりも大きくする構成が採用されている。このため、光
ファイバから入射した光を受光素子に導く主導波路と、
発光素子から出射された光を光ファイバに導く副導波路
とを同時に形成するタイプの光カプラにおいては、主導
波路と副導波路は同一の開口数となっており、副導波路
も大きな開口数になっている。特に、プラスチック光フ
ァイバ(以下、POFと略す。)を光信号伝送媒体とし
て用いる場合には、POFの開口数が0.3ないし0.
5と大きいため、光カプラの開口数も大きくする必要が
ある。光カプラを構成する光導波路の開口数をPOFの
開口数と同じにすると、光カプラの光導波路は、17°
ないし30°の角度で入射した光線を閉じ込めて伝播す
ることができる。
In a conventional bidirectional optical communication device or optical coupler, an optical fiber and a photodetector are required to sufficiently confine received light from the optical fiber in an optical waveguide and guide the light to the photodetector with high efficiency. A configuration is adopted in which the numerical aperture of the optical waveguide that optically couples with the optical fiber is equal to or larger than that of the optical fiber. Therefore, a main waveguide for guiding light incident from the optical fiber to the light receiving element,
In an optical coupler of a type that simultaneously forms a sub waveguide that guides light emitted from a light emitting element to an optical fiber, the main waveguide and the sub waveguide have the same numerical aperture, and the sub waveguide also has a large numerical aperture. It has become. In particular, when a plastic optical fiber (hereinafter abbreviated as POF) is used as an optical signal transmission medium, the numerical aperture of the POF is 0.3 to 0.5.
Since it is as large as 5, the numerical aperture of the optical coupler also needs to be increased. When the numerical aperture of the optical waveguide forming the optical coupler is the same as the numerical aperture of the POF, the optical waveguide of the optical coupler becomes 17 °.
Light rays incident at an angle of about 30 ° can be confined and propagated.

【0004】しかし、主導波路と開口数が同じ副導波路
に光源からの光線が入射した場合、この光線は広い角度
で副導波路に入射されることになるので、副導波路を伝
播する過程で、副導波路内に散乱・漏れ光が生じやす
く、迷光となる。さらに、大きな広がり角を持って光カ
プラから出射された光線は光ファイバに結合されず、光
カプラおよび光ファイバの端面での反射が大きくなる。
これら反射光・迷光の一部は主導波路を通って光検出器
に至り、クロストークを生じることになる。このため、
従来の光カプラを用いた双方向光通信器あるいは光カプ
ラはクロストークが大きいという問題点があった。
However, when a light beam from a light source is incident on a sub-waveguide having the same numerical aperture as the main waveguide, the light beam enters the sub-waveguide at a wide angle. As a result, scattering / leakage light easily occurs in the sub-waveguide, resulting in stray light. Furthermore, the light beam emitted from the optical coupler with a large divergence angle is not coupled to the optical fiber, and the reflection at the end face of the optical coupler and the optical fiber increases.
Part of these reflected light / stray light reaches the photodetector through the main waveguide, and causes crosstalk. For this reason,
A conventional bidirectional optical communication device or optical coupler using an optical coupler has a problem that crosstalk is large.

【0005】このように、従来の双方向光通信器あるい
は光カプラではクロストークが生じるため、双方向光通
信器を有する光通信装置間で同時に送信と受信を行う全
二重の光通信が困難となり、各光通信装置が交互に送信
と受信を行う半二重通信を行っていた。
As described above, since crosstalk occurs in a conventional bidirectional optical communication device or optical coupler, it is difficult to perform full-duplex optical communication in which transmission and reception are simultaneously performed between optical communication devices having a bidirectional optical communication device. And each optical communication device performs half-duplex communication in which transmission and reception are performed alternately.

【0006】双方向光通信器のクロストークを軽減する
ために、光導波路全体の開口数を小さくすると、この光
導波路に光検出器を結合したときに光の伝送効率が低下
し、光信号を伝送できる距離が短くなるという問題点が
生じる。
When the numerical aperture of the entire optical waveguide is reduced in order to reduce the crosstalk of the bidirectional optical communication device, the light transmission efficiency is reduced when a photodetector is coupled to the optical waveguide, and the optical signal is reduced. There is a problem that the transmission distance is shortened.

【0007】本発明の目的は、光源からの光信号が光検
出器に回り込むクロストークを低減し、かつ光ファイバ
からの光信号を効率良く光検出器に導くことができる光
分岐結合器と光伝送装置および光通信装置を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical splitter / coupler capable of reducing crosstalk in which an optical signal from a light source goes around a photodetector and efficiently guiding an optical signal from an optical fiber to the photodetector. A transmission device and an optical communication device are provided.

【0008】本発明の他の目的は、光源からの光信号が
光検出器に回り込むクロストークを低減し、かつ光ファ
イバからの光信号を効率良く光検出器に導くことができ
る光分岐結合器の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical branching coupler capable of reducing crosstalk in which an optical signal from a light source goes around a photodetector and efficiently guiding an optical signal from an optical fiber to the photodetector. It is to provide a manufacturing method of.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝
送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に
導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分
岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二
の光導波手段とを備えた光分岐結合器として以下の機能
を有するものを構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical signal transmission medium for connecting an optical fiber and a photodetector, which guides an optical signal from the optical fiber to a photodetector. An optical branching / coupling device having an optical waveguide unit and a second optical waveguide unit that branches from the first optical waveguide unit and guides an optical signal from a light source to the optical fiber. It is composed.

【0010】(1)前記第一の光導波手段は開口数が前
記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第2の
光導波手段の少なくとも一部は前記第1の光導波手段よ
りも開口数の小さい光導波部材で構成されてなる。
(1) The first optical waveguide means has a numerical aperture larger than that of the optical fiber, and at least a part of the second optical waveguide means has an aperture larger than that of the first optical waveguide means. It is composed of a small number of optical waveguide members.

【0011】(2)前記第一の光導波手段は開口数が前
記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第二の
光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい光
導波路と、前記光導波路と前記光源とに結合されて前記
第一の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材で構
成されてなる。
(2) The first optical waveguide means has a numerical aperture larger than that of the optical fiber, and the second optical waveguide means has an optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber; An optical waveguide member coupled to the optical waveguide and the light source and having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means.

【0012】この場合、前記光ファイバの開口数をNA
1とし、前記第一の光導波手段の開口数をNA2とし、
前記光導波部材の開口数をNA3としたときに、前記各
開口数は、NA3<NA1<NA2の関係を満たす値に
設定されてなる。
In this case, the numerical aperture of the optical fiber is set to NA
1, the numerical aperture of the first optical waveguide means is NA2,
When the numerical aperture of the optical waveguide member is NA3, each numerical aperture is set to a value that satisfies the relationship NA3 <NA1 <NA2.

【0013】(3)前記第一の光導波手段は、前記光フ
ァイバよりも開口数の大きい第一の光導波路と、前記第
一の光導波路と前記光検出器とに結合されて前記第一の
光導波路よりも開口数の大きい第一の光導波部材とから
構成され、前記第二の光導波手段は、前記光ファイバよ
りも開口数の大きい第二の光導波路と、前記第二の光導
波路と前記光源とに結合されて前記第一の光導波手段よ
りも開口数の小さい第二の光導波部材で構成されてな
る。
(3) The first optical waveguide means is coupled to the first optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber, the first optical waveguide and the photodetector, and A second optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber, and a second optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber; and a second optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber. It is composed of a second optical waveguide member coupled to the wave path and the light source and having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means.

【0014】この場合、前記光ファイバの開口数をNA
1とし、前記第一の光導波路の開口数をNA2とし、前
記第一の光導波部材の開口数をNA4とし、前記第二の
光導電部材の開口数をNA5としたときに、前記各開口
数は、NA5<NA1<NA2≦NA4の関係を満たす
値に設定されてなる。
In this case, the numerical aperture of the optical fiber is NA
1, the numerical aperture of the first optical waveguide is NA2, the numerical aperture of the first optical waveguide member is NA4, and the numerical aperture of the second photoconductive member is NA5. The number is set to a value that satisfies the relationship of NA5 <NA1 <NA2 ≦ NA4.

【0015】(4)前記第一の光導波手段は、第一のコ
アとこの第一のコアを覆うクラッドとを有する第一の光
導波路で構成され、前記第二の光導波手段は、第二のコ
アとこの第二のコアを覆うクラッドとを有する第二の光
導波路で構成されており、前記第一のコアの屈折率をn
1とし、前記第二のコアの屈折率をn2とし、前記クラ
ッドの屈折率をn3としたときに、前記各屈折率は、n
3<n2<n1の関係を満たす値に設定されてなる。
(4) The first optical waveguide means comprises a first optical waveguide having a first core and a clad covering the first core, and the second optical waveguide means comprises A second optical waveguide having a second core and a cladding covering the second core, wherein the first core has a refractive index of n
1, when the refractive index of the second core is n2 and the refractive index of the cladding is n3, the respective refractive indices are n
It is set to a value that satisfies the relationship of 3 <n2 <n1.

【0016】この場合、前記第一の光導波路において、
前記第一のコアと前記クラッドとの間に前記第二のコア
が挿入されてなる。
In this case, in the first optical waveguide,
The second core is inserted between the first core and the clad.

【0017】(4)前記第一の光導波手段は、第一のコ
アとこの第一のコアを覆う第二のコアおよび前記各コア
を覆うクラッドを有する第一の光導波路で構成され、前
記第二の光導波手段は、前記第一のコアとこの第一のコ
アを覆うクラッドとを有する第二の光導波路で構成され
ており、前記第一のコアの屈折率をn1とし、前記第二
のコアの屈折率をn2とし、前記クラッドの屈折率をn
3としたときに、前記各屈折率は、n3<n1<n2の
関係を満たす値に設定されてなる。
(4) The first optical waveguide means comprises a first optical waveguide having a first core, a second core covering the first core, and a cladding covering each of the cores. The second optical waveguide means includes a second optical waveguide having the first core and a clad that covers the first core, wherein a refractive index of the first core is n1, and The refractive index of the second core is n2, and the refractive index of the cladding is n2.
When the number is 3, each refractive index is set to a value satisfying the relationship of n3 <n1 <n2.

【0018】(5)前記第一の光導波手段の断面積は前
記第二の光導波手段の断面積よりも大きい。
(5) The cross-sectional area of the first optical waveguide is larger than the cross-sectional area of the second optical waveguide.

【0019】また、本発明は、光ファイバに結合された
光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光
分岐結合器からの光信号を検出する光検出器と、前記光
分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器に光信号を出
力する光源とを備え、前記光分岐結合器として、前記い
ずれかの光分岐結合器を有してなる光伝送装置を構成し
たものである。
The present invention also provides an optical branching coupler coupled to an optical fiber, a photodetector coupled to the optical branching coupler to detect an optical signal from the optical branching coupler, A light source that is coupled to a coupler and outputs an optical signal to the optical branching coupler; and as the optical branching coupler, an optical transmission device including any one of the optical branching couplers is configured. is there.

【0020】また、本発明は、通信路となる光ファイバ
に結合された光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合
されて前記光分岐結合器からの光信号を検出する光検出
器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器
に光信号を出力する光源と、前記光検出器の検出による
光信号を復調する複数の復調回路と、データを変調して
変調された信号を前記光源に出力する複数の変調回路
と、前記複数の復調回路からの信号を基に前記各復調回
路と前記各変調回路の動作を制御するとともにデータを
前記複数の変調回路に出力する制御回路とを備え、前記
制御回路は、前記光検出器の検出による光信号の状態に
応じて全二重光通信による制御と半二重光通信による制
御とを切り替えてなる光通信装置であって、前記光分岐
結合器として、前記いずれかの光分岐結合器を有してな
る光通信装置を構成したものである。
The present invention also provides an optical splitter / coupler coupled to an optical fiber serving as a communication path, and a photodetector coupled to the optical splitter / coupler and detecting an optical signal from the optical splitter / coupler. A light source coupled to the optical splitter / coupler to output an optical signal to the optical splitter / coupler; a plurality of demodulation circuits for demodulating an optical signal detected by the photodetector; A plurality of modulation circuits that output signals to the light source; and a control that controls operations of the demodulation circuits and the modulation circuits based on signals from the plurality of demodulation circuits and outputs data to the plurality of modulation circuits. Circuit, the control circuit is an optical communication device that switches between control by full-duplex optical communication and control by half-duplex optical communication in accordance with the state of the optical signal detected by the photodetector, the As the optical branching coupler, It is obtained by constituting the optical communication device comprising a deviation of the optical branching coupler.

【0021】前記光通信装置を構成するに際しては、以
下の要素を付加することができる。
In configuring the optical communication device, the following elements can be added.

【0022】(1)前記制御回路は、前記光検出器の検
出による光信号の光量が所定の光量よりも大きいときに
は全二重光通信による制御を実行し、それ以外のときに
は半二重光通信による制御を実行してなる。
(1) The control circuit executes control by full-duplex optical communication when the light amount of the optical signal detected by the photodetector is larger than a predetermined light amount, and otherwise executes control by half-duplex optical communication. And run.

【0023】また、さらに本発明は、第一の筒体と、前
記第一の筒体から分岐されて前記第一の筒体よりも断面
積の小さい第二の筒体と、前記第一の筒体の軸方向端部
と前記第二の筒体の軸方向端部とを結ぶ結合体とを有す
る射出成形型のうち前記第一の筒体の開口側から前記第
一の筒体と前記第二の筒体および前記結合体にコア材を
注入してコア部を形成し、前記コア部の外周側にクラッ
ド材を充填してクラッド部を形成し、その後、前記結合
体に対応するコア部とクラッド部を除去して光分岐結合
器を製造する光分岐結合器の製造方法を採用したもので
ある。
The present invention further provides a first cylinder, a second cylinder branched from the first cylinder and having a smaller sectional area than the first cylinder, The first cylindrical body and the first cylindrical body from an opening side of the first cylindrical body in the injection mold having a combined body that connects an axial end of the cylindrical body and an axial end of the second cylindrical body. A core member is formed by injecting a core material into the second cylindrical body and the combined body, and a clad material is formed by filling a clad material on an outer peripheral side of the core portion, and then a core corresponding to the combined body is formed. The method employs a method of manufacturing an optical branching coupler that manufactures an optical branching coupler by removing a portion and a clad portion.

【0024】前記した手段によれば、第1の光導波手段
の開口数を光ファイバの開口数よりも大きくしているた
め、第1の光導波手段での光損失を少なくし、光ファイ
バからの光信号(受信光)を効率良く光検出器に結合す
ることができる。さらに第2の光導波手段の少なくとも
一部は第1の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部
材で構成したり、あるいは第2の光導波手段のうち光源
に結合される光導波部材の開口数を第1の光導波手段の
開口数よりも小さくしているため、光源から光導波部材
に導入された光信号の広がり角が小さくなり、第2の光
導波手段から第1の光導波手段を通して光検出器に入る
光信号のクロストークを低減することができる。
According to the above-mentioned means, since the numerical aperture of the first optical waveguide is made larger than the numerical aperture of the optical fiber, light loss in the first optical waveguide is reduced, and Can be efficiently coupled to the photodetector. Further, at least a part of the second optical waveguide means may be composed of an optical waveguide member having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means, or of the second optical waveguide means which is coupled to the light source. Since the numerical aperture is smaller than the numerical aperture of the first optical waveguide means, the divergence angle of the optical signal introduced from the light source to the optical waveguide member is small, and the first optical waveguide means has a smaller divergence angle. Crosstalk of the optical signal entering the photodetector through the means can be reduced.

【0025】また、第1の光導波手段の段面積を第2の
光導波手段の段面積よりも大きくすることで、光ファイ
バから導入された光信号が第1の光導波手段に分岐され
て生じる損失を小さくし、光ファイバからの光信号を効
率良く光検出器に導くことができる。
Further, by making the step area of the first optical waveguide means larger than the step area of the second optical waveguide means, the optical signal introduced from the optical fiber is branched to the first optical waveguide means. The generated loss can be reduced, and the optical signal from the optical fiber can be efficiently guided to the photodetector.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施形態を示
す光伝送装置の構成図であって、(a)は上面断面図、
(b)は側面断面図である。図1において、光伝送装置
10は、直方体形状の樹脂製モジュールパッケージ12
を備えており、モジュールパッケージ12の軸方向端部
には長方形形状の開口部14が形成され、内部には雌型
コネクタ16、双方向光導波路18、光検出器20、台
座22、遮光膜24、光導波路26、プリアンプ28、
半導体レーザ30、台座32、回路基板34が収納され
ている。回路基板34上には雌型コネクタ16、双方向
光導波路18、台座22、プリアンプ28、台座32、
遮光膜24が取付けられているとともに、回路基板34
の端部には複数の電気端子36が装着されている。各電
気端子36はその端部がモジュールパッケージ12の底
部側から外部に突出され、電源や他の装置と接続される
ようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are configuration diagrams of an optical transmission device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG.
(B) is a side sectional view. In FIG. 1, an optical transmission device 10 is a resin module package 12 having a rectangular parallelepiped shape.
A rectangular opening 14 is formed at an axial end of the module package 12, and a female connector 16, a bidirectional optical waveguide 18, a photodetector 20, a pedestal 22, and a light-shielding film 24 are formed therein. , Optical waveguide 26, preamplifier 28,
The semiconductor laser 30, the pedestal 32, and the circuit board 34 are housed. On the circuit board 34, the female connector 16, the bidirectional optical waveguide 18, the pedestal 22, the preamplifier 28, the pedestal 32,
The light shielding film 24 is attached and the circuit board 34
A plurality of electric terminals 36 are attached to the end of the. Each of the electrical terminals 36 has an end protruding outside from the bottom side of the module package 12 so as to be connected to a power supply and other devices.

【0027】雌型コネクタ16は、その端部が開口部1
4に挿入された状態で回路基板34上に固定されてお
り、この雌型コネクタ16にはミニジャックなどの光コ
ネクタで構成された雄型コネクタ38が着脱自在に装着
されている。この雄型コネクタ38には、通信路となる
単芯(一芯)光ファイバとして双方向伝送用光ファイバ
40が接続されている。この光ファイバ40としては、
例えば、コア径0.98mm、開口数0.3のPOFが
用いられている。そして光ファイバ40を伝送した光信
号が雄型コネクタ38を介して光伝送装置10に入力さ
れるようになっており、この雄型コネクタ38には双方
向光導波路18が結合されている。
The female connector 16 has an opening 1 at its end.
4 is fixed on a circuit board 34 in a state inserted therein. A male connector 38 composed of an optical connector such as a mini jack is detachably attached to the female connector 16. A bidirectional transmission optical fiber 40 is connected to the male connector 38 as a single-core (single-core) optical fiber serving as a communication path. As the optical fiber 40,
For example, a POF having a core diameter of 0.98 mm and a numerical aperture of 0.3 is used. The optical signal transmitted through the optical fiber 40 is input to the optical transmission device 10 via the male connector 38, and the bidirectional optical waveguide 18 is coupled to the male connector 38.

【0028】双方向光導波路18は、双方向光通信器の
一要素となる光分岐結合器の本体として、光検出器結合
用光導波路42、光源結合用光導波路44を備えて構成
されており、各光導波路42、44の周囲がクラッド材
(クラッド)で覆われている。光導波路42は、光ファ
イバ40と光検出器20とを結ぶ光信号伝送媒体として
光ファイバ40からの光信号を雄型コネクタ38から取
り込み、この光信号を光検出器20に導く第1の光導波
手段として、例えば、コア材を用い構成されている。光
導波路42は、雄型コネクタ38と相対向する面におけ
る直径が1.1mmに形成され、光検出器20と相対向
する面における直径が0.6mmに形成され、雄型コネ
クタ3側から光検出器20側に向かって漸次径が細くな
るテーパ状に形成されている。このテーパ形状により、
ビーム径を55%に縮小することができ、光のエネルギ
ー密度を3.3倍に向上させることができる。また光導
波路42の開口数は0.5に設定されている。そして光
導波路42の端部には光検出器20が結合されている。
この光検出器20は、光導波路42の光出射端に相対向
するように、台座22に接着されて固定されている。こ
の光検出器20は、光導波路42を伝送した光信号を検
出し、検出した光信号を電気信号に変換してプリアンプ
28に出力するようになっている。プリアンプ28は電
気信号を増幅し、増幅した電気信号(受信電気信号)を
電気端子36から外部の装置に出力するようになってい
る。
The bidirectional optical waveguide 18 is provided with a photodetector coupling optical waveguide 42 and a light source coupling optical waveguide 44 as a main body of an optical branching coupler which is one element of a bidirectional optical communication device. The periphery of each of the optical waveguides 42 and 44 is covered with a cladding material (cladding). The optical waveguide 42 fetches an optical signal from the optical fiber 40 from the male connector 38 as an optical signal transmission medium connecting the optical fiber 40 and the photodetector 20, and guides the optical signal to the photodetector 20. As the wave means, for example, a core material is used. The optical waveguide 42 has a diameter of 1.1 mm on a surface facing the male connector 38 and a diameter of 0.6 mm on a surface facing the photodetector 20. It is formed in a tapered shape in which the diameter gradually decreases toward the detector 20 side. With this tapered shape,
The beam diameter can be reduced to 55%, and the energy density of light can be improved 3.3 times. The numerical aperture of the optical waveguide 42 is set to 0.5. The light detector 20 is coupled to an end of the optical waveguide 42.
The photodetector 20 is adhered and fixed to the pedestal 22 so as to face the light emitting end of the optical waveguide 42. The photodetector 20 detects an optical signal transmitted through the optical waveguide 42, converts the detected optical signal into an electric signal, and outputs the electric signal to the preamplifier 28. The preamplifier 28 amplifies the electric signal and outputs the amplified electric signal (received electric signal) from an electric terminal 36 to an external device.

【0029】一方、光導波路44は、開口数0.5の分
岐路として、直径0.25mmのコア材を用いて導波路
42と一体に形成され、光導波路42の側面に接合され
ており、この光導波路44の軸方向端部には光導波路2
6が結合されている。光導波路26は一辺0.1mmの
矩形形状の光導波部材を用いて構成されており、開口数
は0.1に設定されている。この光導波路26の軸方向
端部には光源としての半導体レーザ30が結合されてい
る。半導体レーザ30は、光導波路26と高さを合わせ
るようにして台座32上に固定されている。半導体レー
ザ30は電気端子36から送信電気信号を受け、この送
信電気信号にしたがった光信号を光導波路26に出射す
るようになっている。この光信号は光導波路26、光導
波路44、雄型コネクタ38を介して光ファイバ40に
導かれるようになっている。すなわち、光導波路44、
26は、光導波路42から分岐されて半導体レーザ(光
源)からの光信号を雄型コネクタ38を介して光ファイ
バ40に導く第2の光導波手段として構成されている。
また、光導波路44の断面積は光導波路42の断面積よ
りも小さく、すなわち光導波路44の断面積よりも光導
波路42の断面積の方が大きいため、光ファイバ40か
ら受信した光信号のうち光導波路42に導入される光信
号の損失を0.23dBとすることができる。
On the other hand, the optical waveguide 44 is formed integrally with the waveguide 42 using a core material having a diameter of 0.25 mm as a branching path having a numerical aperture of 0.5, and is joined to the side surface of the optical waveguide 42. An optical waveguide 2 is provided at an axial end of the optical waveguide 44.
6 are connected. The optical waveguide 26 is configured using a rectangular optical waveguide member having a side of 0.1 mm, and the numerical aperture is set to 0.1. A semiconductor laser 30 as a light source is coupled to an end of the optical waveguide 26 in the axial direction. The semiconductor laser 30 is fixed on a pedestal 32 so as to have the same height as the optical waveguide 26. The semiconductor laser 30 receives a transmission electric signal from the electric terminal 36 and emits an optical signal according to the transmission electric signal to the optical waveguide 26. This optical signal is guided to the optical fiber 40 via the optical waveguide 26, the optical waveguide 44, and the male connector 38. That is, the optical waveguide 44,
Reference numeral 26 denotes a second optical waveguide unit which branches the optical signal from the optical waveguide 42 and guides an optical signal from a semiconductor laser (light source) to the optical fiber 40 via the male connector 38.
Further, since the cross-sectional area of the optical waveguide 44 is smaller than the cross-sectional area of the optical waveguide 42, that is, the cross-sectional area of the optical waveguide 42 is larger than the cross-sectional area of the optical waveguide 44. The loss of the optical signal introduced into the optical waveguide 42 can be set to 0.23 dB.

【0030】上記構成において、双方向伝送用光ファイ
バ40を伝送してきた光信号は、雄型コネクタ38によ
り結合された光伝送装置10に入力される。この光信号
は光導波路42を伝送して光検知器20によって検出さ
れ、検出された光信号は電気信号に変換され、この電気
信号はプリアンプ28で増幅された後、受信電気信号と
して電気端子36を介して外部の装置に伝送される。一
方、外部の装置から伝送された送信電気信号が電気端子
36を介して半導体レーザ30に入力されると、半導体
レーザ30からは、送信電気信号にしたがった光信号が
光導波路26に出射される。この光信号は光導波路2
6、44を伝送した後、雄型コネクタ38に結合されて
光ファイバ40から他の装置などに伝送される。
In the above configuration, the optical signal transmitted through the bidirectional transmission optical fiber 40 is input to the optical transmission device 10 connected by the male connector 38. This optical signal is transmitted through the optical waveguide 42 and is detected by the photodetector 20, and the detected optical signal is converted into an electric signal. The electric signal is amplified by the preamplifier 28, and is then received as an electric signal by the electric terminal 36. Is transmitted to an external device via On the other hand, when a transmission electric signal transmitted from an external device is input to the semiconductor laser 30 via the electric terminal 36, an optical signal according to the transmission electric signal is emitted from the semiconductor laser 30 to the optical waveguide 26. . This optical signal is transmitted through the optical waveguide 2
After transmitting the signals 6, 44, they are coupled to the male connector 38 and transmitted from the optical fiber 40 to other devices.

【0031】このように、本実施形態においては、光導
波路42の開口数(0.5)を光ファイバ40の開口数
(0.3)よりも大きくしているので、光導波路42で
の光損失を少なくし、光ファイバ40からの受信光を効
率良く光検出器20に結合することができる。また、光
導波路26の開口数を0.1とし、開口数の小さい光導
波路26から開口数の大きい光導波路44に光信号を入
射するようにしたため、光導波路44を通る光信号の広
がり角が小さくなり、光導波路44から光ファイバ40
に効率良く光信号を結合することができるとともに、光
導波路42および光ファイバ40の端面での反射および
光導波路44内での光の散乱などに伴って光導波路42
を通して光検出器20に入る光信号のクロストークを低
減することができる。
As described above, in this embodiment, since the numerical aperture (0.5) of the optical waveguide 42 is larger than the numerical aperture (0.3) of the optical fiber 40, the light in the optical waveguide 42 is The loss can be reduced, and the received light from the optical fiber 40 can be efficiently coupled to the photodetector 20. Further, since the numerical aperture of the optical waveguide 26 is set to 0.1 and the optical signal is made to enter the optical waveguide 44 having a large numerical aperture from the optical waveguide 26 having a small numerical aperture, the spread angle of the optical signal passing through the optical waveguide 44 is reduced. It becomes smaller and the optical fiber 40
The optical signal can be efficiently coupled to the optical waveguide 42, and the optical waveguide 42 can be coupled with the reflection at the end faces of the optical waveguide 42 and the optical fiber 40 and the scattering of light in the optical waveguide 44.
The crosstalk of the optical signal entering the photodetector 20 through the optical signal can be reduced.

【0032】また、本実施形態においては、光導波路2
6の開口数を0.1と小さくしているので、光導波路2
6に閉じ込めることのできる光線の広がり角よりも半導
体レーザ30からの出射光の広がり角の方が大きくな
り、導波路26に結合されない光線が生じる。しかし、
光検出器20と光導波路26との間に遮光膜24が配置
され、光導波路26に結合されない光線を吸収すること
ができ、光導波路26に結合されない光線が光検出器2
0に漏れることに伴うクロストークを抑制することがで
きる。なお、光導波路26をコア部とクラッド部で構成
した場合、光導波路26のクラッド部として、光を吸収
する材料を用いることでクロストークを抑制することも
できる。
In the present embodiment, the optical waveguide 2
6 has a small numerical aperture of 0.1.
The divergence angle of the light emitted from the semiconductor laser 30 is larger than the divergence angle of the light beam that can be confined in the waveguide 6, and a light beam that is not coupled to the waveguide 26 is generated. But,
A light-shielding film 24 is disposed between the photodetector 20 and the optical waveguide 26, and can absorb light beams that are not coupled to the optical waveguide 26.
Crosstalk associated with leakage to zero can be suppressed. When the optical waveguide 26 is composed of a core portion and a clad portion, crosstalk can be suppressed by using a material that absorbs light as the clad portion of the optical waveguide 26.

【0033】また、本実施形態においては、光導波路4
2の断面積を光導波路44の断面積よりも大きくしてい
るため、光ファイバ40から受信した光信号が雄型コネ
クタ38から光導波路42に分岐されて生じる光損失を
少なくし、光導波路42に効率良く光信号を導くことが
できる。また光導波路42をテーパ形状としているた
め、受光径の小さい高速な光検出器20に対しても効率
良く光を結合することができる。また光導波路42の開
口数(0.5)が光ファイバ40の開口数(0.3)よ
りも大きいため、光導波路42をテーパ形状としても、
光導波路42における光損失を小さくすることができ
る。
In the present embodiment, the optical waveguide 4
2 is larger than the cross-sectional area of the optical waveguide 44, the optical loss received when the optical signal received from the optical fiber 40 is branched from the male connector 38 to the optical waveguide 42 is reduced. An optical signal can be efficiently guided to Further, since the optical waveguide 42 has a tapered shape, light can be efficiently coupled to the high-speed photodetector 20 having a small light receiving diameter. Further, since the numerical aperture (0.5) of the optical waveguide 42 is larger than the numerical aperture (0.3) of the optical fiber 40, even if the optical waveguide 42 has a tapered shape,
Light loss in the optical waveguide 42 can be reduced.

【0034】また光導波路26を一辺が0.1mmの矩
形導波路としているので、光導波路26を光導波路44
の径(0.25mm)の中に納めることができる。さら
に光導波路44の径0.25mmに対して約0.1mm
の位置合わせに裕度があるため、光導波路44と光導波
路26との位置合わせを容易に行うことができる。同様
に、光導波路26と半導体レーザ30との位置合わせに
おいても位置合わせに裕度があるので、位置合わせを容
易に行うことができる。なお、雌型コネクタ16、双方
向導波路18、光導波路26、台座32は同一の回路基
板34上に取付けられているので、それぞれの光軸高さ
を合わせておくことで、回路基板34の高さ方向の位置
調整は不要となる。
Further, since the optical waveguide 26 is a rectangular waveguide having a side of 0.1 mm, the optical waveguide 26 is
(0.25 mm). Further, the diameter of the optical waveguide 44 is about 0.1 mm with respect to 0.25 mm.
Since there is latitude in the alignment of the optical waveguides, the alignment between the optical waveguides 44 and 26 can be easily performed. Similarly, the alignment between the optical waveguide 26 and the semiconductor laser 30 has a margin in the alignment, so that the alignment can be easily performed. Since the female connector 16, the bidirectional waveguide 18, the optical waveguide 26, and the pedestal 32 are mounted on the same circuit board 34, the height of the circuit board 34 can be adjusted by adjusting the heights of the optical axes. There is no need for position adjustment in the vertical direction.

【0035】また、双方向光導波路18として、例え
ば、特開平11−183743号公報に記載されている
光分離結合器を用いることもできる。
As the bidirectional optical waveguide 18, for example, a light separating / coupling device described in JP-A-11-183743 can be used.

【0036】双方向光導波路18を構成するに際して、
光導波路42の開口数を、光導波路42と結合する光フ
ァイバ40の開口数の1.5倍以上にした場合、ビーム
径の縮小比0.5以下、面積比0.25以下とすること
が望ましく、光導波路42の開口数を光ファイバ40の
開口数の2倍以上としたときには、面積比0.1以下と
することが望ましい。またPOFにおいては、高速通信
用に開口数0.3のものが用いられており、光導波路4
2の開口数としては0.45以上できれば0.6以上が
望ましい。また通常光通信に用いられている波長は57
0nmから1550nm程度であり、この範囲内で使用
する波長において、この開口数以上であればよい。
In forming the bidirectional optical waveguide 18,
When the numerical aperture of the optical waveguide 42 is set to 1.5 times or more the numerical aperture of the optical fiber 40 coupled to the optical waveguide 42, the reduction ratio of the beam diameter may be 0.5 or less and the area ratio may be 0.25 or less. Desirably, when the numerical aperture of the optical waveguide 42 is at least twice the numerical aperture of the optical fiber 40, the area ratio is desirably 0.1 or less. The POF has a numerical aperture of 0.3 for high-speed communication.
The numerical aperture of 2 is preferably 0.6 or more if 0.45 or more is possible. Also, the wavelength normally used for optical communication is 57
It is about 0 nm to 1550 nm, and it is sufficient if the numerical aperture is equal to or larger than the numerical aperture at a wavelength used within this range.

【0037】上述したように、双方向光導波路18と光
導波路26を含む光分岐結合器を構成するに際して、光
ファイバ40の開口数をNA1、光導波路42、44の
開口数をNA2、光導波路26の開口数をNA3とした
ときに、各開口数を、 NA3<NA1<NA2…(1) の関係を満たす値に設定することにより、光ファイバ4
0からの光信号を効率良く光検出器20に結合すること
ができ、かつ半導体レーザ30からの光信号を効率良く
光ファイバ40に結合することができるとともに、光検
出器20に入射する光信号のクロストークを低減するこ
とができる。
As described above, when forming the optical branching coupler including the bidirectional optical waveguide 18 and the optical waveguide 26, the numerical aperture of the optical fiber 40 is set to NA1, the numerical aperture of the optical waveguides 42 and 44 is set to NA2, and the optical waveguide is set to NA2. By setting each numerical aperture to a value satisfying the relationship of NA3 <NA1 <NA2...
0 can be efficiently coupled to the photodetector 20, the optical signal from the semiconductor laser 30 can be efficiently coupled to the optical fiber 40, and the optical signal incident on the photodetector 20 Crosstalk can be reduced.

【0038】なお、開口数NAは、コアの屈折率をn
1、クラッドの屈折率をn2としたときに、 NA=(n1−n21/2……(2) により求めることができる。
It should be noted that the numerical aperture NA is such that the refractive index of the core is n
1, it is possible to determine the refractive index of the cladding is taken as n2, by NA = (n1 2 -n2 2) 1/2 ...... (2).

【0039】上述したように、開口数0.3の光ファイ
バ40に対しては、光導波路42の開口数は0.45以
上、できれば0.6以上が望ましい。一方、光導波路2
6の開口数としては、光信号のクロストークを抑制し、
光導波路42と光導波路44とを離すためには小さい方
が望ましいが、あまり小さくすると、半導体レーザ30
から出射される光線の光量のうち光導波路26に結合さ
れる光線の光量の割合が小さくなるため、開口数0.0
5以上とすることが望ましい。光導波路26の開口数を
0.05以上とすることにより、半導体レーザ30とし
て一般的な端面発光半導体レーザを用いた場合に光利用
効率が10%以上となり、一般的な光出力5mW半導体
レーザを用いても0.5mWの光出力が得られる。また
光ファイバ40の開口数が0.3のときに、光導波路2
6の開口数を0.25以上とすると、光導波路42と光
導波路44とが近づきすぎ、光検出器20と光導波路2
6を設置するのが困難となるため、光導波路26の開口
数としては、0.25以下が望ましい。
As described above, for the optical fiber 40 having a numerical aperture of 0.3, the numerical aperture of the optical waveguide 42 is preferably 0.45 or more, and preferably 0.6 or more. On the other hand, the optical waveguide 2
The numerical aperture of 6 suppresses optical signal crosstalk,
It is desirable that the distance between the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44 be small.
Since the ratio of the light amount of the light beam coupled to the optical waveguide 26 in the light amount of the light beam emitted from the
It is desirable to be 5 or more. By setting the numerical aperture of the optical waveguide 26 to 0.05 or more, the light utilization efficiency becomes 10% or more when a general edge emitting semiconductor laser is used as the semiconductor laser 30, and a general optical output 5 mW semiconductor laser is used. Even when used, an optical output of 0.5 mW can be obtained. When the numerical aperture of the optical fiber 40 is 0.3, the optical waveguide 2
6, the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44 are too close to each other, and the photodetector 20 and the optical waveguide 2
Since it becomes difficult to set the numerical aperture 6, the numerical aperture of the optical waveguide 26 is desirably 0.25 or less.

【0040】前記実施形態においては、矩形形状の光導
波路26を用いて半導体レーザ30と光導波路44とを
接続したが、光導波路26の代わりに光ファイバを用い
ることもできる。この場合、光ファイバの開口数とし
て、(1)式のNA3を満たすものを選べばよいことに
なる。
In the above embodiment, the semiconductor laser 30 and the optical waveguide 44 are connected using the rectangular optical waveguide 26, but an optical fiber can be used instead of the optical waveguide 26. In this case, what satisfies NA3 of the equation (1) should be selected as the numerical aperture of the optical fiber.

【0041】また前記実施形態においては、光導波路4
2端面からの光線を光検出器20に結合しているため、
光導波路42の端面にミラー部を形成する必要はなく、
光導波路42の作成が容易になる。
In the above embodiment, the optical waveguide 4
Since the light rays from the two end faces are coupled to the photodetector 20,
There is no need to form a mirror on the end face of the optical waveguide 42,
The production of the optical waveguide 42 becomes easy.

【0042】次に、光分岐結合器の本体を構成する双方
向光導波路18の製造方法を図2にしたがって説明す
る。
Next, a method of manufacturing the bidirectional optical waveguide 18 constituting the main body of the optical branching coupler will be described with reference to FIG.

【0043】まず、図2(a)、(b)に示すように、
コア部50の形状に対応した第1の筒体と、コア部52
の形状に対応した第2の筒体と、第1の筒体の軸方向端
部と第2の筒体の軸方向端部とを結ぶブリッジ部54の
形状に対応した結合体と樹脂ライナ46とを有する射出
成形型(図示省略)を用意し、射出成形型にコア材とし
ての樹脂を樹脂ライナ46から射出成形型の第1の筒体
内に注入し、樹脂ライナ46、コア部50、52、ブリ
ッジ部54を形成する。なお、図2は、各射出成形型を
取り外した状態を示している。コア部50は光導波路4
2のコア部として、コア部52は光導波路44のコア部
として形成され、コア部50、52の軸方向端部はブリ
ッジ部54で結合される。すなわち、コア部50からの
射出成形樹脂がブリッジ部54を通ってコア部52に周
り込むため、コア部50よりも径の細いコア部52にも
樹脂を十分に注入することができる。
First, as shown in FIGS. 2A and 2B,
A first cylindrical body corresponding to the shape of the core portion 50;
And a resin liner 46 and a combined body corresponding to the shape of the bridge portion 54 connecting the axial end of the first cylindrical body and the axial end of the second cylindrical body. A resin as a core material is injected into the injection mold from the resin liner 46 into the first cylinder of the injection mold, and the resin liner 46, the cores 50 and 52 are prepared. , The bridge portion 54 is formed. FIG. 2 shows a state in which each injection mold is removed. The core part 50 is the optical waveguide 4
As a second core portion, the core portion 52 is formed as a core portion of the optical waveguide 44, and axial ends of the core portions 50 and 52 are joined by a bridge portion 54. That is, since the injection molded resin from the core portion 50 passes around the core portion 52 through the bridge portion 54, the resin can be sufficiently injected also into the core portion 52 having a smaller diameter than the core portion 50.

【0044】続いて、樹脂ライナ46、コア部50、5
2、ブリッジ部54の型を取外した後、図2(c)、
(d)に示すように、成形されたコア部50、52を一
対の基板56、58で挟むとともに、樹脂ライナ46お
よびブリッジ部54を透明な材料で形成した型枠60に
嵌め込み、コア部50、52の位置を固定する。この型
枠60を用いることによりコア部50、52を基板56
と基板58との中心部に固定することができる。
Subsequently, the resin liner 46, the core portions 50, 5
2. After removing the mold of the bridge portion 54, FIG.
As shown in (d), the molded core portions 50, 52 are sandwiched between a pair of substrates 56, 58, and the resin liner 46 and the bridge portion 54 are fitted into a mold 60 formed of a transparent material, thereby forming the core portion 50. , 52 are fixed. By using the mold 60, the core portions 50 and 52 can be
And the substrate 58.

【0045】続いて、基板56と基板58との間に紫外
線硬化樹脂62を充填し、基板56、58、型枠60を
通して紫外線64を照射することにより、紫外線硬化樹
脂62を硬化させて、光導波路18のクラッド部とす
る。この場合、基板56、58は紫外線を透過する材質
のものであればよく、ガラス板、透明プラスチック板な
どを用いることができる。また、コア部50、52の位
置をより正確に定めるには、ガラス板にコア部50、5
2の形状に合わせて予め溝を設けてもよい。
Subsequently, an ultraviolet curable resin 62 is filled between the substrate 56 and the substrate 58 and irradiated with ultraviolet light 64 through the substrates 56, 58 and the mold 60, thereby curing the ultraviolet curable resin 62, The cladding of the wave path 18 is used. In this case, the substrates 56 and 58 may be made of a material that transmits ultraviolet light, and a glass plate, a transparent plastic plate, or the like can be used. Further, in order to determine the positions of the core portions 50 and 52 more accurately, the core portions 50 and
A groove may be provided in advance in accordance with the shape of FIG.

【0046】最後に、図2(e)、(f)に示すよう
に、コア部50、52の周囲にクラッド部66が成形さ
れたものから樹脂ライナ46およびブリッジ部54を切
取り、基板56、58に合わせてコア部50、52の軸
方向端面を光入出射面として研磨する。そして端面研磨
後、基板56、58を切断して各光導波路18ごとに分
離する。この場合、コア部50が光導波路42を形成
し、コア部52が光導波路44を形成することになる。
さらに、コア部50の一端が光ファイバ結合端68に、
コア部50の他端面が光出射端70に、コア部52の一
端が光入射端72になる。
Finally, as shown in FIGS. 2 (e) and 2 (f), the resin liner 46 and the bridge portion 54 are cut out of the clad portion 66 formed around the core portions 50, 52, and the substrate 56, In accordance with 58, the end faces in the axial direction of the core portions 50 and 52 are polished as light input / output surfaces. Then, after the end faces are polished, the substrates 56 and 58 are cut and separated for each optical waveguide 18. In this case, the core part 50 forms the optical waveguide 42, and the core part 52 forms the optical waveguide 44.
Further, one end of the core 50 is connected to the optical fiber coupling end 68,
The other end surface of the core part 50 becomes the light emitting end 70, and one end of the core part 52 becomes the light incident end 72.

【0047】本実施形態においては、射出成形樹脂とし
て屈折率1.49のPMMAを用い、紫外線硬化樹脂6
2に屈折率1.40のものを用いたため、光導波路4
2、44の開口数は0.5である。
In this embodiment, PMMA having a refractive index of 1.49 is used as the injection molding resin, and the ultraviolet curing resin 6 is used.
2. Since an optical waveguide having a refractive index of 1.40 was used for the optical waveguide 4,
The numerical aperture of 2,44 is 0.5.

【0048】本実施形態においては、1回の射出成形に
よって同時に複数のコア部50、52を成形することが
できるとともに、予めコア部50、52の長さに合わせ
た基板56、58を用いることにより、光導波路42、
42の軸方向の長さの誤差を小さくすることができる。
またコア部50、52を成形する際にブリッジ部54を
形成し、コア部50とコア部52とをブリッジ部54で
固定し、コア部50、52の周囲を紫外線硬化樹脂62
で固定した後、ブリッジ部54を切断するようにしてい
るため、切断後にコア部50とコア部52の位置ずれが
生じることなく、光導波路42と光導波路44の位置を
正確に定めることができる。
In the present embodiment, a plurality of core portions 50 and 52 can be simultaneously formed by one injection molding, and the substrates 56 and 58 which are previously adjusted to the lengths of the core portions 50 and 52 are used. Thus, the optical waveguide 42,
It is possible to reduce the error in the length of the axis 42 in the axial direction.
When molding the core portions 50 and 52, a bridge portion 54 is formed, the core portion 50 and the core portion 52 are fixed by the bridge portion 54, and the periphery of the core portions 50 and 52 is cured by an ultraviolet curable resin 62.
After the fixing, the bridge portion 54 is cut, so that the positions of the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44 can be accurately determined without a displacement of the core portion 50 and the core portion 52 after the cutting. .

【0049】また、本実施形態においては、コア部50
の光ファイバ結合端68側から樹脂を注入したものにつ
いて述べたが、ブリッジ部54側から樹脂を注入するこ
ともでき、光ファイバ結合端68側の金型の表面を平滑
にしたときには、光ファイバ結合端68を研磨する必要
がなくなる。
In the present embodiment, the core 50
Although the resin is injected from the optical fiber coupling end 68 side of the mold, the resin can be injected from the bridge portion 54 side, and when the mold surface on the optical fiber coupling end 68 side is smoothed, the optical fiber There is no need to grind the coupling end 68.

【0050】さらに、本実施形態においては、光導波路
42と光導波路44との結合部において光導波路42の
中心線と光導波路44の中心線とが角度をなして結合し
ているが、光導波路42または光導波路44にある曲率
を持たせ、光導波路42と光導波路44との結合部にお
いて、光導波路42の中心線と光導波路44の中心線と
がほぼ平行で光ファイバ結合端68に対して垂直となる
ようにすることもできる。この場合には、光導波路44
からの送信光は、光ファイバ結合端68に対してほぼ垂
直に出射され、光導波路44の中心線が光導波路42の
中心線に対して傾いている場合に比べて、雄型コネクタ
38や光ファイバ40の端面で反射した光信号のうち光
導波路42に入射する光信号の光量が少なくなり、送信
時における光信号のクロストークをさらに小さくでき
る。
Further, in the present embodiment, the center line of the optical waveguide 42 and the center line of the optical waveguide 44 are connected at an angle at the joint between the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44. The optical waveguide 42 or the optical waveguide 44 has a certain curvature, and the center line of the optical waveguide 42 and the center line of the optical waveguide 44 are substantially parallel to each other at the coupling portion between the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44 so that the optical fiber coupling end 68 It can also be vertical. In this case, the optical waveguide 44
Is transmitted almost perpendicularly to the optical fiber coupling end 68, and the male connector 38 and the optical connector 44 are compared with the case where the center line of the optical waveguide 44 is inclined with respect to the center line of the optical waveguide 42. Of the optical signals reflected at the end face of the fiber 40, the amount of the optical signal incident on the optical waveguide 42 is reduced, and the crosstalk of the optical signal during transmission can be further reduced.

【0051】このように、本実施形態における光導波路
18は、射出成形により製造できるので、短時間で大量
に製造することが可能になるとともに、フォトグラフィ
により製造する場合よりも径の大きな双方向光導波路1
8を製造することができ、受信光の伝送効率を大きくす
ることができる。さらに光ファイバ40の断面形状と同
じく円形断面の光導波路42を製造することができる。
したがって、本実施形態において示した双方向光導波路
18は、径の太いプラスチック光ファイバに好適であ
る。ただし、本発明に用いる双方向光導波路18は、本
実施形態に示す製造方法に限定されるものではなく、光
ファイバ40の径が小さい場合のように、光導波路4
2、44の断面形状を小さくしてよい場合には、紫外線
硬化法、ウエットエッチング法、反応性イオンエッチン
グ法、光重合法などの製造方法あるいは光ファイバを接
合する方法など適宜選択して光分岐結合器を製造するこ
とができる。
As described above, since the optical waveguide 18 in this embodiment can be manufactured by injection molding, it can be manufactured in a large amount in a short time, and the bidirectional optical waveguide 18 has a larger diameter than that manufactured by photography. Optical waveguide 1
8 can be manufactured, and the transmission efficiency of the received light can be increased. Further, the optical waveguide 42 having a circular cross section similar to the cross sectional shape of the optical fiber 40 can be manufactured.
Therefore, the bidirectional optical waveguide 18 shown in the present embodiment is suitable for a plastic optical fiber having a large diameter. However, the bidirectional optical waveguide 18 used in the present invention is not limited to the manufacturing method shown in the present embodiment, and the optical waveguide 4 may be used as in the case where the diameter of the optical fiber 40 is small.
In the case where the cross-sectional shape of 2, 44 can be reduced, a light branching method is appropriately selected by a manufacturing method such as an ultraviolet curing method, a wet etching method, a reactive ion etching method, a photopolymerization method, or a method of bonding an optical fiber. A coupler can be manufactured.

【0052】本実施形態における双方向光導波路18は
径の太い光ファイバ40に適しており、プラスチック光
ファイバとして、コアおよびクラッドがプラスチックに
より形成されたものに限らず、クラッドのみプラスチッ
クにより形成されたものも対象とすることができる。
The bidirectional optical waveguide 18 in the present embodiment is suitable for an optical fiber 40 having a large diameter, and is not limited to a plastic optical fiber in which the core and the clad are formed of plastic, but only the clad is formed of plastic. Things can also be targeted.

【0053】また、本発明に係る光分岐結合器に用いる
コア(コア部)およびクラッド(クラッド部)の材料と
しては、所望の開口数となるように、アクリル系、メタ
クリル系、カルボネート系、非晶質オレフィン系、スル
ホン系、シリコーン系、ビニル系、フッ素系化合物など
を適宜に組み合わせて用いることができる。この場合、
材料は有機材料に限定されるものではなく、ガラスを用
いてもよく、またクラッドには酸化シリコン、窒化シリ
コンなどの透明無機材料、薄膜材料を用いてもよい。
The material of the core (core portion) and the cladding (cladding portion) used in the optical branching coupler according to the present invention is selected from acrylic, methacrylic, carbonate, non-magnetic, and so on so as to have a desired numerical aperture. Amorphous olefin-based, sulfone-based, silicone-based, vinyl-based, fluorine-based compounds, and the like can be appropriately used in combination. in this case,
The material is not limited to an organic material, and glass may be used. For the cladding, a transparent inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride, or a thin film material may be used.

【0054】次に、本発明に係る光伝送装置の第2実施
形態を図3にしたがって説明する。図3(a)は光伝送
装置の上面断面図、(b)は光伝送装置の側面断面図で
ある。図3において、本実施形態における光伝送装置1
0aは、モジュールパッケージ12よりも高さ方向の寸
法が大きい樹脂製モジュールパッケージ12aを備えて
おり、開口部14には雌型コネクタ16よりも高さ方向
の寸法が大きい雌型コネクタ16aが装着されている。
この雌型コネクタ16aには雄型コネクタ38が着脱自
在に装着されており、雄型コネクタ38には前記実施形
態と同様に開口数0.3の双方向伝送用光ファイバ40
が接続されている。雌型コネクタ16aは回路基板34
上に固定されており、雄型コネクタ38は双方向光導波
路18と結合されている。双方向光導波路18は前記実
施形態と同様のもので構成されており、光学系台座74
を介して回路基板34上に固定されている。そして、双
方向光導波路18のうち光導波路42の光出射端側に
は、コア径0.7mm、開口数0.6の光ファイバ(P
OF)76が結合されており、光ファイバ76の軸方向
端面はレンズ78を介して光検出器パッケージ80に結
合されている。光検出器パッケージ80内には光検出器
およびプリアンプが内蔵されており、光検出器パッケー
ジ80は基板82に固定されている。基板82は回路基
板34に対してほぼ垂直となるように回路基板34に固
定されているとともに、回路基板34上の電気回路8
4、電気端子36に接続されている。
Next, a second embodiment of the optical transmission device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a top sectional view of the optical transmission device, and FIG. 3B is a side sectional view of the optical transmission device. In FIG. 3, the optical transmission device 1 according to the present embodiment
0a is provided with a resin module package 12a whose dimension in the height direction is larger than the module package 12, and a female connector 16a whose dimension in the height direction is larger than the female connector 16 is mounted in the opening 14. ing.
A male connector 38 is detachably attached to the female connector 16a, and a bidirectional transmission optical fiber 40 having a numerical aperture of 0.3 is attached to the male connector 38 similarly to the above embodiment.
Is connected. The female connector 16a is connected to the circuit board 34.
Fixed above, the male connector 38 is coupled to the bidirectional optical waveguide 18. The bidirectional optical waveguide 18 is configured in the same manner as in the above embodiment, and includes an optical system pedestal 74.
And is fixed on the circuit board 34 via the. An optical fiber (P) having a core diameter of 0.7 mm and a numerical aperture of 0.6 is provided on the light emitting end side of the optical waveguide 42 in the bidirectional optical waveguide 18.
OF) 76 is coupled, and the axial end face of the optical fiber 76 is coupled to a photodetector package 80 via a lens 78. The photodetector package 80 contains a photodetector and a preamplifier, and the photodetector package 80 is fixed to a substrate 82. The board 82 is fixed to the circuit board 34 so as to be substantially perpendicular to the circuit board 34, and the electric circuit 8 on the circuit board 34.
4, connected to the electrical terminal 36;

【0055】一方、第1の光導波路としての光導波路4
2に第1の光導波部材としての光ファイバ76が結合さ
れていのに対して、本実施形態においては、第2の光導
波路としての光導波路44の軸方向端面には第2の光導
波部材としての光源結合用光ファイバ86が結合されて
いる。各光ファイバ76、86はV溝基板88によって
固定されており、V溝基板88は光学系台座74上に固
定されている。光源結合用光ファイバ86は、例えば、
コア径0.2mm、開口数0.1のハードポリマクラッ
ド光ファイバ(HPCF)が用いられている。そして光
ファイバ86の軸方向端面はレンズ90を介して半導体
レーザパッケージ92に結合されている。半導体レーザ
パッケージ92内には前記実施形態と同様に光源として
の半導体レーザが収納されており、半導体レーザパッケ
ージ92は光軸が回路基板34に対してほぼ平行となる
ように基板82に固定されている。この半導体レーザパ
ッケージ92内に収納された半導体レーザも基板82の
回路配線を介して電気回路84や電気端子36に接続さ
れている。
On the other hand, the optical waveguide 4 as the first optical waveguide
2 is coupled with an optical fiber 76 as a first optical waveguide member, whereas in the present embodiment, the second optical waveguide member is provided on the axial end face of the optical waveguide 44 as a second optical waveguide. The light source coupling optical fiber 86 is coupled. Each of the optical fibers 76 and 86 is fixed by a V-groove substrate 88, and the V-groove substrate 88 is fixed on the optical system pedestal 74. The light source coupling optical fiber 86 is, for example,
A hard polymer clad optical fiber (HPCF) having a core diameter of 0.2 mm and a numerical aperture of 0.1 is used. The end face in the axial direction of the optical fiber 86 is coupled to the semiconductor laser package 92 via the lens 90. A semiconductor laser as a light source is housed in the semiconductor laser package 92 as in the above embodiment, and the semiconductor laser package 92 is fixed to the substrate 82 so that the optical axis is substantially parallel to the circuit board 34. I have. The semiconductor laser housed in the semiconductor laser package 92 is also connected to the electric circuit 84 and the electric terminal 36 via the circuit wiring of the substrate 82.

【0056】上記構成による光伝送装置10aにおい
て、光ファイバ40を伝送してきた光信号を受信するに
際しては、光ファイバ40を伝送してきた光信号が雄型
コネクタ38を介して光伝送装置10aに入力され、こ
の光信号は双方向光導波路18に入射される。この光信
号は光導波路42を介して光ファイバ76に結合されレ
ンズ78を介して光検出器パッケージ80内の光検出器
によって検出され、検出された光信号は電気信号に変換
された後、プリアンプで増幅され、受信電気信号とし
て、電気端子36から他の装置などに出力される。この
場合、光検出器パッケージ80にはレンズ78が固定さ
れているため、光ファイバ76からの光信号を効率良く
光検出器に結合することができる。
In the optical transmission device 10a having the above configuration, when receiving the optical signal transmitted through the optical fiber 40, the optical signal transmitted through the optical fiber 40 is input to the optical transmission device 10a via the male connector 38. This optical signal is incident on the bidirectional optical waveguide 18. This optical signal is coupled to the optical fiber 76 via the optical waveguide 42, detected by the photodetector in the photodetector package 80 via the lens 78, and the detected optical signal is converted into an electric signal. And is output from the electric terminal 36 to another device or the like as a received electric signal. In this case, since the lens 78 is fixed to the photodetector package 80, the optical signal from the optical fiber 76 can be efficiently coupled to the photodetector.

【0057】一方、光信号を送出するに際して、他の装
置などから送信電気信号が電気端子36に入力されたと
きには、この電気信号にしたがった光信号が半導体レー
ザパッケージ92内の半導体レーザからレンズ90を介
して光ファイバ86内に出射される。この光信号は光フ
ァイバ86を伝送した後、光導波路44を介して光導波
路42に結合され、さらに雄型コネクタ38、光ファイ
バ40と結合されて光ファイバ40を伝送することにな
る。この場合、半導体レーザパッケージ90にはレンズ
90が固定されているので、半導体レーザからの光信号
を効率良く光ファイバ86に結合することができる。
On the other hand, when transmitting an optical signal, when a transmission electric signal is input to the electric terminal 36 from another device or the like, an optical signal according to the electric signal is transmitted from the semiconductor laser in the semiconductor laser package 92 to the lens 90. Is emitted into the optical fiber 86 via the optical fiber 86. After transmitting the optical signal through the optical fiber 86, the optical signal is coupled to the optical waveguide 42 via the optical waveguide 44, and further coupled to the male connector 38 and the optical fiber 40 to transmit the optical fiber 40. In this case, since the lens 90 is fixed to the semiconductor laser package 90, an optical signal from the semiconductor laser can be efficiently coupled to the optical fiber 86.

【0058】このように本実施形態においては、双方向
光導波路18、光ファイバ76、86を用いて光分岐結
合器を構成するに際して、ファイバ40の開口数をNA
1、双方向光導波路18の開口数をNA2、光ファイバ
76の開口数をNA4、光ファイバ86の開口数をNA
5としたときに、各開口数を、 NA5<NA1<NA2≦NA4……(3) の関係を満たす値に設定することにより、光ファイバ4
0からの光信号を効率良く光検出器に検出することがで
き、かつ半導体レーザからの光信号を効率良く光ファイ
バ40に結合できるとともに、光導波路44から光導波
路42を介して光検出器に入射する光信号のクロストー
クを低減することができる。
As described above, in the present embodiment, when forming the optical branching coupler using the bidirectional optical waveguide 18 and the optical fibers 76 and 86, the numerical aperture of the fiber 40 is set to NA.
1. The numerical aperture of the bidirectional optical waveguide 18 is NA2, the numerical aperture of the optical fiber 76 is NA4, and the numerical aperture of the optical fiber 86 is NA.
By setting each numerical aperture to a value satisfying the relationship of NA5 <NA1 <NA2 ≦ NA4 (3), the optical fiber 4
0 can be efficiently detected by the photodetector, and the optical signal from the semiconductor laser can be efficiently coupled to the optical fiber 40. In addition, the optical signal can be transmitted from the optical waveguide 44 to the photodetector via the optical waveguide 42. Crosstalk of an incident optical signal can be reduced.

【0059】また光ファイバ76の開口数を双方向光導
波路18の開口数よりも大きくすることにより、光導波
路42からの光信号を効率良く光ファイバ76に結合す
ることができる。
By making the numerical aperture of the optical fiber 76 larger than the numerical aperture of the bidirectional optical waveguide 18, the optical signal from the optical waveguide 42 can be efficiently coupled to the optical fiber 76.

【0060】なお、開口数0.3の光ファイバ40に対
しては、双方向光導波路18および光ファイバ76の開
口数は0.45以上が望ましく、できれば0.6以上が
望ましい。
For the optical fiber 40 having a numerical aperture of 0.3, the numerical aperture of the bidirectional optical waveguide 18 and the optical fiber 76 is preferably 0.45 or more, and preferably 0.6 or more.

【0061】本実施形態においては、光ファイバ86を
用いて双方向光導波路18と半導体レーザとを結合し、
光ファイバ76を用いて双方向光導波路18と光検出器
とを結合しているため、各光ファイバ76、86の長さ
に応じて光検出器パッケージ80、半導体レーザパッケ
ージ92の位置を調整することができ、各パッケージの
設置場所に裕度がある。また半導体レーザパッケージ9
2と光検出器パッケージ80とを離して設置することに
より、電気的なクロストークを低減できる。
In the present embodiment, the bidirectional optical waveguide 18 and the semiconductor laser are coupled using the optical fiber 86,
Since the bidirectional optical waveguide 18 and the photodetector are coupled using the optical fiber 76, the positions of the photodetector package 80 and the semiconductor laser package 92 are adjusted according to the lengths of the optical fibers 76 and 86. Each package can be installed in a place where there is room. The semiconductor laser package 9
By disposing the photodetector package 80 apart from the photodetector package 80, electrical crosstalk can be reduced.

【0062】また、光導波路42と光導波路44とが近
くても、各光導波路42、44に光ファイバ76、86
を設置することができ、光導波路42と光導波路44と
の角度を大きくする必要はない。
Even if the optical waveguides 42 and 44 are close to each other, the optical fibers 76 and 86
And the angle between the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44 does not need to be increased.

【0063】したがって、本実施形態によれば、前記実
施形態よりも光信号のクロストークを低減することがで
きる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the crosstalk of the optical signal as compared with the above embodiment.

【0064】また光ファイバ86の径を光導波路44の
径よりも小さくし、光ファイバ76の径を光導波路42
の径よりも大きくすることにより、光導波路42、4
4、光ファイバ76、86の設置場所の裕度が大きくな
るとともに位置合わせが容易となる。さらに光ファイバ
76として、双方向伝送用光ファイバ40よりも径の小
さなものを用いることにより、光検出器として受光径の
小さな光検出器を用いることができ、光伝送装置10の
信号通過帯域を大きくすることができる。
The diameter of the optical fiber 86 is made smaller than that of the optical waveguide 44, and the diameter of the optical fiber 76 is made smaller than that of the optical waveguide 42.
The diameter of the optical waveguides 42, 4
4. The tolerance of the installation place of the optical fibers 76 and 86 is increased and the alignment is easy. Furthermore, by using a smaller diameter than the bidirectional transmission optical fiber 40 as the optical fiber 76, a photodetector having a smaller light receiving diameter can be used as the photodetector, and the signal pass band of the optical transmission device 10 can be reduced. Can be bigger.

【0065】また本実施形態においては、光検出器が気
密封止された光検出器パッケージ80と半導体レーザが
気密封止された半導体レーザパッケージ92を用いてい
るため、モジュールハウジング12aを気密構造にする
必要がなく、光伝送装置10の組立てが容易となる。ま
た、半導体レーザおよび光検出器がパッケージ内に気密
封止されているので、半導体レーザパッケージ92から
光検出器パッケージ80内に直接入射する光信号のクロ
ストークは少なくなる。また、本実施形態においては、
双方向光導波路18、半導体レーザおよび光検出器をそ
れぞれ光ファイバ76、86を用いて接続するものにつ
いて述べたが、光ファイバ76、86の代わりに、光導
波路を用いることもできる。この場合は、光導波路の位
置を精密に作成することができ、双方向光導波路18と
の接続マージンを小さく設計することができる。なお、
半導体レーザ、光検出器をパッケージで気密封止する代
わりに、半導体レーザ素子や光検出素子を光ファイバに
直接付けることもできる。この場合、光伝送装置10を
小型化することができる。ただし、この場合は、モジュ
ールパッケージ12aを気密封止する必要がある。
In this embodiment, since the photodetector package 80 in which the photodetectors are hermetically sealed and the semiconductor laser package 92 in which the semiconductor lasers are hermetically sealed are used, the module housing 12a has an airtight structure. Therefore, the optical transmission device 10 can be easily assembled. Further, since the semiconductor laser and the photodetector are hermetically sealed in the package, the crosstalk of the optical signal directly entering the photodetector package 80 from the semiconductor laser package 92 is reduced. In the present embodiment,
Although the bidirectional optical waveguide 18, the semiconductor laser, and the photodetector are connected using the optical fibers 76 and 86, respectively, an optical waveguide may be used instead of the optical fibers 76 and 86. In this case, the position of the optical waveguide can be precisely formed, and the connection margin with the bidirectional optical waveguide 18 can be designed to be small. In addition,
Instead of hermetically sealing the semiconductor laser and the photodetector with a package, the semiconductor laser element and the photodetector can be directly attached to the optical fiber. In this case, the size of the optical transmission device 10 can be reduced. However, in this case, it is necessary to hermetically seal the module package 12a.

【0066】一方、V溝基板88を固定するに際して
は、双方向光導波路18との相対位置を調整後、光学系
台座74に固定する。
On the other hand, when fixing the V-groove substrate 88, the relative position with respect to the bidirectional optical waveguide 18 is adjusted and then fixed to the optical system pedestal 74.

【0067】具体的には、図4に示すように、2枚のV
溝基板88a、88bで光ファイバ76、86を挟み、
光ファイバ76を光ファイバ用V溝94a、96b内に
装着し、光ファイバ86を光ファイバ用V溝96a、9
6b内に装着して光ファイバ76、86を固定する。光
ファイバ用V溝94a、94b、96a、96bはそれ
ぞれ光ファイバ76、86の径に合わせて形成されてお
り、光ファイバ用V溝94a,94bと光ファイバ用V
溝96a,96bとの間隔は、光導波路42と光導波路
44の端面における間隔と同じになるように設定されて
いる。また双方向光導波路18と半導体レーザおよび光
検出器をそれぞれ光ファイバ76、86を用いて接続し
ているため、円形断面の双方向光導波路18と断面形状
を同じにすることができ、接続が容易となる。
More specifically, as shown in FIG.
The optical fibers 76 and 86 are sandwiched between the groove substrates 88a and 88b,
The optical fiber 76 is mounted in the optical fiber V-grooves 94a and 96b, and the optical fiber 86 is mounted on the optical fiber V-grooves 96a and 96b.
6b, the optical fibers 76 and 86 are fixed. The optical fiber V-grooves 94a, 94b, 96a, 96b are formed in accordance with the diameters of the optical fibers 76, 86, respectively.
The distance between the grooves 96a and 96b is set to be the same as the distance between the end faces of the optical waveguide 42 and the optical waveguide 44. Further, since the bidirectional optical waveguide 18 is connected to the semiconductor laser and the photodetector by using the optical fibers 76 and 86, respectively, the cross-sectional shape can be made the same as that of the bidirectional optical waveguide 18 having a circular cross section. It will be easier.

【0068】また本実施形態においては、図2に示した
双方向導波路18を成形する際に、ブリッジ部54を設
けたコア部50、52を用いているため、光導波路42
と光導波路44との位置を正確に定めることができる。
さらに双方向光導波路18と光ファイバ76、86との
位置合わせ精度は厳しくないため、V溝基板88に要求
される形状の精度は厳しくなく、V溝基板88は射出成
形により作成することができる。また、双方向光導波路
18とV溝基板88との位置合わせは調整精度が緩く、
容易に位置合わせすることができる。すなわち双方向光
導波路18とV溝基板88とは突き合わせして位置合わ
せして固定することができる。この場合双方向光導波路
18の中心の高さとV溝基板88の厚さとを正確に合わ
せておくことにより、位置合わせは水平方向のみとする
ことができる。あるいは、無調整で組み立てられるよう
に、双方向光導波路18とV溝基板88に位置決め用の
ガイドを設けることもできる。
In the present embodiment, when forming the bidirectional waveguide 18 shown in FIG. 2, the core portions 50 and 52 provided with the bridge portions 54 are used.
And the position of the optical waveguide 44 can be accurately determined.
Further, since the alignment accuracy between the bidirectional optical waveguide 18 and the optical fibers 76 and 86 is not strict, the accuracy of the shape required for the V-groove substrate 88 is not strict, and the V-groove substrate 88 can be formed by injection molding. . In addition, the alignment accuracy between the bidirectional optical waveguide 18 and the V-groove substrate 88 is low, and
Easy alignment. That is, the bidirectional optical waveguide 18 and the V-groove substrate 88 can be positioned and fixed by abutting each other. In this case, if the height of the center of the bidirectional optical waveguide 18 and the thickness of the V-groove substrate 88 are accurately adjusted, the alignment can be performed only in the horizontal direction. Alternatively, a guide for positioning may be provided on the bidirectional optical waveguide 18 and the V-groove substrate 88 so that the assembly can be performed without adjustment.

【0069】次に、本発明に係る光分岐結合器の他の実
施形態を図5にしたがって説明する。図5(a)は光分
岐結合器の斜視図、(b)は光分岐結合器の断面図であ
る。本実施形態における光分岐結合器は、双方向光導波
路18に相当するものとして双方向光導波路18のコア
(コア部)が2種類のコア材を用いて形成されている。
すなわち、基板98上に双方向光導波路18の光導波路
42を構成する第1のコア(コア部)100、主に光導
波路44を構成する第2のコア(コア部)102が形成
されており、第1のコア100の周囲にも第2のコア1
02が形成されている。そして各第2のコア102の周
囲には全体を覆うようにしてクラッド材を用いたクラッ
ド(クラッド部)104が形成されている。第1のコア
100と第2のコア102はフォトリソグラフィのプロ
セスを用いて作成されており、クラッド104は紫外線
硬化樹脂を用いて作成されている。
Next, another embodiment of the optical branching coupler according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a perspective view of the optical branching coupler, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the optical branching coupler. In the optical branching coupler according to the present embodiment, the core (core portion) of the bidirectional optical waveguide 18 is formed by using two types of core materials as equivalent to the bidirectional optical waveguide 18.
That is, a first core (core portion) 100 that forms the optical waveguide 42 of the bidirectional optical waveguide 18 and a second core (core portion) 102 that mainly forms the optical waveguide 44 are formed on the substrate 98. The second core 1 is also provided around the first core 100.
02 is formed. A clad (cladding portion) 104 using a clad material is formed around each second core 102 so as to cover the entirety. The first core 100 and the second core 102 are formed using a photolithography process, and the clad 104 is formed using an ultraviolet curable resin.

【0070】本実施形態において、第1のコア100の
屈折率をn1とし、第2のコア102の屈折率をn2と
し、クラッド104の屈折率をn3としたときに、各屈
折率は、 n3<n2<n1……(4) の関係を満たす値に設定されている。このため、第2の
コア102による光導波路44の開口数は第1のコア1
02による光導波路42の開口数よりも小さくなる。
In this embodiment, when the refractive index of the first core 100 is n1, the refractive index of the second core 102 is n2, and the refractive index of the cladding 104 is n3, each refractive index is n3 <N2 <n1... (4) For this reason, the numerical aperture of the optical waveguide 44 by the second core 102 is the first core 1
02 is smaller than the numerical aperture of the optical waveguide 42.

【0071】したがって、本実施形態における双方向光
導波路18を用いることにより、光源結合用光導波路4
4を通る光線の開口数を光検出器結合用光導波路42よ
りも小さくすることができる。このため、光ファイバ7
6、86、光導波路26を用いることなく、光導波路4
4の光入射端106に光源としての半導体レーザを直接
結合することができるとともに、光導波路42の光出射
端108に光検出器20を直接結合することができる。
Therefore, by using the bidirectional optical waveguide 18 in this embodiment, the light source coupling optical waveguide 4
The numerical aperture of the light beam passing through 4 can be made smaller than that of the optical waveguide 42 for coupling a photodetector. Therefore, the optical fiber 7
6, 86, the optical waveguide 4 without using the optical waveguide 26.
The semiconductor laser as a light source can be directly coupled to the light incident end 106 of the optical waveguide 4, and the photodetector 20 can be directly coupled to the light emitting end 108 of the optical waveguide 42.

【0072】このように、本実施形態における光分岐結
合器によれば、光源からの光信号が光検出器に周り込む
クロストークを低減することができるとともに、光ファ
イバからの受信光を効率良く光検出器に導くことができ
る。
As described above, according to the optical branching coupler of the present embodiment, it is possible to reduce the crosstalk in which the optical signal from the light source goes around the photodetector and to efficiently receive the light from the optical fiber. It can lead to a light detector.

【0073】本実施形態においては、第1のコア100
を覆うようにして第2のコア102を形成するようにし
ているため、第1のコア100と第2のコア102との
間に隙間が生じることはない。また光導波路42を構成
する第1のコア100は第2のコア102とクラッド1
04との界面に閉じ込められるとともに、第1のコア1
00と第2のコア102との界面に閉じ込められるた
め、実質的には第1のコア100とクラッド104とに
よって決まる開口数の光線を閉じ込めることができる。
In the present embodiment, the first core 100
, The second core 102 is formed so that no gap is formed between the first core 100 and the second core 102. Further, the first core 100 constituting the optical waveguide 42 is composed of the second core 102 and the clad 1
04 and the first core 1
Since the light is confined at the interface between the first core 100 and the second core 102, the light having a numerical aperture determined by the first core 100 and the clad 104 can be substantially confined.

【0074】また本実施形態においては、双方向光導波
路18の断面が矩形形状となるが、光ファイバとの接合
部110における一辺の長さを光ファイバ40の直径よ
りも大きくするとともに、光導波路44を、光導波路4
4から出射される光線がすべて円形の光ファイバ40に
入射するようにずらして光導波路42を光ファイバ40
に結合すればよい。このようにずらすことにより、四角
形の断面形状を用いても円形の断面形状をした光ファイ
バ40に効率良く光を結合することができる。
In this embodiment, the cross section of the bidirectional optical waveguide 18 has a rectangular shape, but the length of one side at the joint 110 with the optical fiber is made larger than the diameter of the optical fiber 40 and the optical waveguide 44, the optical waveguide 4
The optical waveguide 42 is shifted so that all the light beams emitted from the optical fiber 4 enter the circular optical fiber 40.
Can be combined with By shifting in this manner, light can be efficiently coupled to the optical fiber 40 having a circular cross-sectional shape even if a square cross-sectional shape is used.

【0075】次に、本発明に係る光分岐結合器の他の実
施形態を図6にしたがって説明する。
Next, another embodiment of the optical branching coupler according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0076】図6(a)は双方向光導波路を構成する第
1のコアの斜視図、(b)は双方向光導波路の第1のコ
アと第2のコアの斜視図、(c)は双方向光導波路の断
面図である。図6において、本実施形態における光分岐
結合器は双方向光導波路18に相当する双方向光導波路
として、双方向光導波路18のコアが2種類のコア材を
用いて形成されている。すなわち、(a)に示すよう
に、第1のコア112、114が一体となって光導波路
基板98上に形成されている。第1のコア112は光導
波路44に相当し、第1のコア114は光導波路42に
相当するようになっている。そして第1のコア114の
周囲には第2のコア116が形成されている。さらに、
第1のコア112と第2のコア116の周囲を覆うよう
にクラッド118が形成されている。第1のコア11
2、114および第2のコア116はフォトリソグラフ
ィのプロセスを用いて作成されており、クラッド118
は紫外線硬化樹脂を用いて形成されている。
FIG. 6A is a perspective view of a first core constituting a bidirectional optical waveguide, FIG. 6B is a perspective view of a first core and a second core of the bidirectional optical waveguide, and FIG. It is sectional drawing of a bidirectional optical waveguide. In FIG. 6, the optical branching coupler according to the present embodiment is a bidirectional optical waveguide corresponding to the bidirectional optical waveguide 18, in which the core of the bidirectional optical waveguide 18 is formed using two types of core materials. That is, as shown in (a), the first cores 112 and 114 are integrally formed on the optical waveguide substrate 98. The first core 112 corresponds to the optical waveguide 44, and the first core 114 corresponds to the optical waveguide 42. A second core 116 is formed around the first core 114. further,
A cladding 118 is formed so as to cover the periphery of the first core 112 and the second core 116. First core 11
2, 114 and the second core 116 are made using a photolithographic process and the cladding 118
Are formed using an ultraviolet curable resin.

【0077】本実施形態においては、第1のコア11
2、114の屈折率をn1とし、第2のコア116の屈
折率をn2、クラッド118の屈折率をn3としたとき
に、各屈折率は n3<n1<n2……(5) の関係を満たす値に設定されている。このため、光導波
路42を構成する第2のコア116とクラッド118で
は、第2のコア116とクラッド118との間で開口数
の大きな光導波路を形成することができ、光導波路44
を構成する第1のコア112とクラッド118では、第
1のコア112とクラッド118により開口数の小さな
光導波路を形成することができる。
In the present embodiment, the first core 11
Assuming that the refractive indices of 2, 114 are n1, the refractive index of the second core 116 is n2, and the refractive index of the cladding 118 is n3, the respective refractive indices have a relationship of n3 <n1 <n2 (5). It is set to a value that satisfies. Therefore, in the second core 116 and the clad 118 constituting the optical waveguide 42, an optical waveguide having a large numerical aperture can be formed between the second core 116 and the clad 118, and the optical waveguide 44 can be formed.
In the first core 112 and the cladding 118 constituting the optical waveguide, an optical waveguide having a small numerical aperture can be formed by the first core 112 and the cladding 118.

【0078】したがって、本実施形態における双方向光
導波路18においても、光ファイバ76、86、光導波
路26を用いることなく、双方向光導波路18の光入射
端120に光源としての半導体レーザを直接結合するこ
とができるとともに、光出射端122に光検出器を直接
結合することができる。
Therefore, also in the bidirectional optical waveguide 18 of this embodiment, a semiconductor laser as a light source is directly coupled to the light incident end 120 of the bidirectional optical waveguide 18 without using the optical fibers 76, 86 and the optical waveguide 26. And a photodetector can be directly coupled to the light exit end 122.

【0079】次に、光通信装置の実施形態を図7にした
がって説明する。図7は光伝送装置10または10aを
用いた光通信装置の実施形態を示すブロック構成図であ
る。図7において、光通信装置200は光伝送装置10
または10aを備えているとともに、物理層回路20
2、リンク層回路204を備えて構成されており、光伝
送装置10または10aの雌型コネクタ16または16
aに雄型コネクタ38が直脱自在に装着され、雄型コネ
クタ38には光ファイバ40が接続されている。雄型コ
ネクタ38には双方向光導波路18が結合され、双方向
光導波路18には光検出器20、半導体レーザ30が結
合されている。光検出器20は、光検出器20の出力に
よる電気信号を増幅するプリアンプ28に接続されてお
り、半導体レーザ30は、半導体レーザ30を駆動する
電気回路(駆動回路)84に接続されている。そして光
伝送装置10または10aは相手側の光伝送装置と光通
信を行い、相手側の光伝送装置からの光信号を受信し、
受信した光信号を電気信号に変換して物理層回路202
に出力し、一方、物理層回路202からの電気信号を光
信号に変換して光ファイバ40を介して相手側の光伝送
装置に送信するようになっている。
Next, an embodiment of the optical communication apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of an optical communication device using the optical transmission device 10 or 10a. In FIG. 7, an optical communication device 200 is an optical transmission device 10.
Or 10a, and the physical layer circuit 20
2. The female connector 16 or 16 of the optical transmission device 10 or 10a
A male connector 38 is detachably mounted on a, and an optical fiber 40 is connected to the male connector 38. The bidirectional optical waveguide 18 is coupled to the male connector 38, and the photodetector 20 and the semiconductor laser 30 are coupled to the bidirectional optical waveguide 18. The photodetector 20 is connected to a preamplifier 28 that amplifies an electric signal generated by the output of the photodetector 20, and the semiconductor laser 30 is connected to an electric circuit (drive circuit) 84 that drives the semiconductor laser 30. The optical transmission device 10 or 10a performs optical communication with the optical transmission device of the other party, receives an optical signal from the optical transmission device of the other party,
The received optical signal is converted into an electric signal and converted into a physical layer circuit 202.
, And converts an electrical signal from the physical layer circuit 202 into an optical signal and transmits the optical signal to the optical transmission device on the other side via the optical fiber 40.

【0080】物理層回路202は、入力信号を変調する
複数の変調回路206、208と、光伝送装置10から
の信号を復調して出力する複数の復調回路210、21
2と、各変調回路206、208および各復調回路21
0、212の動作を制御する制御回路214とを備えて
構成されている。制御回路214は各復調回路210、
212からの信号とリンク層回路204からの制御信号
およびデータにしたがって各変調回路206、208お
よび復調回路210、212を制御するための制御信号
を生成するとともに情報を伝送するためのデータを変調
回路206、208に出力するようになっている。
The physical layer circuit 202 includes a plurality of modulation circuits 206 and 208 for modulating an input signal, and a plurality of demodulation circuits 210 and 21 for demodulating and outputting a signal from the optical transmission apparatus 10.
2, each modulation circuit 206, 208 and each demodulation circuit 21
0, 212 and a control circuit 214 for controlling the operation of the control circuit. The control circuit 214 controls each demodulation circuit 210,
A control signal for controlling each of the modulation circuits 206 and 208 and the demodulation circuits 210 and 212 is generated according to a signal from the signal 212 and a control signal and data from the link layer circuit 204, and the data for transmitting information is modulated by the modulation circuit. 206 and 208.

【0081】具体的には物理層回路202は、光通信に
適した符号化、複数のノードが繋がったときに信号を送
信するノードを決める調停、光伝送装置10または10
aに相手側の光伝送装置が接続されたか否かを管理する
接続管理などの制御を行うようになっている。この符号
化は、具体的には、クロック信号を再生できるように、
符号を付加した4B/5Bまたは8B/10B符号に変
換する。一方、リンク層回路204では、光通信装置2
00を接続するホストと物理層回路202とをインタフ
ェイスし、パケットの送受信を行うようになっている。
More specifically, the physical layer circuit 202 performs coding suitable for optical communication, arbitration for determining a node to transmit a signal when a plurality of nodes are connected, optical transmission device 10 or 10
Control such as connection management for managing whether or not a partner optical transmission device is connected to a is performed. Specifically, this encoding is performed so that the clock signal can be reproduced.
It is converted into a 4B / 5B or 8B / 10B code to which a code has been added. On the other hand, in the link layer circuit 204, the optical communication device 2
The host that connects 00 and the physical layer circuit 202 are interfaced to transmit and receive packets.

【0082】例えば、光伝送装置10を用いることによ
って双方向通信におけるクロストークを低減できるた
め、常に全二重光通信を行うことができる。このため、
全二重通信を行う場合には、変調回路206により、符
号化、調停を行う。この場合、データ通信を行うと同時
に、調停に対する通信として全二重通信をもう一方の通
信路を用いて行うことにより、伝送路の利用効率を向上
できる。また、受信信号については、復調回路210で
復調し、データ、調停信号を検出する。
For example, by using the optical transmission device 10, crosstalk in bidirectional communication can be reduced, so that full-duplex optical communication can always be performed. For this reason,
When performing full-duplex communication, encoding and arbitration are performed by the modulation circuit 206. In this case, by performing data communication and performing full-duplex communication as communication for arbitration using the other communication path, the utilization efficiency of the transmission path can be improved. The received signal is demodulated by the demodulation circuit 210, and data and an arbitration signal are detected.

【0083】一方、半二重通信を行う場合には、変調回
路208により符号化、調停を行う。この場合、データ
通信を行っていない時間に調停を行う。この調停用の符
号は、データ用に用いない符号を用いて伝送する。受信
信号については、復調回路212で復調し、データ、調
停信号を検出する。そして全二重通信と半二重通信の切
替は制御回路214によって行う。
On the other hand, when performing half-duplex communication, encoding and arbitration are performed by the modulation circuit 208. In this case, arbitration is performed at a time when data communication is not performed. This arbitration code is transmitted using a code not used for data. The demodulation circuit 212 demodulates the received signal, and detects data and an arbitration signal. Switching between full-duplex communication and half-duplex communication is performed by the control circuit 214.

【0084】この全二重通信、半二重通信の切替は、光
通信装置200を他の光通信装置に接続した際に、各光
通信装置間で通信方式を交渉して決定する。そして全二
重通信が行えなくなる要因として、光ファイバが長くな
り、受信光量が少なくなることにより相対的にクロスト
ークの影響が大きくなることが挙げられる。
The switching between the full-duplex communication and the half-duplex communication is determined by negotiating the communication system between the optical communication devices when the optical communication device 200 is connected to another optical communication device. A factor that makes full-duplex communication impossible is that the length of the optical fiber becomes longer and the amount of received light decreases, so that the influence of crosstalk becomes relatively large.

【0085】したがって、初期接続時に受光量を検出
し、光量が一定以上ある場合には全二重通信を選択し、
光量が足りない場合には、半二重通信方式を選択する。
つまり、受信光量が多くクロストークが問題とならずエ
ラーの発生が少ない場合には、全二重で光通信を行い、
逆に受信光量が少なくクロストークによってエラーの発
生が問題となる場合には、半二重による光通信を行う。
またPOFは伝送損失が大きく、伝送距離による光量の
変化が大きい。したがって、本実施形態のように、全二
重通信と半二重通信とを切替るとき、とくにPOFを用
いて光通信を行う場合に有効である。
Therefore, the amount of received light is detected at the time of initial connection, and when the amount of light is more than a certain value, full-duplex communication is selected.
If the amount of light is insufficient, the half-duplex communication method is selected.
In other words, when the amount of received light is large and crosstalk is not a problem and the occurrence of errors is small, optical communication is performed in full duplex,
Conversely, when the amount of received light is small and an error occurs due to crosstalk, half-duplex optical communication is performed.
Further, the POF has a large transmission loss and a large change in the amount of light depending on the transmission distance. Therefore, this embodiment is effective when switching between full-duplex communication and half-duplex communication, particularly when optical communication is performed using a POF.

【0086】さらに、半二重通信に対して、従来のクロ
ストークの大きな光通信装置にも接続することができ
る。またさらに、全二重通信が可能となることにより、
二芯光ファイバ用の光通信装置とも接続することができ
る。二芯光ファイバ用の光通信装置を接続する場合に
は、光分離結合器を用いて一芯/二芯光ファイバの変換
器を形成して接続すればよい。受信光量以外にも、初期
接続時のエラーの発生状況により、どちらかを選択して
もよい。そしてエラーレートはエラー訂正符号によるエ
ラー補正の頻度により決めることができる。あるいは伝
送遅延時間を求め、通信方式を決定してもよい。通信方
式の切替に合わせて、調停方式も変えることができる。
通信方式の切替は、通信開始後であってもエラーの発生
状況を一定時間ごとに測定し、ダイナミックに変更して
もよい。
Further, for half-duplex communication, it can be connected to a conventional optical communication device having large crosstalk. Furthermore, by enabling full-duplex communication,
It can also be connected to an optical communication device for a two-core optical fiber. When connecting an optical communication device for a two-core optical fiber, a single-core / two-core optical fiber converter may be formed and connected using an optical demultiplexer / coupler. Either one may be selected depending on the error occurrence status at the time of initial connection other than the received light amount. The error rate can be determined by the frequency of error correction by the error correction code. Alternatively, the communication method may be determined by calculating the transmission delay time. The arbitration method can be changed in accordance with the switching of the communication method.
The switching of the communication method may be such that an error occurrence situation is measured at regular time intervals even after the communication is started, and the communication method is dynamically changed.

【0087】1本の光ファイバを用いて双方向の通信を
行うことにより、送信と受信のそれぞれに光ファイバを
1本ずつ用いる場合に比べて、光ファイバの本数が少な
くなるので、低コストで光ファイバを敷設することがで
きる。
By performing bidirectional communication using one optical fiber, the number of optical fibers is reduced as compared with the case where one optical fiber is used for each of transmission and reception. Optical fibers can be laid.

【0088】また、光伝送装置および光コネクタを小型
化できるとともに全二重通信を行うことにより伝送速度
を高速にすることができる。
Further, the optical transmission device and the optical connector can be reduced in size, and the transmission speed can be increased by performing full-duplex communication.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の光導波手段の開口数を光ファイバの開口数よりも
大きくしているため、第1の光導波手段での光損失を少
なくし、光ファイバからの光信号を効率良く光検出器に
結合することができ、さらに第2の光導波手段の少なく
とも一部は第1の光導波手段よりも開口数の小さい光導
波部材で構成しているため、光源から光導波部材に導入
された光信号の広がり角が小さくなり、第2の光導波手
段から第1の光導波手段を通して光検出器に入る光信号
のクロストークを低減することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the numerical aperture of the first optical waveguide is made larger than the numerical aperture of the optical fiber, the optical loss in the first optical waveguide is reduced, and the optical signal from the optical fiber is efficiently transmitted to the photodetector. Since the light guide member can be coupled and at least a part of the second optical waveguide means is constituted by an optical waveguide member having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means, the light introduced from the light source into the optical waveguide member is provided. The spread angle of the signal is reduced, and the crosstalk of the optical signal entering the photodetector from the second optical waveguide through the first optical waveguide can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光伝送装置の第1実施形態を示す
図であって、(a)は上面断面図、(b)は側面断面図
である。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a first embodiment of an optical transmission device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a top sectional view and FIG. 1B is a side sectional view.

【図2】(a)〜(f)は双方向光導波路の製造方法を
説明するための工程説明図である。
FIGS. 2A to 2F are process explanatory views for explaining a method for manufacturing a bidirectional optical waveguide.

【図3】本発明に係る光伝送装置の第2実施形態を示す
図であって、(a)は上面断面図、(b)は側面断面図
である。
3A and 3B are diagrams illustrating a second embodiment of the optical transmission device according to the present invention, wherein FIG. 3A is a top cross-sectional view and FIG. 3B is a side cross-sectional view.

【図4】V溝基板の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a V-groove substrate.

【図5】本発明に係る光分岐結合器の一実施形態を示す
図であって、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing one embodiment of the optical branching coupler according to the present invention, wherein FIG. 5A is a perspective view and FIG.

【図6】本発明に係る光分岐結合器の他の実施形態を示
す図であって、(a)は第1コアの斜視時、(b)は第
1コアと第2のコアの斜視図、(c)は断面図である。
6A and 6B are diagrams illustrating another embodiment of the optical branching coupler according to the present invention, wherein FIG. 6A is a perspective view of a first core, and FIG. 6B is a perspective view of a first core and a second core. , (C) is a sectional view.

【図7】本発明に係る光通信装置のブロック構成図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram of an optical communication device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光伝送装置 12、12a モジュールパッケージ 14 開口部 16、16a 雌型コネクタ 18 双方向光導波路 20 光検出器 22 台座 24 遮光膜 26 光導波路 28 プリアンプ 30 半導体レーザ 32 台座 34 回路基板 36 電気端子 38 雄型コネクタ 40 双方向伝送用光ファイバ 42 光検出器結合用光導波路 44 光源結合用光導波路 46 樹脂ライナ 48 樹脂流入口 50、52 コア部 54 ブリッジ部 56、58 光導波路基板 60 型枠 62 紫外線硬化樹脂 64 紫外線 76 光ファイバ 78 レンズ 80 光検出器パッケージ 82 基板 84 電気回路 86 光源結合用光ファイバ 88 V溝基板 100 第1のコア 102 第2のコア 104 クラッド 112、114 第1のコア 116 第2のコア 118 クラッド 200 光通信装置 202 物理層回路 204 リンク層回路 206、208 変調回路 210、212 復調回路 214 制御回路 Reference Signs List 10 optical transmission device 12, 12a module package 14 opening 16, 16a female connector 18 bidirectional optical waveguide 20 photodetector 22 pedestal 24 light shielding film 26 optical waveguide 28 preamplifier 30 semiconductor laser 32 pedestal 34 circuit board 36 electric terminal 38 male Type connector 40 Optical fiber for bidirectional transmission 42 Optical waveguide for photodetector coupling 44 Optical waveguide for light source coupling 46 Resin liner 48 Resin inflow 50, 52 Core section 54 Bridge section 56, 58 Optical waveguide board 60 Mold 62 UV curing Resin 64 Ultraviolet light 76 Optical fiber 78 Lens 80 Photodetector package 82 Substrate 84 Electrical circuit 86 Light source coupling optical fiber 88 V-groove substrate 100 First core 102 Second core 104 Clad 112, 114 First core 116 Second Core 118 clad 20 Optical communication device 202 physical layer circuit 204 link layer circuit 206, 208 modulating circuit 210, 212, demodulation circuit 214 control circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/02 H04B 9/00 U 10/24 G (72)発明者 阿部 富也 茨城県日立市日高町五丁目1番1号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 平野 光樹 茨城県日立市日高町五丁目1番1号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA04 BA13 CA01 CA07 5F073 AB25 FA23 FA29 FA30 5F088 BA16 BB01 EA07 EA09 EA11 JA03 JA14 5F089 AA01 AC10 AC11 AC16 AC17 CA03 5K002 AA01 AA03 BA04 BA13 BA31 DA05 DA42 FA01 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) H04B 10/02 H04B 9/00 U 10/24 G (72) Inventor Tomiya Abe 5-chome, Hidakacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1-1 Hitachi Cable, Ltd. Research Institute of Technology (72) Inventor Mitsuki Hirano 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi Cable, Ltd. Research Institute of Technology CA07 5F073 AB25 FA23 FA29 FA30 5F088 BA16 BB01 EA07 EA09 EA11 JA03 JA14 5F089 AA01 AC10 AC11 AC16 AC17 CA03 5K002 AA01 AA03 BA04 BA13 BA31 DA05 DA42 FA01

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝
送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に
導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分
岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二
の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は開口数
が前記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第
二の光導波手段の少なくとも一部は前記第一の光導波手
段よりも開口数の小さい光導波部材で構成されてなる光
分岐結合器。
A first optical waveguide means for guiding an optical signal from the optical fiber to a photodetector as an optical signal transmission medium connecting the optical fiber and the photodetector; and a first optical waveguide means branched from the first optical waveguide means. Second optical waveguide means for guiding an optical signal from a light source to the optical fiber, the first optical waveguide means having a larger numerical aperture than the optical fiber, and the second optical waveguide means. An optical splitter / coupler wherein at least a part of the means is constituted by an optical waveguide member having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means.
【請求項2】 光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝
送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に
導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分
岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二
の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は開口数
が前記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第
二の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大き
い光導波路と、前記光導波路と前記光源とに結合されて
前記第一の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材
で構成されてなる光分岐結合器。
2. An optical signal transmission medium for connecting an optical fiber and a photodetector, a first optical waveguide means for guiding an optical signal from the optical fiber to the photodetector, and a first optical waveguide means branched from the first optical waveguide means. Second optical waveguide means for guiding an optical signal from a light source to the optical fiber, the first optical waveguide means having a larger numerical aperture than the optical fiber, and the second optical waveguide means. The optical branching means comprises an optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber, and an optical waveguide member coupled to the optical waveguide and the light source and having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means. Combiner.
【請求項3】 前記光ファイバの開口数をNA1とし、
前記第一の光導波手段の開口数をNA2とし、前記光導
波部材の開口数をNA3としたときに、前記各開口数
は、NA3<NA1<NA2の関係を満たす値に設定さ
れてなることを特徴とする請求項2に記載の光分岐結合
器。
3. The numerical aperture of the optical fiber is NA1,
When the numerical aperture of the first optical waveguide means is NA2 and the numerical aperture of the optical waveguide member is NA3, each numerical aperture is set to a value satisfying a relationship of NA3 <NA1 <NA2. The optical branching coupler according to claim 2, wherein:
【請求項4】 光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝
送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に
導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分
岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二
の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は、前記
光ファイバよりも開口数の大きい第一の光導波路と、前
記第一の光導波路と前記光検出器とに結合されて前記第
一の光導波路よりも開口数の大きい第一の光導波部材と
から構成され、前記第二の光導波手段は、前記光ファイ
バよりも開口数の大きい第二の光導波路と、前記第二の
光導波路と前記光源とに結合されて前記第一の光導波手
段よりも開口数の小さい第二の光導波部材で構成されて
なる光分岐結合器。
4. An optical signal transmission medium for connecting an optical fiber and a photodetector, a first optical waveguide means for guiding an optical signal from the optical fiber to the photodetector, and a first optical waveguide means branched from the first optical waveguide means. Second optical waveguide means for guiding an optical signal from a light source to the optical fiber, wherein the first optical waveguide means has a first optical waveguide having a larger numerical aperture than the optical fiber, A first optical waveguide member having a larger numerical aperture than the first optical waveguide coupled to the optical waveguide and the photodetector, wherein the second optical waveguide means is larger than the optical fiber. A light constituted by a second optical waveguide having a large numerical aperture, and a second optical waveguide member coupled to the second optical waveguide and the light source and having a smaller numerical aperture than the first optical waveguide means. Branch coupler.
【請求項5】 前記光ファイバの開口数をNA1とし、
前記第一の光導波路の開口数をNA2とし、前記第一の
光導波部材の開口数をNA4とし、前記第二の光導電部
材の開口数をNA5としたときに、前記各開口数は、N
A5<NA1<NA2≦NA4の関係を満たす値に設定
されてなることを特徴とする請求項4に記載の光分岐結
合器。
5. The numerical aperture of the optical fiber is NA1,
When the numerical aperture of the first optical waveguide is NA2, the numerical aperture of the first optical waveguide member is NA4, and the numerical aperture of the second photoconductive member is NA5, the respective numerical apertures are: N
The optical branching coupler according to claim 4, wherein the value is set to satisfy a relationship of A5 <NA1 <NA2≤NA4.
【請求項6】 光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝
送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に
導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分
岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二
の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は、第一
のコアとこの第一のコアを覆うクラッドとを有する第一
の光導波路で構成され、前記第二の光導波手段は、第二
のコアとこの第二のコアを覆うクラッドとを有する第二
の光導波路で構成されており、前記第一のコアの屈折率
をn1とし、前記第二のコアの屈折率をn2とし、前記
クラッドの屈折率をn3としたときに、前記各屈折率
は、n3<n2<n1の関係を満たす値に設定されてな
る光分岐結合器。
6. An optical signal transmission medium for connecting an optical fiber and a photodetector, a first optical waveguide means for guiding an optical signal from the optical fiber to the photodetector, and a first optical waveguide means branched from the first optical waveguide means. A second optical waveguide means for guiding an optical signal from the light source to the optical fiber, the first optical waveguide means having a first core and a clad covering the first core. An optical waveguide, wherein the second optical waveguide means is constituted by a second optical waveguide having a second core and a clad covering the second core, and a refractive index of the first core. Where n1 is the refractive index of the second core, n2 is the refractive index of the cladding, and n3 is the refractive index of the clad, the light having a refractive index set to satisfy a relationship of n3 <n2 <n1. Branch coupler.
【請求項7】 前記第一の光導波路において、前記第一
のコアと前記クラッドとの間に前記第二のコアが挿入さ
れてなることを特徴とする請求項6に記載の光分岐結合
器。
7. The optical branching coupler according to claim 6, wherein the second core is inserted between the first core and the clad in the first optical waveguide. .
【請求項8】 光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝
送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に
導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分
岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二
の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は、第一
のコアとこの第一のコアを覆う第二のコアおよび前記各
コアを覆うクラッドを有する第一の光導波路で構成さ
れ、前記第二の光導波手段は、前記第一のコアとこの第
一のコアを覆うクラッドとを有する第二の光導波路で構
成されており、前記第一のコアの屈折率をn1とし、前
記第二のコアの屈折率をn2とし、前記クラッドの屈折
率をn3としたときに、前記各屈折率は、n3<n1<
n2の関係を満たす値に設定されてなる光分岐結合器。
8. An optical signal transmission medium connecting an optical fiber and a photodetector, a first optical waveguide means for guiding an optical signal from the optical fiber to the photodetector, and a first optical waveguide means branched from the first optical waveguide means. Second optical waveguide means for guiding an optical signal from a light source to the optical fiber, wherein the first optical waveguide means includes a first core, a second core covering the first core, and each of the first core and the second core. It is constituted by a first optical waveguide having a clad covering a core, and the second optical waveguide means is constituted by a second optical waveguide having the first core and a clad covering the first core. When the refractive index of the first core is n1, the refractive index of the second core is n2, and the refractive index of the cladding is n3, the respective refractive indices are n3 <n1 <
An optical splitter / coupler set to a value satisfying the relationship of n2.
【請求項9】 前記第一の光導波手段の断面積は前記第
二の光導波手段の断面積よりも大きいことを特徴とする
請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の光分岐結合
器。
9. The optical branching device according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the first optical waveguide is larger than a cross-sectional area of the second optical waveguide. Combiner.
【請求項10】 光ファイバに結合された光分岐結合器
と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器か
らの光信号を検出する光検出器と、前記光分岐結合器に
結合されて前記光分岐結合器に光信号を出力する光源と
を備え、前記光分岐結合器として、請求項1乃至9のう
ちいずれか1項に記載の光分岐結合器を有してなること
を特徴とする光伝送装置。
10. An optical coupler coupled to an optical fiber, a photodetector coupled to the optical coupler for detecting an optical signal from the optical coupler, and coupled to the optical coupler. And a light source for outputting an optical signal to the optical branching / coupling device, wherein the optical branching / coupling device includes the optical branching / combining device according to any one of claims 1 to 9. Characteristic optical transmission device.
【請求項11】 通信路となる光ファイバに結合された
光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光
分岐結合器からの光信号を検出する光検出器と、前記光
分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器に光信号を出
力する光源と、前記光検出器の検出による光信号を復調
する複数の復調回路と、データを変調して変調された信
号を前記光源に出力する複数の変調回路と、前記複数の
復調回路からの信号を基に前記各復調回路と前記各変調
回路の動作を制御するとともにデータを前記複数の変調
回路に出力する制御回路とを備え、前記制御回路は、前
記光検出器の検出による光信号の状態に応じて全二重光
通信による制御と半二重光通信による制御とを切り替え
てなる光通信装置であって、前記光分岐結合器として、
請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の光分岐結合
器を有してなることを特徴とする光通信装置。
11. An optical splitter / coupler coupled to an optical fiber serving as a communication path; a photodetector coupled to the optical splitter / coupler for detecting an optical signal from the optical splitter / coupler; A light source coupled to a coupler for outputting an optical signal to the optical branching coupler; a plurality of demodulating circuits for demodulating an optical signal detected by the photodetector; and a light source for modulating data and modulating the signal. A plurality of modulation circuits that output data to the plurality of demodulation circuits, and a control circuit that controls operations of the demodulation circuits and the modulation circuits based on signals from the plurality of demodulation circuits and outputs data to the plurality of modulation circuits. The control circuit is an optical communication device that switches between control by full-duplex optical communication and control by half-duplex optical communication in accordance with the state of an optical signal detected by the photodetector, wherein the optical branching coupler As
An optical communication device comprising the optical branching coupler according to any one of claims 1 to 9.
【請求項12】 前記制御回路は、前記光検出器の検出
による光信号の光量が所定の光量よりも大きいときには
全二重光通信による制御を実行し、それ以外のときには
半二重光通信による制御を実行してなることを特徴とす
る請求項11に記載の光通信装置。
12. The control circuit executes control by full-duplex optical communication when the light amount of the optical signal detected by the photodetector is larger than a predetermined light amount; otherwise, the control circuit performs control by half-duplex optical communication. The optical communication device according to claim 11, wherein the optical communication device is executed.
【請求項13】 第一の筒体と、前記第一の筒体から分
岐されて前記第一の筒体よりも断面積の小さい第二の筒
体と、前記第一の筒体の軸方向端部と前記第二の筒体の
軸方向端部とを結ぶ結合体とを有する射出成形型のうち
前記第一の筒体の開口側から前記第一の筒体と前記第二
の筒体および前記結合体にコア材を注入してコア部を形
成し、前記コア部の外周側にクラッド材を充填してクラ
ッド部を形成し、その後、前記結合体に対応するコア部
とクラッド部を除去して光分岐結合器を製造する光分岐
結合器の製造方法。
13. A first cylinder, a second cylinder branched from the first cylinder and having a smaller sectional area than the first cylinder, and an axial direction of the first cylinder. The first cylindrical body and the second cylindrical body from the opening side of the first cylindrical body in the injection molding die having an end portion and a combined body connecting an axial end portion of the second cylindrical body. And forming a core portion by injecting a core material into the combined body, forming a clad portion by filling the outer peripheral side of the core portion with a clad material, and then forming a core portion and a clad portion corresponding to the combined body. A method of manufacturing an optical branching coupler that removes the optical branching coupler.
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WO2018066349A1 (en) * 2016-10-03 2018-04-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Communication device, communication method, and electronic apparatus
JP2018185467A (en) * 2017-04-27 2018-11-22 アダマンド並木精密宝石株式会社 Optical branch coupler and optical transmitter receiver module

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