JP2002323643A - 双方向光通信器および双方向光通信装置 - Google Patents
双方向光通信器および双方向光通信装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送距離による受信効率の変動を少なくし
て、伝送距離の制限を少なくできると共に、送受信光間
の混信を低減できる安価で小型の双方向光通信器および
双方向光通信装置を提供する。 【解決手段】 送信光８の光軸と光ファイバ２の光軸と
のなす角度をθL、位置Ｓにおける光ファイバ２端面の
垂線と光ファイバ２の光軸とのなす角度をθ T、送信光
８の光ファイバ２に入射する前の開口数をＮＡ、光ファ
イバ２のコアの屈折率をｎf、空気の屈折率をｎ０とし
て、光ファイバ２の光軸に対して入射後の送信光８の開
口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、θfb≦０≦θfaまたはθfa≦０≦θfb
を満足する。
て、伝送距離の制限を少なくできると共に、送受信光間
の混信を低減できる安価で小型の双方向光通信器および
双方向光通信装置を提供する。 【解決手段】 送信光８の光軸と光ファイバ２の光軸と
のなす角度をθL、位置Ｓにおける光ファイバ２端面の
垂線と光ファイバ２の光軸とのなす角度をθ T、送信光
８の光ファイバ２に入射する前の開口数をＮＡ、光ファ
イバ２のコアの屈折率をｎf、空気の屈折率をｎ０とし
て、光ファイバ２の光軸に対して入射後の送信光８の開
口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、θfb≦０≦θfaまたはθfa≦０≦θfb
を満足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、双方向に光信号
を送受信する双方向光通信器および双方向光通信装置に
関し、詳しくはプラスチック光ファイバ等のマルチモー
ド光ファイバを伝送媒体とする家庭内通信や電子機器間
通信およびＬＡＮ(Local Area Network：ローカル・エ
リア・ネットワーク)等に用いられる双方向光通信器お
よび双方向光通信装置に関する。
を送受信する双方向光通信器および双方向光通信装置に
関し、詳しくはプラスチック光ファイバ等のマルチモー
ド光ファイバを伝送媒体とする家庭内通信や電子機器間
通信およびＬＡＮ(Local Area Network：ローカル・エ
リア・ネットワーク)等に用いられる双方向光通信器お
よび双方向光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報化社会の進展に伴い、光ファイバに
よるネットワーク技術が注目されている。特に近年のＰ
ＯＦ(Plastic Optical Fiber：プラスチック光ファイ
バ)の低損失化・広帯域化に伴い、家庭内通信やＬＡＮ
への応用が進んでいる。従来、光ファイバを伝送媒体と
して同一波長の信号光の送受信を行う光通信装置では、
二本の光ファイバを用いた全二重方式が主流であった。
しかし、二本の光ファイバを用いた場合、光通信器の小
型化が困難であることや、伝送距離が長くなるに伴って
光ファイバのコストが高くなるという問題がある。この
ため、一本の光ファイバを用いて、全二重方式の光通信
を行う双方向光通信器が提案されている。
よるネットワーク技術が注目されている。特に近年のＰ
ＯＦ(Plastic Optical Fiber：プラスチック光ファイ
バ)の低損失化・広帯域化に伴い、家庭内通信やＬＡＮ
への応用が進んでいる。従来、光ファイバを伝送媒体と
して同一波長の信号光の送受信を行う光通信装置では、
二本の光ファイバを用いた全二重方式が主流であった。
しかし、二本の光ファイバを用いた場合、光通信器の小
型化が困難であることや、伝送距離が長くなるに伴って
光ファイバのコストが高くなるという問題がある。この
ため、一本の光ファイバを用いて、全二重方式の光通信
を行う双方向光通信器が提案されている。
【０００３】このような一本の光ファイバを用いる双方
向光通信器では、送信・受信を同一の光ファイバで行う
ことから、送信光と受信光の混信を防止することが重要
となるが、受信光に送信光が混信する原因としては、 送信光が光ファイバに入射するときに光ファイバ端
面で反射する場合(以下、「近端反射」という) 光ファイバを伝播した送信光が光ファイバより出射
するときに光ファイバ端面で反射する場合(以下、「遠
端反射」という) 通信相手の双方向光通信器からの反射する場合(以
下、「相手モジュール反射」という) 双方向光通信器内での内部散乱光による場合(以
下、「迷光」という)がある。
向光通信器では、送信・受信を同一の光ファイバで行う
ことから、送信光と受信光の混信を防止することが重要
となるが、受信光に送信光が混信する原因としては、 送信光が光ファイバに入射するときに光ファイバ端
面で反射する場合(以下、「近端反射」という) 光ファイバを伝播した送信光が光ファイバより出射
するときに光ファイバ端面で反射する場合(以下、「遠
端反射」という) 通信相手の双方向光通信器からの反射する場合(以
下、「相手モジュール反射」という) 双方向光通信器内での内部散乱光による場合(以
下、「迷光」という)がある。
【０００４】上記〜のうち、の遠端反射は、光フ
ァイバの端面形状によって決定されるものであり、双方
向光通信器の構造による遠端反射の抑圧は困難である。
例えば、プラスチック光ファイバでは、その端面が光軸
に対して垂直な平面形状である場合、コアと空気との屈
折率の違いにより、光ファイバからの出射光に対して約
４％の遠端反射が生じる。このため、光ファイバの端面
を加工することにより遠端反射を低減する方法が知られ
ている。この遠端反射を低減する光ファイバの端面形状
としては、特開平１１−７２６２２号公報に開示されて
いるように、球面や楕円面のような曲面形状が遠端反射
を低減するのに効果があることが知られている。
ァイバの端面形状によって決定されるものであり、双方
向光通信器の構造による遠端反射の抑圧は困難である。
例えば、プラスチック光ファイバでは、その端面が光軸
に対して垂直な平面形状である場合、コアと空気との屈
折率の違いにより、光ファイバからの出射光に対して約
４％の遠端反射が生じる。このため、光ファイバの端面
を加工することにより遠端反射を低減する方法が知られ
ている。この遠端反射を低減する光ファイバの端面形状
としては、特開平１１−７２６２２号公報に開示されて
いるように、球面や楕円面のような曲面形状が遠端反射
を低減するのに効果があることが知られている。
【０００５】また、従来より提案されている一本の光フ
ァイバで全二重通信が可能な双方向光通信器としては、
特開平１１−２７２１７号公報,特開平１１−２３７５
３５号公報および特開平１１−３５２３６４号公報に開
示されているように、送信光を光ファイバの端面の中心
から半径方向にずれた位置に送信光を入射させて、光フ
ァイバから反射する光(近端反射)が入射しない位置に受
光素子を配置する方法がある。これについて、図１４に
示す双方向光通信器に基づいて説明する。
ァイバで全二重通信が可能な双方向光通信器としては、
特開平１１−２７２１７号公報,特開平１１−２３７５
３５号公報および特開平１１−３５２３６４号公報に開
示されているように、送信光を光ファイバの端面の中心
から半径方向にずれた位置に送信光を入射させて、光フ
ァイバから反射する光(近端反射)が入射しない位置に受
光素子を配置する方法がある。これについて、図１４に
示す双方向光通信器に基づいて説明する。
【０００６】図１４において、発光素子３０４から出射
された送信光３１３は、レンズ３０６により集光される
と共に、立上げミラー３０８により光路変換されて、光
ファイバ３０２端面の中心からずれた位置に入射され
る。一方、光ファイバ３０２から出射される受信光３０
９は、光ファイバ３０２に対向して配置された受光素子
３０５に結合される。上記立上げミラー３０８により光
路変換された送信光３１３は、光ファイバ３０２の外周
方向から中心方向に傾斜して光ファイバ３０２に入射さ
れる。このため、光ファイバ３０２で反射された反射光
３１７は、光ファイバ３０２の外周方向に向かい、受光
素子３０５以外の部分に照射され、近端反射による混信
を防止することができる。また、送信光３１３の開口数
(ＮＡ)を小さくすることにより、反射光３１７の広がり
を少なくすることができ、より確実に近端反射を防止で
きる。
された送信光３１３は、レンズ３０６により集光される
と共に、立上げミラー３０８により光路変換されて、光
ファイバ３０２端面の中心からずれた位置に入射され
る。一方、光ファイバ３０２から出射される受信光３０
９は、光ファイバ３０２に対向して配置された受光素子
３０５に結合される。上記立上げミラー３０８により光
路変換された送信光３１３は、光ファイバ３０２の外周
方向から中心方向に傾斜して光ファイバ３０２に入射さ
れる。このため、光ファイバ３０２で反射された反射光
３１７は、光ファイバ３０２の外周方向に向かい、受光
素子３０５以外の部分に照射され、近端反射による混信
を防止することができる。また、送信光３１３の開口数
(ＮＡ)を小さくすることにより、反射光３１７の広がり
を少なくすることができ、より確実に近端反射を防止で
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
に示す双方向光通信器を端面が球面等の曲面形状の光フ
ァイバの場合に適用しようとすると次のような問題が生
じる。
に示す双方向光通信器を端面が球面等の曲面形状の光フ
ァイバの場合に適用しようとすると次のような問題が生
じる。
【０００８】上記光ファイバに入射した送信光は、光フ
ァイバのコアと外部(空気)との屈折率の違いにより屈折
する。例えば、端面が球面の光ファイバでは、光ファイ
バの端面の中心から半径方向にずれた位置に入射した送
信光は、光ファイバの中心方向に向かって屈折し、その
屈折角は送信光の光ファイバヘの入射位置が光ファイバ
の外周部になる程大きくなる。この場合、図１５に示す
ように、光ファイバ２中の送信光８は、光ファイバ２の
光軸に対して角度が大きい成分(高次モード)が大半とな
り、光ファイバ２の光軸に対して角度が小さい成分(低
次モード)が少なくなる。通常、送信光８のモードは光
ファイバ２を伝搬中に変換されるため、光ファイバ２か
らの出射光の分布は、入射光の状態に影響されず光ファ
イバ２の特性のみで決定される。このため、送信光８
は、光ファイバ２に結合する条件(光ファイバ２の開口
数ＮＡより送信光８の開口数ＮＡを小さくする)のみを
考慮して光ファイバ２に入射すればよかった。しかしな
がら、近年、機器間伝送等においても必要伝送容量が増
大したことから、伝搬距離が１ｍ程度と短い場合にも光
ファイバを用いた通信が適用されるようになり、新たな
問題が発生している。すなわち、伝送距離が短い場合、
十分にモードが変換されないため、その出射光は入射光
の状態を大きく反映したものとなり、例えば、図１５に
示すように、光ファイバ２の球面形状の端面の中心から
半径方向にずれた位置に送信光８を入射した場合、その
出射光の放射強度分布は、図１６の実線で示すように、
光ファイバの中心部から放射される光量が少なく、外周
部の光量が多いリング形状の分布となる。特にＰＯＦの
ように大口径でモード数の多い光ファイバではこの影響
が大きくなる。
ァイバのコアと外部(空気)との屈折率の違いにより屈折
する。例えば、端面が球面の光ファイバでは、光ファイ
バの端面の中心から半径方向にずれた位置に入射した送
信光は、光ファイバの中心方向に向かって屈折し、その
屈折角は送信光の光ファイバヘの入射位置が光ファイバ
の外周部になる程大きくなる。この場合、図１５に示す
ように、光ファイバ２中の送信光８は、光ファイバ２の
光軸に対して角度が大きい成分(高次モード)が大半とな
り、光ファイバ２の光軸に対して角度が小さい成分(低
次モード)が少なくなる。通常、送信光８のモードは光
ファイバ２を伝搬中に変換されるため、光ファイバ２か
らの出射光の分布は、入射光の状態に影響されず光ファ
イバ２の特性のみで決定される。このため、送信光８
は、光ファイバ２に結合する条件(光ファイバ２の開口
数ＮＡより送信光８の開口数ＮＡを小さくする)のみを
考慮して光ファイバ２に入射すればよかった。しかしな
がら、近年、機器間伝送等においても必要伝送容量が増
大したことから、伝搬距離が１ｍ程度と短い場合にも光
ファイバを用いた通信が適用されるようになり、新たな
問題が発生している。すなわち、伝送距離が短い場合、
十分にモードが変換されないため、その出射光は入射光
の状態を大きく反映したものとなり、例えば、図１５に
示すように、光ファイバ２の球面形状の端面の中心から
半径方向にずれた位置に送信光８を入射した場合、その
出射光の放射強度分布は、図１６の実線で示すように、
光ファイバの中心部から放射される光量が少なく、外周
部の光量が多いリング形状の分布となる。特にＰＯＦの
ように大口径でモード数の多い光ファイバではこの影響
が大きくなる。
【０００９】一方、伝送距離が長い場合や、光ファイバ
の中央に送信光を入射した場合は、図１６の破線で示す
ように、光ファイバの中心からの放射強度が強い分布と
なる。このように、伝送距離や送信光の入射条件により
光ファイバからの出射光の放射強度分布が大きく変化す
ると、受光素子の配置によりどちらかの場合に受信効率
が大幅に悪化するため、ダイナミックレンジを超えてし
まうという問題がある。特に、一本の光ファイバで全二
重通信を行う双方向光通信器では、送信光を光ファイバ
端面の中心から半径方向ずれた位置に入射するため、受
信効率の変動が大きくなったり、伝送距離の制限が生じ
てしまうという問題がある。
の中央に送信光を入射した場合は、図１６の破線で示す
ように、光ファイバの中心からの放射強度が強い分布と
なる。このように、伝送距離や送信光の入射条件により
光ファイバからの出射光の放射強度分布が大きく変化す
ると、受光素子の配置によりどちらかの場合に受信効率
が大幅に悪化するため、ダイナミックレンジを超えてし
まうという問題がある。特に、一本の光ファイバで全二
重通信を行う双方向光通信器では、送信光を光ファイバ
端面の中心から半径方向ずれた位置に入射するため、受
信効率の変動が大きくなったり、伝送距離の制限が生じ
てしまうという問題がある。
【００１０】さらに、従来の双方向光通信器では、相手
モジュール反射の低減方法が開示されておらず、相手モ
ジュール反射による混信も問題となっている。
モジュール反射の低減方法が開示されておらず、相手モ
ジュール反射による混信も問題となっている。
【００１１】そこで、この発明の目的は、一本の光ファ
イバによる全二重方式の双方向通信が可能であり、伝送
距離による受信効率の変動を少なくして、伝送距離の制
限を少なくできると共に、送受信光間の混信を低減でき
る安価で小型の双方向光通信器および双方向光通信装置
を提供することにある。
イバによる全二重方式の双方向通信が可能であり、伝送
距離による受信効率の変動を少なくして、伝送距離の制
限を少なくできると共に、送受信光間の混信を低減でき
る安価で小型の双方向光通信器および双方向光通信装置
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の双方向光通信器は、端面が凸曲面形状で
ある一本の光ファイバを伝送媒体として光信号の送受信
を行う双方向光通信器において、送信光を生成する発光
素子と、上記発光素子から出射された送信光を集光して
上記光ファイバに結合させる集光部材と、上記光ファイ
バから出射される受信光を受光する受光素子とを備え、
上記光ファイバに入射する前の送信光の光軸と上記光フ
ァイバの光軸とのなす角度をθL、上記送信光が上記光
ファイバに結合する位置における上記光ファイバ端面の
垂線と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθT、上記
集光部材により集光された送信光の上記光ファイバに入
射する前の開口数をＮＡ、上記光ファイバのコアの屈折
率をｎf、上記送信光が上記光ファイバに入射する前に
通過する空間の屈折率をｎ０として、上記光ファイバの
光軸に対して上記光ファイバに入射後の送信光の開口数
ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、 θfb≦０≦θfa または θfa≦０≦θfb を満足することを特徴としている。
め、この発明の双方向光通信器は、端面が凸曲面形状で
ある一本の光ファイバを伝送媒体として光信号の送受信
を行う双方向光通信器において、送信光を生成する発光
素子と、上記発光素子から出射された送信光を集光して
上記光ファイバに結合させる集光部材と、上記光ファイ
バから出射される受信光を受光する受光素子とを備え、
上記光ファイバに入射する前の送信光の光軸と上記光フ
ァイバの光軸とのなす角度をθL、上記送信光が上記光
ファイバに結合する位置における上記光ファイバ端面の
垂線と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθT、上記
集光部材により集光された送信光の上記光ファイバに入
射する前の開口数をＮＡ、上記光ファイバのコアの屈折
率をｎf、上記送信光が上記光ファイバに入射する前に
通過する空間の屈折率をｎ０として、上記光ファイバの
光軸に対して上記光ファイバに入射後の送信光の開口数
ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、 θfb≦０≦θfa または θfa≦０≦θfb を満足することを特徴としている。
【００１３】上記構成の双方向光通信器によれば、上記
光ファイバの光軸に対して光ファイバに入射後の送信光
の開口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが
上記条件を満たすように、送信光を光ファイバに入射さ
せることによって、光ファイバに入射した送信光が低次
モードを含むため、光ファイバの他端から出射する放射
光の分布が光ファイバの中心部より周辺部が強いリング
状分布とならずに、伝送距離の短い光ファイバでも出射
光が放射角度０゜で最大放射強度となる分布とすること
ができる。したがって、光ファイバからの出射光の放射
強度分布の変動を低減でき、伝送距離による受信効率の
変動を抑制して伝送距離の制限を少なくできる。
光ファイバの光軸に対して光ファイバに入射後の送信光
の開口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが
上記条件を満たすように、送信光を光ファイバに入射さ
せることによって、光ファイバに入射した送信光が低次
モードを含むため、光ファイバの他端から出射する放射
光の分布が光ファイバの中心部より周辺部が強いリング
状分布とならずに、伝送距離の短い光ファイバでも出射
光が放射角度０゜で最大放射強度となる分布とすること
ができる。したがって、光ファイバからの出射光の放射
強度分布の変動を低減でき、伝送距離による受信効率の
変動を抑制して伝送距離の制限を少なくできる。
【００１４】また、一実施形態の双方向光通信器は、上
記送信光の光軸を上記光ファイバの中心軸側から外周側
に向って傾斜させて、上記送信光を上記光ファイバの端
面に入射することを特徴としている。
記送信光の光軸を上記光ファイバの中心軸側から外周側
に向って傾斜させて、上記送信光を上記光ファイバの端
面に入射することを特徴としている。
【００１５】上記実施形態の双方向光通信器によれば、
上記送信光の光軸を光ファイバの中心軸側から外周側に
向って傾斜させて、送信光を光ファイバの端面に入射す
ることによって、送信光を光ファイバの端面のより外周
側に入射させることができるため、送信領域を小さくし
て受信領域を拡大することにより受信効率を向上でき
る。また、送信光が入射される光ファイバ端面からの反
射光を光ファイバの外側に向けることができることか
ら、近端反射の抑制効果がある。
上記送信光の光軸を光ファイバの中心軸側から外周側に
向って傾斜させて、送信光を光ファイバの端面に入射す
ることによって、送信光を光ファイバの端面のより外周
側に入射させることができるため、送信領域を小さくし
て受信領域を拡大することにより受信効率を向上でき
る。また、送信光が入射される光ファイバ端面からの反
射光を光ファイバの外側に向けることができることか
ら、近端反射の抑制効果がある。
【００１６】また、一実施形態の双方向光通信器は、上
記集光部材と上記光ファイバとの間に配置され、上記光
ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記
送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変換
部材を備えたことを特徴としている。
記集光部材と上記光ファイバとの間に配置され、上記光
ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記
送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変換
部材を備えたことを特徴としている。
【００１７】上記実施形態の双方向光通信器によれば、
上記集光部材と光ファイバとの間に配置された光路変換
部材によって、上記光ファイバの端面の中心から半径方
向にずれた位置に上記送信光を導くようにその送信光の
光路を変えるので、送信光の光ファイバヘの入射角度の
最適化が容易に行え、また、双方向光通信器の小型化や
受信領域の拡大による受信効率の向上が図れる。
上記集光部材と光ファイバとの間に配置された光路変換
部材によって、上記光ファイバの端面の中心から半径方
向にずれた位置に上記送信光を導くようにその送信光の
光路を変えるので、送信光の光ファイバヘの入射角度の
最適化が容易に行え、また、双方向光通信器の小型化や
受信領域の拡大による受信効率の向上が図れる。
【００１８】また、一実施形態の双方向光通信器は、上
記光路変換部材が、上記送信光を屈折させることにより
その送信光の光路を変えるプリズムであることを特徴と
している。
記光路変換部材が、上記送信光を屈折させることにより
その送信光の光路を変えるプリズムであることを特徴と
している。
【００１９】上記実施形態の双方向光通信器によれば、
上記送信光を屈折させることによりその送信光の光路を
変えるプリズムを上記光ファイバの近傍に配置すること
によって、光ファイバの直前で光路変換を行えるため送
信部と受信部の配置の自由度を増すことができると共
に、プリズムの傾斜角を適宜設定することにより相手モ
ジュール反射を低減できる。
上記送信光を屈折させることによりその送信光の光路を
変えるプリズムを上記光ファイバの近傍に配置すること
によって、光ファイバの直前で光路変換を行えるため送
信部と受信部の配置の自由度を増すことができると共
に、プリズムの傾斜角を適宜設定することにより相手モ
ジュール反射を低減できる。
【００２０】また、一実施形態の双方向光通信器は、上
記集光部材が、上記光ファイバの端面の中心から半径方
向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光の
光路を変える光路変換機能を有することを特徴としてい
る。
記集光部材が、上記光ファイバの端面の中心から半径方
向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光の
光路を変える光路変換機能を有することを特徴としてい
る。
【００２１】上記実施形態の双方向光通信器によれば、
上記集光部材が有する光路変換機能によって、上記光フ
ァイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に送信光
を導くように送信光の光路を変えて、送信光の集光と光
路変換を１つの部材で行えるので、低コスト化と小型化
ができる。
上記集光部材が有する光路変換機能によって、上記光フ
ァイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に送信光
を導くように送信光の光路を変えて、送信光の集光と光
路変換を１つの部材で行えるので、低コスト化と小型化
ができる。
【００２２】また、一実施形態の双方向光通信器は、上
記集光部材が、上記送信光を反射させることによりその
送信光の光路を変えて上記送信光の集光を行う凹曲面形
状の反射ミラーであることを特徴としている。
記集光部材が、上記送信光を反射させることによりその
送信光の光路を変えて上記送信光の集光を行う凹曲面形
状の反射ミラーであることを特徴としている。
【００２３】上記実施形態の双方向光通信器によれば、
上記送信光を反射させることによりその送信光の光路を
変えて送信光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーを上
記光ファイバの近傍に配置することによって、その反射
ミラーにより光ファイバの直前で光路変換を行えるた
め、送信部と受信部の配置の自由度を増すことができ
る。
上記送信光を反射させることによりその送信光の光路を
変えて送信光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーを上
記光ファイバの近傍に配置することによって、その反射
ミラーにより光ファイバの直前で光路変換を行えるた
め、送信部と受信部の配置の自由度を増すことができ
る。
【００２４】また、この発明の双方向光通信装置は、光
ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双
方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として上
記複数の双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向
光通信装置であって、上記複数の双方向光通信器の少な
くとも１つが上記双方向光通信器であることを特徴とし
ている。
ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双
方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として上
記複数の双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向
光通信装置であって、上記複数の双方向光通信器の少な
くとも１つが上記双方向光通信器であることを特徴とし
ている。
【００２５】上記構成の双方向光通信装置によれば、光
ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双
方向通信器の少なくとも1つに上記双方向光通信器を用
いることによって、一本の光ファイバで全二重方式の通
信を行うことができ、伝送距離による受信効率の変動を
少なくして、伝送距離の制限を少なくできる安価で小型
の双方向光通信装置を実現できる。
ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双
方向通信器の少なくとも1つに上記双方向光通信器を用
いることによって、一本の光ファイバで全二重方式の通
信を行うことができ、伝送距離による受信効率の変動を
少なくして、伝送距離の制限を少なくできる安価で小型
の双方向光通信装置を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の双方向光通信器
および双方向光通信装置を図示の実施の形態により詳細
に説明する。
および双方向光通信装置を図示の実施の形態により詳細
に説明する。
【００２７】(第１実施形態)図１はこの発明の第１実施
形態の双方向光通信器を用いた双方向光通信装置の基本
構成を示す概略図である。この双方向光通信装置３は、
図１に示すように、伝送するデータ信号に基づく、伝送
に適した変調光を双方向に伝送するための一本の光ファ
イバ２と、その光ファイバ２の両端に光学的に結合する
ように、それぞれ接続された双方向光通信器１とを備え
ている。
形態の双方向光通信器を用いた双方向光通信装置の基本
構成を示す概略図である。この双方向光通信装置３は、
図１に示すように、伝送するデータ信号に基づく、伝送
に適した変調光を双方向に伝送するための一本の光ファ
イバ２と、その光ファイバ２の両端に光学的に結合する
ように、それぞれ接続された双方向光通信器１とを備え
ている。
【００２８】図２は上記双方向光通信器１の概略構成を
示す断面図である。この双方向光通信器１は、データ信
号に基づく変調光である送信光８を生成する発光素子４
と、上記光ファイバ２からの受信光９を受光してデータ
信号を生成する受光素子５と、上記発光素子４から出射
される送信光８を集光して光ファイバ２に結合させる集
光部材としての送信レンズ６と、光ファイバ２から出射
される受信光９を反射して受光素子５に結合させる反射
ミラー７とを有している。上記送信レンズ６および反射
ミラー７は共に光学部材１０に形成されている。上記発
光素子４は、ＳｉＣ等の放熱特性に優れたサブマウント
１２上に配置されている。これらの構成部材(発光素子
４,受光素子５,光学部材１０およびサブマウント１２)
は、ステム１３上に位置合わせされて配置されている。
そして、上記ステム１３を図示しない制御回路に電気的
に接続している。
示す断面図である。この双方向光通信器１は、データ信
号に基づく変調光である送信光８を生成する発光素子４
と、上記光ファイバ２からの受信光９を受光してデータ
信号を生成する受光素子５と、上記発光素子４から出射
される送信光８を集光して光ファイバ２に結合させる集
光部材としての送信レンズ６と、光ファイバ２から出射
される受信光９を反射して受光素子５に結合させる反射
ミラー７とを有している。上記送信レンズ６および反射
ミラー７は共に光学部材１０に形成されている。上記発
光素子４は、ＳｉＣ等の放熱特性に優れたサブマウント
１２上に配置されている。これらの構成部材(発光素子
４,受光素子５,光学部材１０およびサブマウント１２)
は、ステム１３上に位置合わせされて配置されている。
そして、上記ステム１３を図示しない制御回路に電気的
に接続している。
【００２９】上記発光素子４により生成された送信光８
は、発光素子４の放射角度にしたがって放射状に発散す
る。その後、送信光８は、送信レンズ６で任意の開口数
に変換されて集光され、光学部材１０を通過して、端面
が球面形状の光ファイバ２に結合する。上記光ファイバ
２から出射される受信光９は、反射ミラー７により受光
素子５方向に反射されると共に、曲率を有する反射ミラ
ー７により集光されて受光素子５に結合する。このよう
に、送信光８と受信光９とを光ファイバ２の口径内で空
間的に分離する場合、光ファイバ２の送信光８が入射す
る位置から出射される受信光９は受光素子５に結合しな
いため、送信光８が入射する光ファイバ２の位置は、光
ファイバ２の端面の外周側とし、かつ、送信領域を小面
積とすることで、受信光９を効率良く受光素子５に結合
できるようになる。
は、発光素子４の放射角度にしたがって放射状に発散す
る。その後、送信光８は、送信レンズ６で任意の開口数
に変換されて集光され、光学部材１０を通過して、端面
が球面形状の光ファイバ２に結合する。上記光ファイバ
２から出射される受信光９は、反射ミラー７により受光
素子５方向に反射されると共に、曲率を有する反射ミラ
ー７により集光されて受光素子５に結合する。このよう
に、送信光８と受信光９とを光ファイバ２の口径内で空
間的に分離する場合、光ファイバ２の送信光８が入射す
る位置から出射される受信光９は受光素子５に結合しな
いため、送信光８が入射する光ファイバ２の位置は、光
ファイバ２の端面の外周側とし、かつ、送信領域を小面
積とすることで、受信光９を効率良く受光素子５に結合
できるようになる。
【００３０】また、上記光学部材１０は、送信光８が出
射する面に光ファイバ２の光軸に対して傾斜した光路変
換部材としてのプリズム１１を有しており、送信光８を
屈折させることでその光路を変換して光ファイバ２の端
面に入射させている。また、反射ミラー７の一部(遮光
部１６)は、光ファイバ２に接触または近接させて配置
されている。
射する面に光ファイバ２の光軸に対して傾斜した光路変
換部材としてのプリズム１１を有しており、送信光８を
屈折させることでその光路を変換して光ファイバ２の端
面に入射させている。また、反射ミラー７の一部(遮光
部１６)は、光ファイバ２に接触または近接させて配置
されている。
【００３１】上記光ファイバ２に入射する送信光８の一
部は、光ファイバ２の端面で反射される。一方、送信光
８の光ファイバ２での反射光は、反射ミラー７の遮光部
１６により遮光されて、受光素子５に結合せず、近端反
射による混信を防止することができる。
部は、光ファイバ２の端面で反射される。一方、送信光
８の光ファイバ２での反射光は、反射ミラー７の遮光部
１６により遮光されて、受光素子５に結合せず、近端反
射による混信を防止することができる。
【００３２】また、一本の光ファイバ２により、空間的
に送受信光を分離する場合、図３に示すように、光ファ
イバ２の送信光８が結合する送信領域を小さくすること
により、受信領域が大きくなり、利用できる受信光９を
増加させることができ、受信効率の良い双方向光通信器
１を得ることができる。そのためには、送信光８と受信
光９との分離を、いかに光の損失を少なく行うかが重要
となる。この第１実施形態で示した方式では、薄膜の反
射ミラー７により送受信光の分離を行なっているため、
遮光部の損失を実質的に零とすることができる。また、
反射ミラー７の極近傍に送信光８を通過させることが可
能となり、送信領域と受信領域の境界をほとんどなくす
ことができ、受信領域をより拡大することが可能とな
る。
に送受信光を分離する場合、図３に示すように、光ファ
イバ２の送信光８が結合する送信領域を小さくすること
により、受信領域が大きくなり、利用できる受信光９を
増加させることができ、受信効率の良い双方向光通信器
１を得ることができる。そのためには、送信光８と受信
光９との分離を、いかに光の損失を少なく行うかが重要
となる。この第１実施形態で示した方式では、薄膜の反
射ミラー７により送受信光の分離を行なっているため、
遮光部の損失を実質的に零とすることができる。また、
反射ミラー７の極近傍に送信光８を通過させることが可
能となり、送信領域と受信領域の境界をほとんどなくす
ことができ、受信領域をより拡大することが可能とな
る。
【００３３】次に、図４に基づいて近端反射および迷光
の防止原理を説明する。 図４に示すように、送信光８を光学部材１０のプリズム
１１で屈折させて、その屈折した送信光８の光軸を光フ
ァイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送
信光８を光ファイバ２の端面に入射する。その光ファイ
バ２の端面からの反射光１７の大半は、受光素子５とは
逆方向の光ファイバ２の外周側に向かって反射されるた
め、近端反射による混信が生じにくくなる。すなわち、
近端反射を防止するためには、送信光８の光軸を光ファ
イバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信
光８を光ファイバ２の端面に入射させることが好まし
い。しかし、送信光８の開口数ＮＡによる広がりや光フ
ァイバ２の端面汚れ等による散乱光２２は、受光素子５
側に反射されるため混信の原因となる。この第１実施形
態では、光学部材１０のプリズム１１の先端であり、か
つ、反射ミラー７の一部である遮光部１６は、光ファイ
バ２に接触するか、または、数十〜数百μｍ離れた位置
に設置されているため、上記散乱光２２を含む反射光１
７は、反射ミラー７の受信光９が入射する側とは反対の
面により反射(遮光)され、受光素子５側に入射するのを
防止する。
の防止原理を説明する。 図４に示すように、送信光８を光学部材１０のプリズム
１１で屈折させて、その屈折した送信光８の光軸を光フ
ァイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送
信光８を光ファイバ２の端面に入射する。その光ファイ
バ２の端面からの反射光１７の大半は、受光素子５とは
逆方向の光ファイバ２の外周側に向かって反射されるた
め、近端反射による混信が生じにくくなる。すなわち、
近端反射を防止するためには、送信光８の光軸を光ファ
イバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信
光８を光ファイバ２の端面に入射させることが好まし
い。しかし、送信光８の開口数ＮＡによる広がりや光フ
ァイバ２の端面汚れ等による散乱光２２は、受光素子５
側に反射されるため混信の原因となる。この第１実施形
態では、光学部材１０のプリズム１１の先端であり、か
つ、反射ミラー７の一部である遮光部１６は、光ファイ
バ２に接触するか、または、数十〜数百μｍ離れた位置
に設置されているため、上記散乱光２２を含む反射光１
７は、反射ミラー７の受信光９が入射する側とは反対の
面により反射(遮光)され、受光素子５側に入射するのを
防止する。
【００３４】また、発光素子４から放射された送信光８
の一部は、送信レンズ６に入射せずに迷光１８となって
双方向光通信器１内を散乱する。しかし、受光素子５
は、反射ミラー７により、発光素子４がある側の光学部
材１０から光学的に分離されていることから、迷光１８
が受光素子５に結合するのを防止することができる。さ
らに、上記発光素子４の組み立て公差により、発光素子
４の位置ずれが生じた場合でも、予期しない迷光１８が
受光素子５に入射することがないため、発光素子４の組
み立て公差を大きくすることができ、組み立てコストを
低減することができる。また、反射光１７も迷光となっ
て双方向光通信器１内を散乱するが、同様の理由により
受光素子５に結合しない。すなわち、反射ミラー７は、
受信光９を反射・集光して受光素子５に結合させると共
に、反射光１７や散乱光２２、迷光１８を受光素子５か
ら光学的に分離する働きを有している。この反射ミラー
７は、光学部材１０にアルミニウム等の薄膜を蒸着法等
により成膜したものを使用している。さらには、反射ミ
ラー７により受光素子５が分離されていることから、迷
光の影響を気にすることなく、発光素子５の配置を決定
することができ、双方向光通信器１の設計自由度が増
し、組立て調整が容易な配置にすることができる。
の一部は、送信レンズ６に入射せずに迷光１８となって
双方向光通信器１内を散乱する。しかし、受光素子５
は、反射ミラー７により、発光素子４がある側の光学部
材１０から光学的に分離されていることから、迷光１８
が受光素子５に結合するのを防止することができる。さ
らに、上記発光素子４の組み立て公差により、発光素子
４の位置ずれが生じた場合でも、予期しない迷光１８が
受光素子５に入射することがないため、発光素子４の組
み立て公差を大きくすることができ、組み立てコストを
低減することができる。また、反射光１７も迷光となっ
て双方向光通信器１内を散乱するが、同様の理由により
受光素子５に結合しない。すなわち、反射ミラー７は、
受信光９を反射・集光して受光素子５に結合させると共
に、反射光１７や散乱光２２、迷光１８を受光素子５か
ら光学的に分離する働きを有している。この反射ミラー
７は、光学部材１０にアルミニウム等の薄膜を蒸着法等
により成膜したものを使用している。さらには、反射ミ
ラー７により受光素子５が分離されていることから、迷
光の影響を気にすることなく、発光素子５の配置を決定
することができ、双方向光通信器１の設計自由度が増
し、組立て調整が容易な配置にすることができる。
【００３５】次に、図５に基づいて相手モジュール反射
の防止原理を説明する。 この第１実施形態の双方向光通信器１において相手モジ
ュール反射が生じる要因としては、受光素子５の表面で
反射した素子反射光１９が再び光ファイバ２に結合する
場合と、光ファイバ２から出射される受信光９の一部
が、光学部材１０に照射される面(主に、プリズム１１)
で反射したプリズム反射光２０が再び光ファイバ２に結
合する場合の２つがある。
の防止原理を説明する。 この第１実施形態の双方向光通信器１において相手モジ
ュール反射が生じる要因としては、受光素子５の表面で
反射した素子反射光１９が再び光ファイバ２に結合する
場合と、光ファイバ２から出射される受信光９の一部
が、光学部材１０に照射される面(主に、プリズム１１)
で反射したプリズム反射光２０が再び光ファイバ２に結
合する場合の２つがある。
【００３６】図５に示すように、受光素子５の受光面
は、通常、例えば窒化シリコン等の薄膜により反射防止
コートとすることで受信光９の反射を防止し、受光効率
を向上させる。しかし、受信光９は、全てが受光面に入
射するわけではなく、その一部が受光面以外に入射して
反射し、相手モジュール反射の原因となる。このため、
受光面以外の部分にも、例えば、黒色の着色レジスト
等、使用する波長領域での光吸収率が高く、かつ、反射
率の低い材料により、反射防止膜を形成して、より確実
に相手モジュール反射を抑制している。
は、通常、例えば窒化シリコン等の薄膜により反射防止
コートとすることで受信光９の反射を防止し、受光効率
を向上させる。しかし、受信光９は、全てが受光面に入
射するわけではなく、その一部が受光面以外に入射して
反射し、相手モジュール反射の原因となる。このため、
受光面以外の部分にも、例えば、黒色の着色レジスト
等、使用する波長領域での光吸収率が高く、かつ、反射
率の低い材料により、反射防止膜を形成して、より確実
に相手モジュール反射を抑制している。
【００３７】また、上記プリズム反射光２０について
は、プリズム１１の傾斜角度θPを最適化することによ
り、プリズム反射光２０が光ファイバ２に入射しても、
結合しないようにすることができる。すなわち、プリズ
ム反射光２０が光ファイバ２の開口数の角度(入射ひと
みの半径が物点において張る角)より大きな角度で光フ
ァイバ２に入射するようにすればよい。そのためには、
プリズム１１の光ファイバ２の光軸に対する傾斜角度を
光ファイバ２の開口数ＮＡ程度以上に設定すれば良い。
例えば、開口数ＮＡ０.３の光ファイバ２を用いる場
合、傾斜角度θPは１０゜以上、好ましくは１７゜以上
とすれば良い。また、受信光９が照射される光学部材１
０の面(プリズム１１が形成された面)にＡＲコートを行
ない、反射率を低減させても良い。しかし、プリズム１
１の傾斜角度θPを変化させた場合、光ファイバ２への
送信光８の入射角度も変化するため、後述するように短
い光ファイバ２でも出射光の放射強度分布がリング状と
ならない条件を考慮してプリズム１１の傾斜角度θPを
設定する必要がある。
は、プリズム１１の傾斜角度θPを最適化することによ
り、プリズム反射光２０が光ファイバ２に入射しても、
結合しないようにすることができる。すなわち、プリズ
ム反射光２０が光ファイバ２の開口数の角度(入射ひと
みの半径が物点において張る角)より大きな角度で光フ
ァイバ２に入射するようにすればよい。そのためには、
プリズム１１の光ファイバ２の光軸に対する傾斜角度を
光ファイバ２の開口数ＮＡ程度以上に設定すれば良い。
例えば、開口数ＮＡ０.３の光ファイバ２を用いる場
合、傾斜角度θPは１０゜以上、好ましくは１７゜以上
とすれば良い。また、受信光９が照射される光学部材１
０の面(プリズム１１が形成された面)にＡＲコートを行
ない、反射率を低減させても良い。しかし、プリズム１
１の傾斜角度θPを変化させた場合、光ファイバ２への
送信光８の入射角度も変化するため、後述するように短
い光ファイバ２でも出射光の放射強度分布がリング状と
ならない条件を考慮してプリズム１１の傾斜角度θPを
設定する必要がある。
【００３８】次に、光ファイバの遠端反射について説明
する。 光ファイバの端面が光軸に対して垂直となっている場
合、空気と光ファイバとの屈折率差から約４％の遠端反
射が生じる。この遠端反射は、光ファイバの端面形状を
工夫することで低減することが可能となる。例えば、図
６(ａ)に示すように、光ファイバ２Ａの端面を光軸に対
して傾斜させる方法と、図６(ｂ)に示すように、光ファ
イバ２Ｂの端面を曲面にする方法がある。両方の方法と
も、光ファイバ２Ａ,２Ｂの端面での遠端反射の方向を
変えて、反射光の角度を光ファイバ２Ａ,２Ｂの開口数
以上にすることにより遠端反射が光ファイバ２Ａ,２Ｂ
を伝搬しないようにしている。しかし、図６(ａ)のよう
に端面を傾斜させた場合、光ファイバ２Ａが軸中心に回
転することにより傾斜方向が変化してしまうため、近端
反射の防止が困難となってしまう。また、光ファイバ２
Ｂの端面の傾斜方向を一定とするために、光ファイバ２
Ｂの挿入方向を固定すると使い勝手が悪くなってしま
う。このため、光ファイバ２Ｂの端面は、図６(ｂ)に示
すように、光ファイバ２Ｂの中心を頂点とした回転対称
性を有する曲面であることが好ましい。加工上の問題か
ら、上記端面形状は球面であることがより望ましい。特
に、ＰＯＦでは、端面を任意の形状のホットプレートに
押し付けて溶融させることにより、容易に傾斜加工や球
面加工が可能である。また、光ファイバの端面を球面形
状にすることにより、受信光を集光させて出射させるこ
とができるので、受信効率を向上させることができると
いう効果も生じる。
する。 光ファイバの端面が光軸に対して垂直となっている場
合、空気と光ファイバとの屈折率差から約４％の遠端反
射が生じる。この遠端反射は、光ファイバの端面形状を
工夫することで低減することが可能となる。例えば、図
６(ａ)に示すように、光ファイバ２Ａの端面を光軸に対
して傾斜させる方法と、図６(ｂ)に示すように、光ファ
イバ２Ｂの端面を曲面にする方法がある。両方の方法と
も、光ファイバ２Ａ,２Ｂの端面での遠端反射の方向を
変えて、反射光の角度を光ファイバ２Ａ,２Ｂの開口数
以上にすることにより遠端反射が光ファイバ２Ａ,２Ｂ
を伝搬しないようにしている。しかし、図６(ａ)のよう
に端面を傾斜させた場合、光ファイバ２Ａが軸中心に回
転することにより傾斜方向が変化してしまうため、近端
反射の防止が困難となってしまう。また、光ファイバ２
Ｂの端面の傾斜方向を一定とするために、光ファイバ２
Ｂの挿入方向を固定すると使い勝手が悪くなってしま
う。このため、光ファイバ２Ｂの端面は、図６(ｂ)に示
すように、光ファイバ２Ｂの中心を頂点とした回転対称
性を有する曲面であることが好ましい。加工上の問題か
ら、上記端面形状は球面であることがより望ましい。特
に、ＰＯＦでは、端面を任意の形状のホットプレートに
押し付けて溶融させることにより、容易に傾斜加工や球
面加工が可能である。また、光ファイバの端面を球面形
状にすることにより、受信光を集光させて出射させるこ
とができるので、受信効率を向上させることができると
いう効果も生じる。
【００３９】次に、光ファイバへの送信光の入射角度に
ついて説明する。 図１５に示すように、曲面形状の端面を有する光ファイ
バ２に送信光８を入射した場合、屈折により光ファイバ
２に入射後の送信光８の光軸が変化する。例えば１ｍ程
度と短い光ファイバ２では、光ファイバ２に入射後の送
信光８の光軸方向により、光ファイバ２の他端から出射
する光の放射強度分布が変動してしまう。一方、例えば
５０ｍ程度と比較的長い光ファイバ２では、送信光８が
伝搬中にそのモードが変換されることから、他端から出
射する放射光は、光ファイバ２の構造(開口数ＮＡ)で決
定される分布となり、入射条件に依存しない。特に、光
ファイバ２に入射した送信光８の大半が高次モードであ
る場合、光ファイバ２からの出射光は図１６の実線に示
すように、放射角度が０゜の部分が放射強度のピークと
ならないリング状の分布となることがある。一方、光フ
ァイバ２の光軸に対して送信光８の光ファイバ２内での
光軸の傾斜が少ない場合(低次モードが多い場合)、図１
６の破線に示すように、放射角度０゜のときの放射強度
がピークの分布となる。伝送距離が長い場合は、図１６
の破線と同様に放射角度０°のときの放射強度がピーク
の分布となる。伝送距離により出射光の放射強度分布が
大きく変化すると、受信効率も変動してしまい、受信系
のダイナミックレンジ以上となると受信できなくなるた
め、伝送距離に制限が生じてしまう。このため、伝送距
離によらず、光ファイバ２からの出射光の分布が図１６
の破線に示すように、放射角度０゜のときの放射強度が
ピークとなる分布にすることが好ましい。
ついて説明する。 図１５に示すように、曲面形状の端面を有する光ファイ
バ２に送信光８を入射した場合、屈折により光ファイバ
２に入射後の送信光８の光軸が変化する。例えば１ｍ程
度と短い光ファイバ２では、光ファイバ２に入射後の送
信光８の光軸方向により、光ファイバ２の他端から出射
する光の放射強度分布が変動してしまう。一方、例えば
５０ｍ程度と比較的長い光ファイバ２では、送信光８が
伝搬中にそのモードが変換されることから、他端から出
射する放射光は、光ファイバ２の構造(開口数ＮＡ)で決
定される分布となり、入射条件に依存しない。特に、光
ファイバ２に入射した送信光８の大半が高次モードであ
る場合、光ファイバ２からの出射光は図１６の実線に示
すように、放射角度が０゜の部分が放射強度のピークと
ならないリング状の分布となることがある。一方、光フ
ァイバ２の光軸に対して送信光８の光ファイバ２内での
光軸の傾斜が少ない場合(低次モードが多い場合)、図１
６の破線に示すように、放射角度０゜のときの放射強度
がピークの分布となる。伝送距離が長い場合は、図１６
の破線と同様に放射角度０°のときの放射強度がピーク
の分布となる。伝送距離により出射光の放射強度分布が
大きく変化すると、受信効率も変動してしまい、受信系
のダイナミックレンジ以上となると受信できなくなるた
め、伝送距離に制限が生じてしまう。このため、伝送距
離によらず、光ファイバ２からの出射光の分布が図１６
の破線に示すように、放射角度０゜のときの放射強度が
ピークとなる分布にすることが好ましい。
【００４０】このためには、送信光８の光ファイバ２へ
の入射角度は、光ファイバ２に入射後に低次のモードが
存在する条件とすると良い。すなわち、光ファイバ２に
入射後の送信光８の一部が光ファイバ２の光軸に平行と
することが好ましい。
の入射角度は、光ファイバ２に入射後に低次のモードが
存在する条件とすると良い。すなわち、光ファイバ２に
入射後の送信光８の一部が光ファイバ２の光軸に平行と
することが好ましい。
【００４１】次に、この光ファイバ２に入射後に低次の
モードが存在する条件となる送信光８の入射角度につい
て説明する。 図７は送信光の光ファイバヘの入射状態を説明する概略
図を示し、光ファイバ２の光軸と送信光８の光軸のなす
角度をθL、光ファイバ２端面の曲率半径をＲ、送信光
８の光ファイバ２への入射位置Ｓを光ファイバ２の中心
軸から半径方向にｒずれた位置とする。上記位置Ｓにお
いて、垂線と光ファイバ２の光軸のなす角度θTは、 θT＝Ｓin-1(ｒ／Ｒ) となる。したがって、光ファイバ２のコアの屈折率をｎ
f、外部(空気)の屈折率をｎ０、光ファイバ２に入射後
の送信光８の光軸と光ファイバ２の光軸のなす角をθf
とすると、 θf＝Ｓin-1{ｎ０／ｎf Ｓin(θL＋θT)}−θT …………… (１) となる。また、図８に示すように、送信光８の開口数Ｎ
Ａによる広がりを考慮すると、光ファイバ２の光軸と、
光ファイバ２に入射後の送信光８の開口数ＮＡによる最
外周の送信光とのなす角度θfa、θfbはそれぞれ、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θT)}／ｎf]−θT …………… (２) θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θT)}／ｎf]−θT …………… (３) となる。少なくとも送信光８が光ファイバ２に入射した
後、光ファイバ２の光軸に平行な成分(低次モード)が存
在するためには、 θfa≧０≧θfb、または、θfa≦０≦θfb ……………… (４) の条件を満足すればよい。
モードが存在する条件となる送信光８の入射角度につい
て説明する。 図７は送信光の光ファイバヘの入射状態を説明する概略
図を示し、光ファイバ２の光軸と送信光８の光軸のなす
角度をθL、光ファイバ２端面の曲率半径をＲ、送信光
８の光ファイバ２への入射位置Ｓを光ファイバ２の中心
軸から半径方向にｒずれた位置とする。上記位置Ｓにお
いて、垂線と光ファイバ２の光軸のなす角度θTは、 θT＝Ｓin-1(ｒ／Ｒ) となる。したがって、光ファイバ２のコアの屈折率をｎ
f、外部(空気)の屈折率をｎ０、光ファイバ２に入射後
の送信光８の光軸と光ファイバ２の光軸のなす角をθf
とすると、 θf＝Ｓin-1{ｎ０／ｎf Ｓin(θL＋θT)}−θT …………… (１) となる。また、図８に示すように、送信光８の開口数Ｎ
Ａによる広がりを考慮すると、光ファイバ２の光軸と、
光ファイバ２に入射後の送信光８の開口数ＮＡによる最
外周の送信光とのなす角度θfa、θfbはそれぞれ、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θT)}／ｎf]−θT …………… (２) θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θT)}／ｎf]−θT …………… (３) となる。少なくとも送信光８が光ファイバ２に入射した
後、光ファイバ２の光軸に平行な成分(低次モード)が存
在するためには、 θfa≧０≧θfb、または、θfa≦０≦θfb ……………… (４) の条件を満足すればよい。
【００４２】上記条件を満たすように、送信光８を光フ
ァイバ２に入射させることにより、短い光ファイバ２で
も出射光が放射角度０゜で最大放射強度となる分布とす
ることができる。
ァイバ２に入射させることにより、短い光ファイバ２で
も出射光が放射角度０゜で最大放射強度となる分布とす
ることができる。
【００４３】次に、図２に示すこの第１実施形態での双
方向光通信器１の場合について具体的に説明する。
方向光通信器１の場合について具体的に説明する。
【００４４】図２に示すように、送信光８は、発光素子
４から光ファイバ２の光軸と平行に放射され、送信レン
ズ６で任意の開口数ＮＡに変換される。そして、送信レ
ンズ６で変換された送信光８は、プリズム１１により屈
折させて、光ファイバ２への入射角度を変換している。
例えば、光ファイバ２として口径１ｍｍのＰＯＦ(屈折
率ｎf＝１.５)を用い、その光ファイバ２の端面の曲率
半径をＲ＝１.６ｍｍ、入射位置を定めるずれｒ＝０.４
８ｍｍ、送信光８の開口数ＮＡ＝０.１、外部(空気)の
屈折率ｎ０＝１、光学部材１０の屈折率ｎＢ＝１.５と
した場合、プリズム１１の傾斜角度θPとθfa,θfbとの
関係は図９のようになる。また、光ファイバ２への送信
光８の入射位置のみをｒ＝０.２８ｍｍに変更した場合
は図１０のようになる。
４から光ファイバ２の光軸と平行に放射され、送信レン
ズ６で任意の開口数ＮＡに変換される。そして、送信レ
ンズ６で変換された送信光８は、プリズム１１により屈
折させて、光ファイバ２への入射角度を変換している。
例えば、光ファイバ２として口径１ｍｍのＰＯＦ(屈折
率ｎf＝１.５)を用い、その光ファイバ２の端面の曲率
半径をＲ＝１.６ｍｍ、入射位置を定めるずれｒ＝０.４
８ｍｍ、送信光８の開口数ＮＡ＝０.１、外部(空気)の
屈折率ｎ０＝１、光学部材１０の屈折率ｎＢ＝１.５と
した場合、プリズム１１の傾斜角度θPとθfa,θfbとの
関係は図９のようになる。また、光ファイバ２への送信
光８の入射位置のみをｒ＝０.２８ｍｍに変更した場合
は図１０のようになる。
【００４５】すなわち、入射位置がｒ＝０.４８ｍｍの
場合に(４)式を満足するプリズム１１の傾斜角度θPは
１.４゜〜３１.６°、入射位置がｒ＝０.２８ｍｍの場
合には−６.８゜〜２５.６゜となり、この場合、光ファ
イバ２からの出射光が光ファイバ２長さによらず、常に
放射角度０°が最大となる放射強度分布とすることがで
きる。
場合に(４)式を満足するプリズム１１の傾斜角度θPは
１.４゜〜３１.６°、入射位置がｒ＝０.２８ｍｍの場
合には−６.８゜〜２５.６゜となり、この場合、光ファ
イバ２からの出射光が光ファイバ２長さによらず、常に
放射角度０°が最大となる放射強度分布とすることがで
きる。
【００４６】また、図１１は、入射位置がｒ＝０.２８
ｍｍの場合に長さ１ｍの光ファイバ２から出射される出
射光の放射強度分布を測定した結果を示している。プリ
ズム１１の傾斜角度θPが１０゜の場合、放射角度０゜
で最大となる放射強度分布になっているのに対し、傾斜
角度θPが２６゜になると若干放射角度０°の強度が減
少し、傾斜角度θPが３０゜で完全にリング状の分布と
なっている。また、プリズム１１の傾斜角度θPが小さ
い方では、−７゜で２６゜と同等の分布となった。すな
わち、プリズム１１の角度を約−６゜〜２５゜の範囲に
設定することにより放射角度０゜が最大となる放射強度
分布となる。
ｍｍの場合に長さ１ｍの光ファイバ２から出射される出
射光の放射強度分布を測定した結果を示している。プリ
ズム１１の傾斜角度θPが１０゜の場合、放射角度０゜
で最大となる放射強度分布になっているのに対し、傾斜
角度θPが２６゜になると若干放射角度０°の強度が減
少し、傾斜角度θPが３０゜で完全にリング状の分布と
なっている。また、プリズム１１の傾斜角度θPが小さ
い方では、−７゜で２６゜と同等の分布となった。すな
わち、プリズム１１の角度を約−６゜〜２５゜の範囲に
設定することにより放射角度０゜が最大となる放射強度
分布となる。
【００４７】また、光ファイバ２は、光ファイバ２自身
のコア径の公差や双方向光通信器１の組立て公差等によ
り、双方向光通信器１に対する位置が変動する。例え
ば、光ファイバ２として口径１ｍｍのＰＯＦを用いる場
合、コア径の公差は±６０μｍ程度(ＪＩＳ Ｃ６８３
７)あり、組立て公差を考慮すると、±１００μｍ程度
の軸ずれが生じる。このため、この軸ずれが生じても問
題無いようにプリズム１１の傾斜角度θPを設定する必
要がある。送信光８の光ファイバ２への入射位置をｒ＝
０.３８ｍｍにした場合、公差による軸ずれ±１００μ
ｍにより、ｒ＝０.２８〜０.４８ｍｍの間で変動する。
したがって、図９,図１０より、ｒ＝０.４８ｍｍとｒ＝
０.２８ｍｍの両方で(４)式を満足するようにプリズム
１１の傾斜角度θPを１.４゜〜２５.６゜の範囲で設定
する必要がある。
のコア径の公差や双方向光通信器１の組立て公差等によ
り、双方向光通信器１に対する位置が変動する。例え
ば、光ファイバ２として口径１ｍｍのＰＯＦを用いる場
合、コア径の公差は±６０μｍ程度(ＪＩＳ Ｃ６８３
７)あり、組立て公差を考慮すると、±１００μｍ程度
の軸ずれが生じる。このため、この軸ずれが生じても問
題無いようにプリズム１１の傾斜角度θPを設定する必
要がある。送信光８の光ファイバ２への入射位置をｒ＝
０.３８ｍｍにした場合、公差による軸ずれ±１００μ
ｍにより、ｒ＝０.２８〜０.４８ｍｍの間で変動する。
したがって、図９,図１０より、ｒ＝０.４８ｍｍとｒ＝
０.２８ｍｍの両方で(４)式を満足するようにプリズム
１１の傾斜角度θPを１.４゜〜２５.６゜の範囲で設定
する必要がある。
【００４８】また、上記プリズム１１は、相手モジュー
ル反射を低減する役割もあり、プリズム１１の傾斜角度
θPが大きい程、この効果が大きいため、プリズム１１
の傾斜角度θPは上限に近い値(２０゜〜２５゜程度)に
設定することが好ましい。この場合、送信光８の光軸を
光ファイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させ
て、送信光８を光ファイバ２の端面に入射するため、前
述したように、近端反射の抑制も可能となる。
ル反射を低減する役割もあり、プリズム１１の傾斜角度
θPが大きい程、この効果が大きいため、プリズム１１
の傾斜角度θPは上限に近い値(２０゜〜２５゜程度)に
設定することが好ましい。この場合、送信光８の光軸を
光ファイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させ
て、送信光８を光ファイバ２の端面に入射するため、前
述したように、近端反射の抑制も可能となる。
【００４９】以上のように、光ファイバ２への送信光８
の入射角度を(２),(３),(４)式のように設定することに
より、伝送距離による光ファイバ２からの出射光の放射
強度分布の変動を低減することが可能となるため、受信
効率の変動が少なく、短距離から長距離まで通信が可能
な双方向光通信器１を得ることができる。
の入射角度を(２),(３),(４)式のように設定することに
より、伝送距離による光ファイバ２からの出射光の放射
強度分布の変動を低減することが可能となるため、受信
効率の変動が少なく、短距離から長距離まで通信が可能
な双方向光通信器１を得ることができる。
【００５０】また、プリズム１１を用いて、光ファイバ
２の近傍で送信光８の光路を変換することにより、送信
系と受信系の配置の自由度を増すことができ、小型で高
効率な双方向光通信器１を得ることが可能となる。
２の近傍で送信光８の光路を変換することにより、送信
系と受信系の配置の自由度を増すことができ、小型で高
効率な双方向光通信器１を得ることが可能となる。
【００５１】次に、電気的・電磁的混信の防止方法につ
いて説明する。 図２において、ステム１３は受光素子５のグランド電極
と接続されている。また、サブマウント１２はＳｉＣ等
の絶縁体で形成されており、発光素子４と受光素子５が
電気的に分離されている。また、反射ミラー７は、光学
部材１０の下部にも電極２１を形成しており、その電極
２１により反射ミラー７をステム１３と電気的に接続し
ている。すなわち、発光素子４から見た場合、受光素子
５は反射ミラー７およびステム１３によりシールドされ
ており、これにより、電磁的な混信を抑制している。上
記反射ミラー７は、図２の光学部材１０の左下側からア
ルミニウムや金等の反射率が高く導電性を有する材料を
蒸着することにより形成される。このとき同時に、電極
２１を形成する。反射ミラー７および電極２１は、光学
部材１０の下部側の全面となるため、マスク等によるパ
ターニングを行なうことなしに簡単に形成することがで
きる。また、発光素子４およびモニターフォトダイオー
ド１４は、送信部カバー１５により覆われている。この
送信部カバー１５は、光学部材１０とステム１３とに接
着しており、発光素子４を外気から封止している。ま
た、上記送信部カバー１５をステム１３に電気的にも接
続しており、送信部カバー１５は、発光素子４を外部か
ら電磁的に封止する役割も有している。また、光学部材
１０の一部を発光素子４の封止部材の一部(通常のカバ
ーガラスに相当するもの)に使用しているため、部品点
数の低減につながり、部品コストが低減できると共に、
製造行程も簡略化することができる。
いて説明する。 図２において、ステム１３は受光素子５のグランド電極
と接続されている。また、サブマウント１２はＳｉＣ等
の絶縁体で形成されており、発光素子４と受光素子５が
電気的に分離されている。また、反射ミラー７は、光学
部材１０の下部にも電極２１を形成しており、その電極
２１により反射ミラー７をステム１３と電気的に接続し
ている。すなわち、発光素子４から見た場合、受光素子
５は反射ミラー７およびステム１３によりシールドされ
ており、これにより、電磁的な混信を抑制している。上
記反射ミラー７は、図２の光学部材１０の左下側からア
ルミニウムや金等の反射率が高く導電性を有する材料を
蒸着することにより形成される。このとき同時に、電極
２１を形成する。反射ミラー７および電極２１は、光学
部材１０の下部側の全面となるため、マスク等によるパ
ターニングを行なうことなしに簡単に形成することがで
きる。また、発光素子４およびモニターフォトダイオー
ド１４は、送信部カバー１５により覆われている。この
送信部カバー１５は、光学部材１０とステム１３とに接
着しており、発光素子４を外気から封止している。ま
た、上記送信部カバー１５をステム１３に電気的にも接
続しており、送信部カバー１５は、発光素子４を外部か
ら電磁的に封止する役割も有している。また、光学部材
１０の一部を発光素子４の封止部材の一部(通常のカバ
ーガラスに相当するもの)に使用しているため、部品点
数の低減につながり、部品コストが低減できると共に、
製造行程も簡略化することができる。
【００５２】上記光ファイバ２としては、例えばＰＯＦ
等のマルチモード光ファイバを用いることが好ましい。
ＰＯＦは、コアがＰＭＭＡ(Polymethyl Metha Acrylat
e：ポリメチルメタクリレート)やポリカーボネート等の
光透過性に優れたプラスチックからなり、クラッドは上
記コアより屈折率の低いプラスチックで構成されてい
る。このような光ファイバ２では、石英光ファイバに比
べそのコアの径を約２００μｍから約１ｍｍと大きくす
ることが容易であることから、双方向光通信器１との結
合調整が容易であり、安価な双方向光通信装置３を得る
ことができる。この第１実施形態で示したように、送信
光８と受信光９を空間的に分離する場合、コア径は１ｍ
ｍ程度のものを使用することが好ましい。
等のマルチモード光ファイバを用いることが好ましい。
ＰＯＦは、コアがＰＭＭＡ(Polymethyl Metha Acrylat
e：ポリメチルメタクリレート)やポリカーボネート等の
光透過性に優れたプラスチックからなり、クラッドは上
記コアより屈折率の低いプラスチックで構成されてい
る。このような光ファイバ２では、石英光ファイバに比
べそのコアの径を約２００μｍから約１ｍｍと大きくす
ることが容易であることから、双方向光通信器１との結
合調整が容易であり、安価な双方向光通信装置３を得る
ことができる。この第１実施形態で示したように、送信
光８と受信光９を空間的に分離する場合、コア径は１ｍ
ｍ程度のものを使用することが好ましい。
【００５３】また、コアが石英ガラスよりなり、クラッ
ドがポリマーで構成されたＰＣＦ(Plastic Clad Fibe
r：プラスチック・クラッド・ファイバ)を用いても良
い。ＰＣＦは、ＰＯＦに比べると価格が高いが、伝送損
失が小さく、伝送帯域が広いという特徴がある。このた
め、ＰＣＦを伝送媒体とすることにより長距離での通信
やより高速での通信を行うことができる双方向光通信装
置３を実現することができる。
ドがポリマーで構成されたＰＣＦ(Plastic Clad Fibe
r：プラスチック・クラッド・ファイバ)を用いても良
い。ＰＣＦは、ＰＯＦに比べると価格が高いが、伝送損
失が小さく、伝送帯域が広いという特徴がある。このた
め、ＰＣＦを伝送媒体とすることにより長距離での通信
やより高速での通信を行うことができる双方向光通信装
置３を実現することができる。
【００５４】また、上記発光素子４としては、半導体レ
ーザや発光ダイオード(ＬＥＤ)が用いられる。この発光
素子４の波長としては、使用する光ファイバ２の伝送損
失が少ない波長で、かつ安価であることが好ましい。例
えば、光ファイバ２としてＰＯＦを用いる場合、ＤＶＤ
(デジタル・バーサタイル・ディスク)等において量産効
果のある波長６５０ｎｍの半導体レーザ等を用いること
ができる。また、発光素子４の後部にモニターフォトダ
イオード１４を配置することによって、モニターフォト
ダイオード１４を用いて発光素子４の光量を一定に保つ
ようにしている。
ーザや発光ダイオード(ＬＥＤ)が用いられる。この発光
素子４の波長としては、使用する光ファイバ２の伝送損
失が少ない波長で、かつ安価であることが好ましい。例
えば、光ファイバ２としてＰＯＦを用いる場合、ＤＶＤ
(デジタル・バーサタイル・ディスク)等において量産効
果のある波長６５０ｎｍの半導体レーザ等を用いること
ができる。また、発光素子４の後部にモニターフォトダ
イオード１４を配置することによって、モニターフォト
ダイオード１４を用いて発光素子４の光量を一定に保つ
ようにしている。
【００５５】また、上記受光素子５としては、受光した
変調光の強弱を電気信号に変換し、発光素子４の波長域
で感度の高いフォトダイオードを使用し、例えば、シリ
コンを材料とするＰＩＮフォトダイオードやアバランシ
ェフォトダイオード等を用いる。
変調光の強弱を電気信号に変換し、発光素子４の波長域
で感度の高いフォトダイオードを使用し、例えば、シリ
コンを材料とするＰＩＮフォトダイオードやアバランシ
ェフォトダイオード等を用いる。
【００５６】また、上記光学部材１０は、ＰＭＭＡまた
はポリカーボネート等のプラスチックを材料とし、射出
成形等により作製する。そして、反射ミラー７となる側
にアルミニウムや金等といった反射率の高い金属薄膜を
蒸着法等により形成している。また、反射ミラー７は、
図２に示す光学部材１０の左下側から蒸着することによ
り、マスク等によるパターニングを行なうことなしに簡
単に形成することができる。上記反射ミラー７は、凹曲
面となっており、受信光９を集光する役割を有してい
る。また、光学部材１０下面のステム１３と接触する面
には、電極２１が形成されている。この電極２１は、反
射ミラー７と同時に蒸着法等により形成され、反射ミラ
ー７に少なくともその一部が繋がっている。上記光学部
材１０には、送信光８を集光して光ファイバ２に結合さ
せる送信レンズ６と、送信光８を屈折させて光ファイバ
２に入射させるプリズム１１および発光素子５との位置
合わせに使用する位置決め用の切欠き部(図示せず)が形
成されている。また、光学部材１０は、発光素子４の封
止部材の一部としても用いられる。このように一つの光
学部材１０に多数の機能を持たせているため、構成部材
を大幅に低減できると共に、組立て時の公差を低減でき
るため、低コストで小型な双方向光通信器１を得ること
が可能となる。さらに、一つのステム１３上に発光素子
４、受光素子５、光学部材１０をそれぞれ光ファイバ２
の光軸と平行に配置することができ、複雑な組立て工程
が必要なくなり、組立て工程を大幅に低減することが可
能となる。
はポリカーボネート等のプラスチックを材料とし、射出
成形等により作製する。そして、反射ミラー７となる側
にアルミニウムや金等といった反射率の高い金属薄膜を
蒸着法等により形成している。また、反射ミラー７は、
図２に示す光学部材１０の左下側から蒸着することによ
り、マスク等によるパターニングを行なうことなしに簡
単に形成することができる。上記反射ミラー７は、凹曲
面となっており、受信光９を集光する役割を有してい
る。また、光学部材１０下面のステム１３と接触する面
には、電極２１が形成されている。この電極２１は、反
射ミラー７と同時に蒸着法等により形成され、反射ミラ
ー７に少なくともその一部が繋がっている。上記光学部
材１０には、送信光８を集光して光ファイバ２に結合さ
せる送信レンズ６と、送信光８を屈折させて光ファイバ
２に入射させるプリズム１１および発光素子５との位置
合わせに使用する位置決め用の切欠き部(図示せず)が形
成されている。また、光学部材１０は、発光素子４の封
止部材の一部としても用いられる。このように一つの光
学部材１０に多数の機能を持たせているため、構成部材
を大幅に低減できると共に、組立て時の公差を低減でき
るため、低コストで小型な双方向光通信器１を得ること
が可能となる。さらに、一つのステム１３上に発光素子
４、受光素子５、光学部材１０をそれぞれ光ファイバ２
の光軸と平行に配置することができ、複雑な組立て工程
が必要なくなり、組立て工程を大幅に低減することが可
能となる。
【００５７】以上のように、この第１実施形態におい
て、双方向光通信装置３を構成する双方向光通信器の少
なくとも一方として双方向光通信器１を用いることによ
って、近端反射、遠端反射、相手モジュール反射および
迷光による光の混信を防止でき、また、電気的・電磁的
混信も低減できることから、一本の光ファイバ２による
全二重方式の双方向光通信が可能となる。
て、双方向光通信装置３を構成する双方向光通信器の少
なくとも一方として双方向光通信器１を用いることによ
って、近端反射、遠端反射、相手モジュール反射および
迷光による光の混信を防止でき、また、電気的・電磁的
混信も低減できることから、一本の光ファイバ２による
全二重方式の双方向光通信が可能となる。
【００５８】また、上記送信光８の光ファイバ２への入
射角度を(４)式のように設定することにより、光ファイ
バ２からの出射光の放射強度分布の変動を少なくするこ
とができ、伝送距離の範囲を広くすることができ、受信
部のダイナミックレンジを大きく取ることができる。さ
らに、プリズム１１により光ファイバ２に入射する前に
送信光８の光路を変換していること、さらにまた、一つ
の光学部材１０に多数の機能を持たせていることから、
低コストで小型であり、かつ、容易に製造可能な双方向
光通信器１を得ることができる。
射角度を(４)式のように設定することにより、光ファイ
バ２からの出射光の放射強度分布の変動を少なくするこ
とができ、伝送距離の範囲を広くすることができ、受信
部のダイナミックレンジを大きく取ることができる。さ
らに、プリズム１１により光ファイバ２に入射する前に
送信光８の光路を変換していること、さらにまた、一つ
の光学部材１０に多数の機能を持たせていることから、
低コストで小型であり、かつ、容易に製造可能な双方向
光通信器１を得ることができる。
【００５９】(第２実施形態)図１２はこの発明の第２実
施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図であ
る。この双方向光通信器は、データ信号に基づく変調光
である送信光１０８を生成する発光素子１０４と、光フ
ァイバ１０２からの受信光１０９を受光してデータ信号
を生成するための受光素子１０５と、上記発光素子１０
４から出射される送信光１０８を反射して光ファイバ１
０２に結合させる反射ミラー１０７と、上記光ファイバ
１０２から出射される受信光１０９を集光して受光素子
１０５に結合させる集光部材としての受信レンズ１２４
とを有している。上記反射ミラー１０７および受信レン
ズ１２４は共に光学部材１１０に形成されている。
施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図であ
る。この双方向光通信器は、データ信号に基づく変調光
である送信光１０８を生成する発光素子１０４と、光フ
ァイバ１０２からの受信光１０９を受光してデータ信号
を生成するための受光素子１０５と、上記発光素子１０
４から出射される送信光１０８を反射して光ファイバ１
０２に結合させる反射ミラー１０７と、上記光ファイバ
１０２から出射される受信光１０９を集光して受光素子
１０５に結合させる集光部材としての受信レンズ１２４
とを有している。上記反射ミラー１０７および受信レン
ズ１２４は共に光学部材１１０に形成されている。
【００６０】この第２実施形態では、第１実施形態の場
合の発光素子と受光素子の配置が逆の場合を示してい
る。すなわち、発光ダイオード(ＬＥＤ)等の発光素子１
０４から出射される送信光１０８は、光学部材１１０に
形成された凹曲面形状の反射ミラー１０７により反射さ
れると共に集光されて、端面が凸曲面形状の光ファイバ
１０２に結合する。一方、受信光１０９は、光学部材１
１０に形成された受信レンズ１２４により集光されて受
光素子１０５に結合する。上記送信光１０８の光ファイ
バ１０２端面での近端反射による反射光は、反射ミラー
１０７によって遮光されて受光素子１０５に結合しな
い。同様に迷光も受光素子１０５には結合しない。ま
た、受信レンズ１２４の凸曲面により受信光１０９の反
射が発散するため、相手モジュール反射を低減すること
ができる。
合の発光素子と受光素子の配置が逆の場合を示してい
る。すなわち、発光ダイオード(ＬＥＤ)等の発光素子１
０４から出射される送信光１０８は、光学部材１１０に
形成された凹曲面形状の反射ミラー１０７により反射さ
れると共に集光されて、端面が凸曲面形状の光ファイバ
１０２に結合する。一方、受信光１０９は、光学部材１
１０に形成された受信レンズ１２４により集光されて受
光素子１０５に結合する。上記送信光１０８の光ファイ
バ１０２端面での近端反射による反射光は、反射ミラー
１０７によって遮光されて受光素子１０５に結合しな
い。同様に迷光も受光素子１０５には結合しない。ま
た、受信レンズ１２４の凸曲面により受信光１０９の反
射が発散するため、相手モジュール反射を低減すること
ができる。
【００６１】上記反射ミラー１０７は、送信光１０８に
対するＮＡ変換機能と光路変換機能の両方を有してお
り、第１実施形態での送信レンズ１０６とプリズム１１
１の両方の役割がある。また、反射ミラー１０７の形状
は、送信光１０８の光ファイバ１０２への入射角度が上
記(４)式を満足するように最適化されている。
対するＮＡ変換機能と光路変換機能の両方を有してお
り、第１実施形態での送信レンズ１０６とプリズム１１
１の両方の役割がある。また、反射ミラー１０７の形状
は、送信光１０８の光ファイバ１０２への入射角度が上
記(４)式を満足するように最適化されている。
【００６２】以上のように、この第２実施形態の双方向
光通信器１０１では、第１実施形態の双方向光通信器と
同様に遠端反射、近端反射、相手モジュール反射を抑制
することができ、かつ光ファイバ１０２からの出射光の
放射強度分布の変動を少なくすることが可能となる。ま
た、反射ミラー１０７により送信光１０８のＮＡ変換と
光路変換の両方を行っているため、小型で安価な双方向
光通信器１０１を得ることができる。
光通信器１０１では、第１実施形態の双方向光通信器と
同様に遠端反射、近端反射、相手モジュール反射を抑制
することができ、かつ光ファイバ１０２からの出射光の
放射強度分布の変動を少なくすることが可能となる。ま
た、反射ミラー１０７により送信光１０８のＮＡ変換と
光路変換の両方を行っているため、小型で安価な双方向
光通信器１０１を得ることができる。
【００６３】(第３実施形態)図１３はこの発明の第３実
施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図であ
る。この双方向光通信器は、データ信号に基づく変調光
である送信光２２３を生成する発光素子２０４と、上記
光ファイバ２０２からの受信光２０９を受光してデータ
信号を生成する受光素子２０５と、上記発光素子２０４
から出射される送信光１０８を集光して光ファイバ２０
２に結合させる送信レンズ２０６と、上記光ファイバ２
０２から出射される受信光２０９を反射して受光素子２
０５に結合させる集光部材としての反射ミラー２０７と
を有している。上記反射ミラー２０７は光学部材２１０
に形成されている。
施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図であ
る。この双方向光通信器は、データ信号に基づく変調光
である送信光２２３を生成する発光素子２０４と、上記
光ファイバ２０２からの受信光２０９を受光してデータ
信号を生成する受光素子２０５と、上記発光素子２０４
から出射される送信光１０８を集光して光ファイバ２０
２に結合させる送信レンズ２０６と、上記光ファイバ２
０２から出射される受信光２０９を反射して受光素子２
０５に結合させる集光部材としての反射ミラー２０７と
を有している。上記反射ミラー２０７は光学部材２１０
に形成されている。
【００６４】図１３に示すように、発光素子２０４から
放射される送信光２０８は、ボールレンズである送信レ
ンズ２０６により開口数ＮＡが変換され、端面が球面形
状の光ファイバ２０２の端面の外周部に入射される。上
記光ファイバ２０２から放射される受信光２０９は、光
学部材２１０に形成された凹面形状の反射ミラー２０７
によって集光されて受光素子２０５に結合する。上記光
ファイバ２０２の端面で反射された反射光２１７は、光
ファイバ２０２の端面の凸曲面により、図１３の左方向
に反射されるが、受光素子２０５が配置されているステ
ム２１３の一部(遮光部２１６)によって遮光されて受光
素子２０５には結合せず、近端反射を防止する。一方、
送信光２０８は、光学部材２１０の一部に空けた空洞部
２２３を通過して光ファイバ２０２に結合する。上記反
射ミラー２０７の一部もこの空洞部２２３となってい
る。すなわち、この空洞部２２３が図３に示した送信領
域となり、その他の部分が受信領域となる。空洞部２２
３を小さくすることにより、受信領域を広くとることが
可能となり、受信効率を向上させることができる。その
ため、送信レンズ２０６の口径を小さくし、送信光２０
８の開口数ＮＡを小さくすることが好ましい。また、反
射ミラー２０７の空洞部２２３が光ファイバ２０２の端
面から離れる程、受信光２０９が発散して広がり、相対
的な空洞部２２３の面積を小さくすることができる。
放射される送信光２０８は、ボールレンズである送信レ
ンズ２０６により開口数ＮＡが変換され、端面が球面形
状の光ファイバ２０２の端面の外周部に入射される。上
記光ファイバ２０２から放射される受信光２０９は、光
学部材２１０に形成された凹面形状の反射ミラー２０７
によって集光されて受光素子２０５に結合する。上記光
ファイバ２０２の端面で反射された反射光２１７は、光
ファイバ２０２の端面の凸曲面により、図１３の左方向
に反射されるが、受光素子２０５が配置されているステ
ム２１３の一部(遮光部２１６)によって遮光されて受光
素子２０５には結合せず、近端反射を防止する。一方、
送信光２０８は、光学部材２１０の一部に空けた空洞部
２２３を通過して光ファイバ２０２に結合する。上記反
射ミラー２０７の一部もこの空洞部２２３となってい
る。すなわち、この空洞部２２３が図３に示した送信領
域となり、その他の部分が受信領域となる。空洞部２２
３を小さくすることにより、受信領域を広くとることが
可能となり、受信効率を向上させることができる。その
ため、送信レンズ２０６の口径を小さくし、送信光２０
８の開口数ＮＡを小さくすることが好ましい。また、反
射ミラー２０７の空洞部２２３が光ファイバ２０２の端
面から離れる程、受信光２０９が発散して広がり、相対
的な空洞部２２３の面積を小さくすることができる。
【００６５】上記送信光２０８の光ファイバ２０２への
入射角度は、上記(４)式を満足するように最適化されて
いる。この第３実施形態の双方向光通信器２０１では、
第１,第２実施形態のように光路変換部材がないため、
光学部材２１０および発光素子４自体を傾斜させること
により、入射角度の最適化が行われる。または、送信レ
ンズ２０６と発光素子２０４との相対位置をずらして、
送信光２０８を送信レンズ２０６により屈折させること
で、光ファイバ２０２の光軸に対して送信光２０８の光
軸を傾斜させてもよい。
入射角度は、上記(４)式を満足するように最適化されて
いる。この第３実施形態の双方向光通信器２０１では、
第１,第２実施形態のように光路変換部材がないため、
光学部材２１０および発光素子４自体を傾斜させること
により、入射角度の最適化が行われる。または、送信レ
ンズ２０６と発光素子２０４との相対位置をずらして、
送信光２０８を送信レンズ２０６により屈折させること
で、光ファイバ２０２の光軸に対して送信光２０８の光
軸を傾斜させてもよい。
【００６６】以上のように、第３実施形態では、光路変
換部材を用いない場合の双方向光通信器２０１の構成を
表している。この構成においても、第１,第２実施形態
で示したと同様に遠端反射、近端反射、相手モジュール
反射を抑制することができると共に、光ファイバ２０２
からの出射光の放射強度分布の変動を少なくすることが
可能である。
換部材を用いない場合の双方向光通信器２０１の構成を
表している。この構成においても、第１,第２実施形態
で示したと同様に遠端反射、近端反射、相手モジュール
反射を抑制することができると共に、光ファイバ２０２
からの出射光の放射強度分布の変動を少なくすることが
可能である。
【００６７】なお、上記第１〜第３実施形態で示した構
成の双方向光通信器は、一例であり、送信光８２０に光
ファイバ２０２への入射条件を(４)式を満足するものと
したことが特徴であり、もちろんその一部を変更した構
成によっても同様の効果を得ることが可能である。ま
た、光ファイバ２０２の端面形状が球面でなく、他の曲
面形状や、傾斜形状であっても、同様の原理により入射
条件を最適化することにより、同様の効果を得ることが
可能である。
成の双方向光通信器は、一例であり、送信光８２０に光
ファイバ２０２への入射条件を(４)式を満足するものと
したことが特徴であり、もちろんその一部を変更した構
成によっても同様の効果を得ることが可能である。ま
た、光ファイバ２０２の端面形状が球面でなく、他の曲
面形状や、傾斜形状であっても、同様の原理により入射
条件を最適化することにより、同様の効果を得ることが
可能である。
【００６８】さらに、この発明の双方向光通信装置にお
いて、コアおよびクラッドがプラスチックで形成された
プラスチック光ファイバを用いることにより、コア径が
１ｍｍ程度の大口径の光ファイバを容易に製造できるの
で、光ファイバと双方向光通信器との結合調整が容易で
あり、送受信領域の分離が行いやすく、かつ双方向光通
信装置を安価に作製することができると共に、端面の加
工が容易である。
いて、コアおよびクラッドがプラスチックで形成された
プラスチック光ファイバを用いることにより、コア径が
１ｍｍ程度の大口径の光ファイバを容易に製造できるの
で、光ファイバと双方向光通信器との結合調整が容易で
あり、送受信領域の分離が行いやすく、かつ双方向光通
信装置を安価に作製することができると共に、端面の加
工が容易である。
【００６９】また、上記光ファイバの端面が球面形状で
あるので、受信光を集光させて出射させることができる
ので、より高効率に受信光を受光素子に結合させること
ができると共に、光ファイバと双方向光通信器との接続
方向を一定に定める必要が無いため、接続を容易に行う
ことができる。また、端面が球面形状である光ファイバ
は、端面加工を簡易に行うことができる。
あるので、受信光を集光させて出射させることができる
ので、より高効率に受信光を受光素子に結合させること
ができると共に、光ファイバと双方向光通信器との接続
方向を一定に定める必要が無いため、接続を容易に行う
ことができる。また、端面が球面形状である光ファイバ
は、端面加工を簡易に行うことができる。
【００７０】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の双
方向光通信器は、端面が凸曲面形状である一本の光ファ
イバを伝送媒体として光信号の送受信を行う双方向光通
信器において、送信光を生成する発光素子と、上記発光
素子から出射された送信光を集光して光ファイバに結合
させる集光部材と、上記光ファイバから出射される受信
光を受光する受光素子とを備え、上記光ファイバに入射
する前の送信光の光軸と光ファイバの光軸とのなす角度
をθL、送信光が光ファイバに結合する位置における光
ファイバ端面の垂線と光ファイバの光軸とのなす角度を
θT、集光部材により集光された送信光の光ファイバに
入射する前の開口数をＮＡ、光ファイバのコアの屈折率
をｎf、送信光が光ファイバに入射する前に通過する空
間の屈折率をｎ０として、光ファイバの光軸に対して光
ファイバに入射後の送信光の開口数ＮＡによる最外周の
なす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、 θfb≦０≦θfa または θfa≦０≦θfb を満足する構成である。
方向光通信器は、端面が凸曲面形状である一本の光ファ
イバを伝送媒体として光信号の送受信を行う双方向光通
信器において、送信光を生成する発光素子と、上記発光
素子から出射された送信光を集光して光ファイバに結合
させる集光部材と、上記光ファイバから出射される受信
光を受光する受光素子とを備え、上記光ファイバに入射
する前の送信光の光軸と光ファイバの光軸とのなす角度
をθL、送信光が光ファイバに結合する位置における光
ファイバ端面の垂線と光ファイバの光軸とのなす角度を
θT、集光部材により集光された送信光の光ファイバに
入射する前の開口数をＮＡ、光ファイバのコアの屈折率
をｎf、送信光が光ファイバに入射する前に通過する空
間の屈折率をｎ０として、光ファイバの光軸に対して光
ファイバに入射後の送信光の開口数ＮＡによる最外周の
なす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、 θfb≦０≦θfa または θfa≦０≦θfb を満足する構成である。
【００７１】上記構成の双方向光通信器によれば、光フ
ァイバに入射した送信光が低次モードを含むため、光フ
ァイバの他端から出射する放射光の分布が光ファイバの
中心部より周辺部が強いリング状分布となることを防止
することが可能となり、短距離の通信時と長距離の通信
時での光ファイバからの出射光の放射強度分布の変動を
少なくすることができ、伝送距離による受信効率の変動
を小さくすることができ、伝送距離の制限を少なくでき
る。
ァイバに入射した送信光が低次モードを含むため、光フ
ァイバの他端から出射する放射光の分布が光ファイバの
中心部より周辺部が強いリング状分布となることを防止
することが可能となり、短距離の通信時と長距離の通信
時での光ファイバからの出射光の放射強度分布の変動を
少なくすることができ、伝送距離による受信効率の変動
を小さくすることができ、伝送距離の制限を少なくでき
る。
【００７２】また、上記双方向光通信器は、上記送信光
の光軸を光ファイバの中心軸側から外周側に向って傾斜
させて、送信光をファイバの端面に入射するので、送信
光を光ファイバの端面の外周側に入射させることができ
るため、受光領域が拡大して受信効率が向上すると共
に、光ファイバの端面からの反射光を光ファイバの外周
方向とすることができ、近端反射の抑制効果がある。
の光軸を光ファイバの中心軸側から外周側に向って傾斜
させて、送信光をファイバの端面に入射するので、送信
光を光ファイバの端面の外周側に入射させることができ
るため、受光領域が拡大して受信効率が向上すると共
に、光ファイバの端面からの反射光を光ファイバの外周
方向とすることができ、近端反射の抑制効果がある。
【００７３】また、上記双方向光通信器は、上記集光部
材と光ファイバとの間に、送信光の光軸方向を変えて送
信光を光ファイバの中心から半径方向にずれた位置に導
く光路変換部材を配置しているので、その光路変換部材
により送信光の光ファイバヘの入射角度の最適化が容易
に行え、また、双方向光通信器の小型化や受信領域の拡
大による受信効率の向上を図れる。
材と光ファイバとの間に、送信光の光軸方向を変えて送
信光を光ファイバの中心から半径方向にずれた位置に導
く光路変換部材を配置しているので、その光路変換部材
により送信光の光ファイバヘの入射角度の最適化が容易
に行え、また、双方向光通信器の小型化や受信領域の拡
大による受信効率の向上を図れる。
【００７４】また、上記双方向光通信器は、上記光路変
換部材が、送信光を屈折させることでその光路を変える
プリズムであり、そのプリズムを光ファイバの端面近傍
に配置することにより、光ファイバの直前で光路変換を
行えるため、送信部と受信部の配置の自由度が増すと共
に、プリズムの傾斜角により相手モジュール反射を低減
できる。
換部材が、送信光を屈折させることでその光路を変える
プリズムであり、そのプリズムを光ファイバの端面近傍
に配置することにより、光ファイバの直前で光路変換を
行えるため、送信部と受信部の配置の自由度が増すと共
に、プリズムの傾斜角により相手モジュール反射を低減
できる。
【００７５】また、上記双方向光通信器は、上記集光部
材が送信光の光路変換機能を併せ持つので、、送信光の
集光と光路変換を１つの部材で行うことができ、双方向
光通信器を小型で安価とすることができる。
材が送信光の光路変換機能を併せ持つので、、送信光の
集光と光路変換を１つの部材で行うことができ、双方向
光通信器を小型で安価とすることができる。
【００７６】また、上記双方向光通信器は、上記集光部
材が、送信光を反射させることでその光路を変えて送信
光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーであるので、そ
の反射ミラーを光ファイバの端面近傍に配置することに
より、光ファイバの直前で光路変換を行えるため、送信
部と受信部の配置の自由度が増すと共に、反射ミラーを
凹曲面形状とすることで、レンズなどの集光部材を用い
ずに送信光の集光を行うことができる。
材が、送信光を反射させることでその光路を変えて送信
光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーであるので、そ
の反射ミラーを光ファイバの端面近傍に配置することに
より、光ファイバの直前で光路変換を行えるため、送信
部と受信部の配置の自由度が増すと共に、反射ミラーを
凹曲面形状とすることで、レンズなどの集光部材を用い
ずに送信光の集光を行うことができる。
【００７７】また、この発明の双方向光通信装置は、光
ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双
方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として各
双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向光通信装
置であって、上記複数の双方向光通信器の少なくとも１
つが上記双方向光通信器である構成である。
ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双
方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として各
双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向光通信装
置であって、上記複数の双方向光通信器の少なくとも１
つが上記双方向光通信器である構成である。
【００７８】上記構成の双方向光通信装置によれば、一
本の光ファイバによる全二重方式の通信を行うことがで
き、伝送距離の制限が少なく、小型で低価格な双方向光
通信装置を得ることができる。
本の光ファイバによる全二重方式の通信を行うことがで
き、伝送距離の制限が少なく、小型で低価格な双方向光
通信装置を得ることができる。
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の双方向光通
信器を用いた双方向光通信装置の基本構成を説明する概
略構成図である。
信器を用いた双方向光通信装置の基本構成を説明する概
略構成図である。
【図２】 図２は上記双方向光通信器の構成を説明する
概略図である。
概略図である。
【図３】 図３は光ファイバの送信領域と受信領域を説
明する概略図である。
明する概略図である。
【図４】 図４は上記双方向光通信器の混信防止原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図５】 図５は上記双方向光通信器の相手モジュール
反射防止原理を説明する図である
反射防止原理を説明する図である
【図６】 図６は光ファイバの端面形状を説明する概略
図である。
図である。
【図７】 図７は光ファイバヘの送信光の入射状態を説
明する概略図である。
明する概略図である。
【図８】 図８は光ファイバヘの送信光の入射状態を説
明する概略図である。
明する概略図である。
【図９】 図９は上記双方向光通信器のプリズム角度の
最適値を示す図である。
最適値を示す図である。
【図１０】 図１０は上記双方向光通信器のプリズム角
度の最適値を示す図である。
度の最適値を示す図である。
【図１１】 図１１は双方向光通信器のプリズム角度と
光ファイバからの出射光の放射強度分布を示す図であ
る。
光ファイバからの出射光の放射強度分布を示す図であ
る。
【図１２】 図１２はこの発明の第２実施形態の双方向
光通信器の構成を説明する概略図である。
光通信器の構成を説明する概略図である。
【図１３】 図１３はこの発明の３実施形態の双方向光
通信器の構成を説明する概略図である。
通信器の構成を説明する概略図である。
【図１４】 図１４は従来の双方向光通信器を説明する
概略図である。
概略図である。
【図１５】 図１５は端面が球面形状の光ファイバヘの
送信光の入射状態を説明する概略図である。
送信光の入射状態を説明する概略図である。
【図１６】 図１６は光ファイバからの出射光の放射強
度分布を示す図である。
度分布を示す図である。
１…双方向光通信器、 ２,１０２,２０２…光ファイバ、 ３…双方向光通信装置、 ４,１０４,２０４…発光素子、 ５,１０５,２０５…受信素子、 ６,２０６…送信レンズ、 ７,１０７,２０７…反射ミラー、 ８,１０８,２０８…送信光、 ９,１０９,２０９…受信光、 １０,１１０,２１０…光学部材、 １１…プリズム、 １２…サブマウント、 １３,２１３…ステム、 １４,２１４…モニタフォトダイオード、 １５…送信部カバー、 １６,２１６…遮光部、 １７,２１７…反射光、 １８…迷光、 １９…素子反射光、 ２０…プリズム反射光、 ２１…電極、 ２２…散乱光、 ２４,１２４…受信レンズ、 ２２３…空洞部、 ３０２…光ファイバ、 ３０４…発光素子、 ３０５…受光素子、 ３０６…レンズ、 ３０８…送信光、 ３０９…受信光、 ３１７…反射光。
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/12 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｃ 10/13 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｑ 10/135 10/14 10/24 (72)発明者 田村 壽宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 CA08 CA38 CA39 5F041 AA14 AA35 AA47 DA19 DA83 EE04 EE08 FF14 5F073 BA02 EA29 FA02 FA08 FA23 FA30 5F088 AA03 AA05 BA15 BA20 JA12 JA14 JA20 5K002 AA05 BA14 BA21 BA31 CA02 DA04 FA01
Claims (7)
- 【請求項１】 端面が凸曲面形状である一本の光ファイ
バを伝送媒体として光信号の送受信を行う双方向光通信
器において、 送信光を生成する発光素子と、 上記発光素子から出射された送信光を集光して上記光フ
ァイバに結合させる集光部材と、 上記光ファイバから出射される受信光を受光する受光素
子とを備え、 上記光ファイバに入射する前の送信光の光軸と上記光フ
ァイバの光軸とのなす角度をθL、上記送信光が上記光
ファイバに結合する位置における上記光ファイバ端面の
垂線と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθT、上記
集光部材により集光された送信光の上記光ファイバに入
射する前の開口数をＮＡ、上記光ファイバのコアの屈折
率をｎf、上記送信光が上記光ファイバに入射する前に
通過する空間の屈折率をｎ０として、上記光ファイバの
光軸に対して上記光ファイバに入射後の送信光の開口数
ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが、 θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θ
T)}／ｎf−θT で表されるとき、 θfb≦０≦θfa または θfa≦０≦θfb を満足することを特徴とする双方向光通信器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の双方向光通信器におい
て、 上記送信光の光軸を上記光ファイバの中心軸側から外周
側に向って傾斜させて、上記送信光を上記光ファイバの
端面に入射することを特徴とする双方向光通信器。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の双方向光通信
器において、 上記集光部材と上記光ファイバとの間に配置され、上記
光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上
記送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変
換部材を備えたことを特徴とする双方向光通信器。 - 【請求項４】 請求項３に記載の双方向光通信器におい
て、 上記光路変換部材が、上記送信光を屈折させることによ
りその送信光の光路を変えるプリズムであることを特徴
とする双方向光通信器。 - 【請求項５】 請求項１または２に記載の双方向光通信
器において、 上記集光部材が、上記光ファイバの端面の中心から半径
方向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光
の光路を変える光路変換機能を有することを特徴とする
双方向光通信器。 - 【請求項６】 請求項５に記載の双方向光通信装置にお
いて、 上記集光部材が、上記送信光を反射させることによりそ
の送信光の光路を変えて上記送信光の集光を行う凹曲面
形状の反射ミラーであることを特徴とする双方向光通信
器。 - 【請求項７】 光ファイバの各端にそれぞれ光学的に結
合された複数の双方向通信器を有し、上記光ファイバを
伝送媒体として上記複数の双方向光通信器間で光信号を
送受信する双方向光通信装置であって、 上記複数の双方向光通信器の少なくとも１つが請求項１
乃至６のいずれか1つに記載の双方向光通信器であるこ
とを特徴とする双方向光通信装置。
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