JP2003227971A

JP2003227971A - 波長多重光送受信モジュール

Info

Publication number: JP2003227971A
Application number: JP2002028266A
Authority: JP
Inventors: Mariko Nakaso; 麻理子中曾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、より簡単な構造を有し、調
整が容易な波長多重光送受信モジュールを提供すること
である。【解決手段】受光モジュール５５と発光モジュール４
０とフェルール１０中の光ファイバとが光学的に結合す
るように配置される。ロッドレンズ２０は、フェルール
１０と分波フィルタ３５との間に配置される。さらに、
集光レンズ５０は、発光モジュール４０に接し、かつ、
ロッドレンズ２０と共焦点の位置に配置される。ここ
で、発光モジュール４０の発光面は、非常に小さいので
送信信号光は大きく広がって出射される。そのため、発
光モジュール４０の配置が非常に困難なものとなってい
る。集光レンズ５０が、当該波長多重光送受信モジュー
ルに設けられることによって、大きく広がって出射され
る送信信号光が集光される。これにより、発光モジュー
ル４０の設置が容易なものとされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光送受信
モジュールに関するものであり、より特定的には、互い
に波長の異なる入力信号光および出力信号光を、一本の
光ファイバで伝送する双方向通信に用いられる波長多重
光送受信モジュールに関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】近年、公衆通信分野等において、光ファ
イバ通信の普及が拡大している。このような光ファイバ
通信において、一本のファイバを用いて、１．３μｍお
よび１．５５μｍの異なった波長の光を双方向に送る双
方向通信技術がある。

【０００３】図９は、双方向通信に用いられる従来の波
長多重光送受信モジュールの構成を示したものである。
従来の光多重光送受信モジュールは、光ファイバ９０
０、発光素子９０５、受光素子９１０、分波フィルタ９
１５、第１のコリメートレンズ９２０、第２のコリメー
トレンズ９２５および第３のコリメートレンズ９３０を
備える。光ファイバ９００は、１．３μｍの波長の受信
信号光および１．５５μｍの波長の送信信号光を伝送す
る。発光素子９０５は、送信信号光を発光する。受光素
子９１０は、受信信号光を受信する。分波フィルタ９１
５は、発光素子９０５が発光した送信信号光を光ファイ
バ９００に導き、光ファイバ９００から出力されてくる
受信信号光を受光素子９１０に導く。第１のコリメート
レンズ９２０は、光ファイバ９００から出力されてくる
受信信号光を平行コリメート光にし、発光素子９０５か
ら出力されてくる送信信号光を光ファイバ９００に集光
する。第２のコリメートレンズ９２５は、発光素子９０
５から出力されてくる送信信号光を平行コリメート光に
する。第３のコリメートレンズ９３０は、光ファイバ９
００から出力されてくる受信信号光を、受光素子９１０
に集光する。

【０００４】従来は、双方向通信技術においては、上記
のような波長多重光送受信モジュールが用いられてい
た。なお、送信信号光と受信信号光との波長は、逆であ
ってもよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した波長
多重光送受信モジュールは、コリメートレンズが３つ用
いられていたので、それぞれが空間上に別個に配置され
なければならず、それぞれの光軸調整が非常に困難であ
った。また、部品点数の増大は、当該波長多重光送受信
モジュールの大型化および価格を高騰させる原因にもな
っていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、より簡単な構造
を有し、調整が容易な波長多重光送受信モジュールを提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、互いに波
長の異なる入力信号光および出力信号光を、一本の光フ
ァイバで伝送する双方向通信に用いられる波長多重光送
受信モジュールであって、光ファイバから出射する入力
信号光と、光ファイバに入射する出力信号光とを分波す
る分波フィルタと、分波フィルタを介して光ファイバと
光学的に結合され、出力信号光を発光する発光素子と、
分波フィルタを介して光ファイバと光学的に結合され、
入力信号光を受光する受光素子と、光ファイバと分波フ
ィルタとの間に設けられ、光ファイバから出射される入
力信号光を集光し、出力信号光を光ファイバに集光する
入出力信号光集光レンズと、発光素子と分波フィルタと
の間であって、かつ、入出力信号光集光レンズと共焦点
の位置に配置されて、発光素子から発光される出力信号
光を集光する出力信号光集光レンズとを備える。

【０００８】上記第１の発明によれば、発光素子から大
きな角度をもった状態で発光される出力信号が、出力信
号集光レンズによって集光され、その後、入出力信号光
集光レンズによって、光ファイバに集光されることとな
る。

【０００９】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、出力信号集光レンズは、発光素子の発光面に
接触していることを特徴とする。

【００１０】上記第２の発明によれば、予め発光素子と
出力信号集光レンズとが、一体化された状態で当該波長
多重送受信モジュールに配置することが可能になる。

【００１１】第３の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、分波フィルタの面と光ファイバの光軸とのな
す角度は、０°より大きく４５°以下であることが好ま
しく、より好ましくは４５°であることを特徴とする。

【００１２】上記第３の発明によれば、分波フィルタの
面と光ファイバの光軸とのなす角度が４５°のときに
は、発光素子の光軸と光ファイバの光軸とのなす角度が
９０°となる。

【００１３】第４の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、受光素子の受光面の法線と、入力信号光の光
軸とのなす角度が０°より大きく１５°以下であること
を特徴とする。

【００１４】上記第４の発明によれば、入力信号光が、
受光素子の受光面に対して０°より大きな入射角で入射
されることになる。

【００１５】第５の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、受光素子は、受光面と光ファイバの光軸との
なす角度が垂直となるように配置され、少なくとも二つ
の平面を有するプリズムをさらに備え、プリズムは、一
つの平面が分波フィルタの受光素子側の面に接するよう
に配置されることを特徴とする。

【００１６】上記第５の発明によれば、プリズムの二つ
の面のなす角度が任意に設定されることで、受光素子の
受光面に対する入射信号の入射角が任意に決定されるよ
うになる。

【００１７】第６の発明は、第５の発明に従属する発明
であって、プリズムのその他の面が、受光素子の受光面
に接することを特徴とする。

【００１８】上記第６の発明によれば、プリズムの端面
および受光面における反射光が減少する。

【００１９】第７の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、プリズムのその他の面と受光素子の受光面と
の間に、入力信号光を透過し、出力信号光を反射するこ
とができるフィルタをさらに備える。

【００２０】上記第７の発明によれば、入力信号光に混
じって透過してきた出力信号光が、上記フィルタによっ
て反射される。

【００２１】第８の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、受光素子と分波フィルタとの間であって、か
つ、入出力信号光集光レンズと共焦点の位置に配置され
て、光ファイバから出射される入力信号光を受光素子の
受光面に集光する入力信号光集光レンズをさらに備え
る。

【００２２】上記第８の発明によれば、入出力信号光集
光レンズと共焦点の位置に入力信号集光レンズが設けら
れることによって、入力信号光が受光面に集光されるこ
とになる。

【００２３】第９の発明は、第８の発明に従属する発明
であって、入力信号集光レンズは、受光素子の受光面に
接触していることを特徴とする。

【００２４】上記第９の発明によれば、予め受光素子と
入力信号集光レンズとが一体化された状態で、当該波長
多重送受信モジュールに配置されることになる。

【００２５】第１０の発明は、第８の発明に従属する発
明であって、分波フィルタは、入出力信号光集光レンズ
の焦点の位置に配置されることを特徴とする。

【００２６】上記第１０の発明によれば、入出力信号光
集光レンズの焦点の位置に分波フィルタが配置されるこ
とによって、全てのレンズの焦点が当該分波フィルタ上
に位置することとなる。

【００２７】第１１の発明は、第１〜第ｎの入力信号光
（ただし、ｎは任意の自然数；以下同様）および第１の
出力信号光から第ｎの出力信号光を、それぞれ、第１〜
第ｎの光ファイバで伝送する双方向通信に用いられるア
レイ波長多重光送受信モジュールであって、第ｋの光フ
ァイバ（ただし、ｋは１以上ｎ以下の任意の整数；以下
同様）は、互いに波長の異なる第ｋの入力信号光および
第ｋの出力信号光を伝送し、第ｋの光ファイバから出射
する第ｋの入力信号光と、第ｋの光ファイバに入射する
第ｋの出力信号光とを分波する分波フィルタと、分波フ
ィルタを介して第ｋの光ファイバと光学的に結合され、
第ｋの出力信号光を発光する第ｋの発光素子と、分波フ
ィルタを介して第ｋの光ファイバと光学的に結合され、
第ｋの入力信号光を受光する第ｋの受光素子と、第ｋの
光ファイバと分波フィルタとの間に設けられ、第ｋの光
ファイバから出射される第ｋの入力信号光を集光し、第
ｋの出力信号光を第ｋの光ファイバに集光する第ｋの入
出力信号光集光レンズと、第ｋの発光素子と分波フィル
タとの間であって、かつ、第ｋの入出力信号光集光レン
ズと共焦点の位置に配置されて、第ｋの発光素子から発
光される第ｋの出力信号光を集光する第ｋの出力信号光
集光レンズとを備える。

【００２８】上記第１１の発明によれば、ｎ個の波長多
重光送受信モジュールがアレイ状に配置されており、各
波長多重光送受信モジュールの分波フィルタが共通化さ
れて用いられる。

【００２９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係る波長多重送受信モジュールにつ
いて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の
第１の実施形態に係る波長多重光送受信モジュールの構
成を示した図である。本実施形態に係る波長多重光送受
信モジュールは、二つの異なる波長の信号を用いた光フ
ァイバ双方向通信において使用されるものであり、筐体
５、フェルール１０、割りスリーブ１５、ロッドレンズ
２０、光ファイバ心線３０、分波フィルタ３５、発光モ
ジュール４０、発光モジュールの電源ピン４５、集光レ
ンズ５０、受光モジュール５５および受光モジュールの
電源ピン６０を備える。筐体５は、各構成部を固定す
る。フェルール１０は、その中心に光ファイバを備えて
おり、当該光ファイバを介して送信信号光および受信信
号光を伝送する。割りスリーブ１５は、フェルール１０
およびロッドレンズ２０を固定する役割を果たし、筐体
５上に配置される。ロッドレンズ２０は、送信信号光お
よび受信信号光を集光する。発光モジュール４０は、第
１の波長を有する送信信号光を発光する。集光レンズ５
０は、発光モジュール４０から出力される送信信号光を
集光する。受光モジュール５５は、フェルール１０から
出力される第２の波長を有する受信信号光を受光する。
分波フィルタ３５は、フェルール１０から出力される受
信信号光を透過して受光モジュール５５に導き、発光モ
ジュール４０が出力する送信信号光を反射してフェルー
ル１０に導く。以上のように構成された波長多重光送受
信モジュールの詳細について、以下に説明する。

【００３０】まず、フェルール１０、割りスリーブ１５
およびロッドレンズ２０の構成の詳細について説明す
る。図２は、フェルール１０、割りスリーブ１５および
ロッドレンズ２０を示した図である。図２に示されるよ
うに、送信信号光および受信信号光が通るファイバ７０
がフェルール１０によって保持される。ファイバ７０へ
の入出力用集光レンズとしてフェルール１０と同じ径を
有する円筒状のロッドレンズ２０が用いられる。当該ロ
ッドレンズ２０は、フェルール１０とともに割りスリー
ブ１５によって固定される。本実施形態においては、フ
ェルール１０とロッドレンズ２０とが接触するように配
置されている。これは、フェルール１０とロッドレンズ
２０とを接触させることによって、フェルール１０とロ
ッドレンズ２０との間に隙間がある場合よりも端面反射
を減少させることができ、その結果、反射戻り光がファ
イバ７０に入射することが防止されるからである。な
お、このときロッドレンズ２０のフェルール１０に対し
て接触している面は、半径２０ｍｍ程度の凸形の曲面を
有する（図面では表現されていない）。これにより、ロ
ッドレンズ２０の端面とファイバ７０の端面とが安定し
て接触することが可能となる。以上で、フェルール１
０、割りスリーブ１５およびロッドレンズ２０の構成の
詳細について説明を終了する。

【００３１】次に、フェルール１０、割りスリーブ１５
およびロッドレンズ２０の筐体５上への固定について説
明する。図３は、図１に示される波長多重光送受信モジ
ュールの線分Ａ−ＡＡにおける断面図である。図３に示
されるように、フェルール１０が挿入された割りスリー
ブ１５が、筐体５に設けられたガイド溝７５に押し当て
られて、接着剤８０によって筐体５に固定される。これ
により、フェルール１０、割りスリーブ１５およびロッ
ドレンズ２０（図３には表示されず）が、精度よく、安
定して筐体５上に固定される。また、割りスリーブ１５
のスリット内に接着剤８０が流入されることにより、筐
体５、フェルール１０、割りスリーブ１５およびロッド
レンズ２０（図３には表示されず）を一体的に固定する
ことも可能である。以上で、フェルール１０、割りスリ
ーブ１５およびロッドレンズ２０の筐体５上への固定に
ついて説明を終了する。

【００３２】次に、分波フィルタ３５、発光モジュール
４０および受光モジュール５５の設置について説明す
る。まず、分波フィルタ３５の設置について説明する。
分波フィルタ３５は、当該分波フィルタ３５の法線が光
ファイバの光軸に対して４５°の角度をなすように設置
される。これにより、発光モジュール４０の光軸と受光
モジュール５５の光軸とのなす角度が９０°となり、ロ
ッドレンズ２０の焦点距離が短くなる。なお、この角度
を４５°以下としてもよいが、分波フィルタ３５の特性
が劣化すること、発光モジュール４０と受光モジュール
５５とが接近して小型化が困難となることおよび発光モ
ジュールの電源ピン４５と受光モジュールの電源ピン６
０とが接近し、電気クロストークが劣化すること等の理
由から、分波フィルタ３５と光軸とのなす角度は、４５
°が望ましい。

【００３３】ここで、発光モジュール４０および受光モ
ジュール５５の設置の順番について説明する。発光モジ
ュール４０の発光面は、２〜３μｍと小さいが、受光モ
ジュール５５の受光面は、数十μｍと発光モジュール４
０の発光面に比べて大きい。そのため、発光モジュール
４０よりも受光モジュール５５の方が、光学調整が容易
である。したがって、これらを設置する場合には、ま
ず、発光モジュール４０が設置され、その後、受光モジ
ュール５５が設置されることが望ましい。

【００３４】まず、発光モジュール４０および受光モジ
ュール５５の設置について説明する。ここで、発光モジ
ュール４０の発光面は、２〜３μｍと非常に小さい。し
たがって、空間に光が出射される際には、大きな広がり
角を有して出射される。このため、発光モジュール４０
から出射される送信信号光を集光するためのレンズが必
要となる。そこで、図１に示されるように、集光レンズ
５０が、発光モジュール４０に接するように設置され
る。集光レンズ５０が設置された発光モジュール４０
は、ロッドレンズ２０および集光レンズ５０の焦点が一
致し、かつ、ロッドレンズ２０と光学的に結合する位置
に設置される。なお、上記のように集光レンズ５０に発
光モジュール４０が接することによって、集光レンズ５
０と発光モジュール４０との間の位置決めが簡略化され
る。

【００３５】次に、受光モジュール５５は、図１に示さ
れるように、ロッドレンズ２０の焦点の位置に設置され
る。ここで、発光モジュール４０の受光面は、光ファイ
バの光軸の垂線に対して１０°傾けられる。これによ
り、当該受光面で反射した受信信号光が光ファイバに戻
ることが防止される。なお、図４に示されるように、受
信信号光は、分波フィルタ３５の屈折率により、分波フ
ィルタ３５を通過した後の光路が光ファイバの光軸から
ずれてしまう。したがって、予めこの光軸からのずれが
計算された上で、受光モジュール５５は設置される。な
お、発光モジュール４０および受光モジュール５５は、
ＹＡＧ溶接等により筐体５に固定される。以上で、発光
モジュール４０および受光モジュール５５の設置の説明
を終了する

【００３６】以下に、本実施形態に係る波長多重光送受
信モジュールの動作について、図１を用いて説明する。

【００３７】まず、受信信号光を受光モジュール５５が
受光するときの波長多重光送受信モジュールの動作につ
いて説明する。光ファイバ心線３０を通過してきた受信
信号光が、フェルール１０内の光ファイバ（図１には示
されず）を介して、ロッドレンズ２０に出力される。ロ
ッドレンズ２０は、当該受信信号光を集光する。当該受
信信号光は、分波フィルタ３５を透過し、ロッドレンズ
２０の焦点に配置された受光モジュール５５に到達す
る。これにより、受光モジュール５５は、受信信号光を
受光することができる。

【００３８】次に、送信信号光が波長多重光送受信モジ
ュール外へ送信されるときの波長多重光送受信モジュー
ルの動作について説明する。発光モジュール４０は、送
信信号光を発光する。集光レンズ５０は、当該送信信号
光を集光する。送信信号光は、いったん焦点に集光され
るが、焦点通過後は広がり、分波フィルタ３５におい
て、ロッドレンズ２０側へ反射される。ロッドレンズ２
０は、反射されてきた送信信号光をフェルール１０内の
光ファイバ（図１には示されていない）に集光する。当
該送信信号光は、光ファイバおよび光ファイバ心線３０
を介して、波長多重光送受信モジュール外へ出力され
る。

【００３９】なお、説明の簡略化のため、受信信号光の
受信動作および送信信号光の送信動作を別々に説明した
が、当該波長多重光送受信モジュールは、双方向通信に
用いられるものであるので、上記の２つの動作は同時に
行われる。

【００４０】本実施形態に係る波長多重光送受信モジュ
ールによれば、モジュールの部品点数を減らすことがで
きる。その結果として、当該波長多重光送受信モジュー
ルの小型化が図ることができるとともに、当該波長多重
光送受信モジュールを安価に提供することが可能とな
る。

【００４１】また、発光モジュール４０と分波フィルタ
３５との間に集光レンズ５０が設けられることで、共焦
点系の波長多重光送受信モジュールが実現される。共焦
点系は、コリメート系に比べて、各要素の角度ずれに対
しての結合効率の劣化量が少ないので、当該波長多重光
送受信モジュールにおけるの角度調整が容易になる。

【００４２】さらに、集光レンズ５０が発光モジュール
４０に接触させて設置されるので、集光レンズ５０およ
び発光モジュール４０の位置決めを同時に行うことが可
能となる。これにより、集光レンズ５０と発光モジュー
ル４０とが別々に配置される場合に比べて、光学調整が
容易となる。

【００４３】なお、本実施形態に係る波長多重光送受信
モジュールについて、図５に示すような構成をとること
も可能である。図５は、当該波長多重光送受信モジュー
ルの分波フィルタ付近の拡大図である。図５に示される
波長多重光送受信モジュールは、受光モジュール５５の
受光面上に第２の分波フィルタ１００が設けられ、第２
の分波フィルタ１００上に台形プリズム１１５が設けら
れ、さらに、台形プリズム１１５上に第１の分波フィル
タ１１０が設けられているものである。上記構成によ
り、受光モジュール５５の受光面に対して角度を持った
光が入射する。その結果、受光面における反射戻り光
が、光ファイバに入射することが防止される。また、受
光面を傾ける必要がなくなり、受光モジュールの電源ピ
ン６０を光ファイバと平行になるように配置することが
可能となる。その結果、当該波長多重光送受信モジュー
ルの小型化を図ることが可能となる。さらに、第２の分
波フィルタ１００が設けられたことにより、第１の分波
フィルタ１１０から漏れてきた送信信号光が、受光モジ
ュール５５に入射することが防止される。その結果、当
該波長多重光送受信モジュールのクロストークが向上す
る。さらに、受光モジュール５５、第１の分波フィルタ
１１０、台形プリズム１１５および第２の分波フィルタ
１００を一体化させたことにより、受信信号光をモニタ
しながら受光モジュール５５の位置決めを行うと、第１
の分波フィルタ１１０の位置も自動的に決定される。し
たがって、図１のように、分波フィルタ３５を筐体５に
設置した後に、受光モジュール５５を設置する場合に比
べて、調整が容易となる。さらに、分波フィルタ３５
は、常に光ファイバの光軸上に配置されることになるの
で、当該分波フィルタ３５が小型化される。また、筐体
５における分波フィルタ３５固定用のスペースや治具が
不要となり、当該波長多重光送受信モジュールの小型化
を図ることができる。なお、第１の分波フィルタ１１０
と台形プリズム１１５とは、図５に示されるように接触
していることが好ましいが、これらの間に隙間が合って
もよい。第１の分波フィルタ１１０と台形プリズム１１
５とが接触することによって、台形プリズム１１５の端
面での反射光が減少し、当該波長多重光送受信モジュー
ルのクロストークが向上する。

【００４４】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係る波長多重送受信モジュールについて、図
面を参照しながら説明する。図６は、本発明の第２の実
施形態に係る波長多重送受信モジュールの構成を示した
図である。本実施形態に係る波長多重光送受信モジュー
ルは、光ファイバを用いた双方向通信において使用され
るものであり、筐体５、フェルール１０、割りスリーブ
１５、ロッドレンズ２０、光ファイバ心線３０、発光モ
ジュール４０、発光モジュールの電源ピン４５、受光モ
ジュール５５、受光モジュールの電源ピン６０、分波フ
ィルタ１１８、第１の集光レンズ１２０および第２の集
光レンズ１２５を備える。筐体５、フェルール１０、割
りスリーブ１５、ロッドレンズ２０、光ファイバ心線３
０、発光モジュール４０、発光モジュールの電源ピン４
５、受光モジュール５５および受光モジュールの電源ピ
ン６０は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省
略する。第１の実施形態と本実施形態との異なる点は、
受光モジュール５５の受光面上に第２の集光レンズ１２
５が設けられていることおよび第１の実施形態の分波フ
ィルタ３５に比べて本実施形態の分波フィルタ１１８が
小さいことである。なお、分波フィルタ１１８は、第１
の実施形態と同様に、フェルール１０から出力される受
信信号光を透過して受光モジュール５５に導き、発光モ
ジュール４０が出力する送信信号光を反射してフェルー
ル１０に導く。第１の集光レンズ１２０は、第１の実施
形態における集光レンズ５０と同様に、発光モジュール
４０が出射する送信信号光を集光する。第２の集光レン
ズ１２５は、受光モジュール５５の受光面に受信信号光
を集光する。以下に、第１の実施形態と相違する点を中
心に、本実施形態に係る波長多重送受信モジュールにつ
いて説明する。

【００４５】フェルール１０、割りスリーブ１５および
ロッドレンズ２０の構成の詳細についての説明およびこ
れらの筐体５上への固定についての説明は、第１の実施
形態と同様であるため、説明を省略する。

【００４６】ここで、発光モジュール４０、受光モジュ
ール５５、分波フィルタ１１８、第１の集光レンズ１２
０および第２の集光レンズ１２５の設置について説明す
る。まず、本実施形態に係る分波フィルタ１１８は、ロ
ッドレンズ２０の焦点の位置に設置される。このとき、
第１の実施形態と同様に、分波フィルタ１１８は、当該
分波フィルタ１１８の法線と光ファイバの光軸とが４５
°の角度をなすように設置される。また、第１の実施形
態と同様の理由により、この角度を４５°以上としても
よい。

【００４７】次に、第１の集光レンズ１２０および第２
の集光レンズ１２５の設置について説明する。第１の集
光レンズ１２０は、第１の実施形態の集光レンズ５０と
同様に、発光モジュール４０の発光面に接触させて設置
される。第２の集光レンズ１２５は、受光モジュール５
５の受光面に接触させて設置される。

【００４８】ここで、発光モジュール４０、受光モジュ
ール５５、第１の集光レンズ１２０および第２の集光レ
ンズ１２５の筐体５への設置について説明する。なお、
第１の実施形態と同様の理由により、まず、発光モジュ
ール４０が設置され、その後、受光モジュール５５が設
置される。

【００４９】まず、発光モジュール４０および第１の集
光レンズ１２０の設置について説明する。発光モジュー
ル４０および第１の集光レンズ１２０は、ロッドレンズ
２０の焦点と当該第１の集光レンズ１２０の焦点とが一
致し、かつ、ロッドレンズ２０と当該第１の集光レンズ
１２０とが光学的に結合される位置に設置される。な
お、本実施形態では、分波フィルタ１１８が、当該分波
フィルタ１１８の法線と光ファイバの光軸とが４５°の
角度をなすように設置されているので、発光モジュール
４０および第１の集光レンズ１２０は、図６に示される
ように、光ファイバの光軸と９０°をなす直線上に設置
される。

【００５０】次に、受光モジュール５５および第２の集
光レンズ１２５の設置について説明する。第２の集光レ
ンズ１２５は、受光モジュール５５の受光面に接するよ
うに設置される。そして、第２の集光レンズ１２５が設
置された受光モジュール５５は、ロッドレンズ２０の焦
点と当該第２の集光レンズ１２５の焦点とが一致し、か
つ、ロッドレンズ２０と当該第２の集光レンズ１２５と
が光学的に結合される位置に設置される。なお、本実施
形態では、分波フィルタ１１８が受信信号光を透過する
ので、受光モジュール５５および第２の集光レンズ１２
５は、光ファイバの光軸上に設置される。なお、第１の
実施形態と同様の理由で、受光モジュール５５は、受光
面の垂線と光ファイバの光軸とが１０°をなすように設
置される。なお、上記のように第２の集光レンズ１２５
に受光モジュール５５が接することによって、第２の集
光レンズ１２５と発光モジュール４０との間の位置決め
が簡略化される。以上で、発光モジュール４０および第
１の集光レンズ１２０の設置について説明を終了する。

【００５１】以下に、本実施形態に係る波長多重光送受
信モジュールの動作について、図６を用いて説明する。

【００５２】送信信号光が波長多重光送受信モジュール
外へ送信されるときの波長多重光送受信モジュールの動
作は、第１の実施形態と同様であるため省略する。

【００５３】ここで、受信信号光を受光モジュール５５
が受光するときの波長多重光送受信モジュールの動作に
ついて説明する。光ファイバ心線３０を通過してきた受
信信号光が、フェルール１０内の光ファイバ（図６には
示されず）を介して、ロッドレンズ２０に出力される。
ロッドレンズ２０は、当該受信信号光を集光する。当該
受信信号光は、分波フィルタ１１８を透過し、第２の集
光レンズ１２５に到達する。第２の集光レンズ１２５
は、受信信号光を受光モジュール５５の受光面に集光す
る。これにより、受光モジュール５５は、受信信号光を
受光することができる。

【００５４】なお、第１の実施形態と同様に、受信信号
光の受光動作および送信信号光の送信動作を別々に説明
したが、当該波長多重光送受信モジュールは、双方向通
信に用いられるものであるので、上記の２つの動作は同
時に行われる。

【００５５】本実施形態に係る波長多重光送受信モジュ
ールによれば、ロッドレンズ２０の焦点と、第１の集光
レンズ１２０の焦点と、第２の集光レンズ１２５の焦点
とが一致する場所に、それぞれのレンズが設置される。
そして、当該焦点上に分波フィルタ１１８が設置され
る。したがって、分波フィルタ１１８の面積を小さくす
ることが可能である。その結果として、当該波長多重光
送受信モジュールが安価で提供されることが可能とな
る。

【００５６】なお、第１の実施形態および本実施形態に
おいて、送信信号光および受信信号光を集光させるため
のレンズとしてロッドレンズ２０が用いられているが、
当該レンズはこれに限られない。例えば、ロッドレンズ
２０の代わりに球面レンズが用いられてもよい。

【００５７】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係るアレイ波長多重送受信モジュールについ
て、図面を参照しながら説明する。図７は、本発明の第
３の実施形態に係るアレイ波長多重送受信モジュールの
構成を示した図である。なお、図７では、筐体５は省略
されている。

【００５８】本実施形態に係るアレイ波長多重光送受信
モジュールは、交換局において用いられるものであり、
光ファイバ部２００₁〜２００_n、発光モジュール部２０
５₁〜２０５_n、受光モジュール部２１０₁〜２１０_nおよ
び分波フィルタ２１５を備える。なお、光ファイバ部２
００₁〜２００_nは、図６のフェルール１０、割りスリー
ブ１５およびロッドレンズ２０を一まとめにしたもので
ある。また、発光モジュール部２０５₁〜２０５_nは、図
６の発光モジュール４０および第１の集光レンズ１２０
を一まとめにしたものである。同様に、受光モジュール
部２１０₁〜２１０_nは、図６の受光モジュール５５およ
び第２の集光レンズ１２５を一まとめにしたものであ
る。各構成部が行う動作は、第１の実施形態および第２
の実施形態と同様であるため省略する。

【００５９】ここで、光ファイバ部２００₁〜２００_n、
発光モジュール部２０５₁〜２０５_n、受光モジュール部
２１０₁〜２１０_nおよび分波フィルタ２１５の設置につ
いて説明する。ここでは、一例として、光ファイバ部２
００₁、発光モジュール部２０５₁、受光モジュール部２
１０₁および分波フィルタ２１５の設置について説明す
る。分波フィルタ２１５は、当該分波フィルタ２１５の
法線と光ファイバ部２００₁の光軸とのなす角度が４５
°となるように設置される。発光モジュール部２０５₁
は、光ファイバ部２００₁に含まれるレンズの焦点と発
光モジュール部２０５₁に含まれるレンズの焦点とが一
致し、かつ、これらが光学的に結合する位置に設置され
る。次に、受光モジュール部２１０₁は、光ファイバ部
２００₁に含まれるレンズの焦点と発光モジュール部２
０５₁に含まれるレンズの焦点とが一致し、かつ、これ
らが光学的に結合する位置に設置される。これにより、
発光モジュール部２０５₁から出射された送信信号光
は、分波フィルタ２１５で反射され、光ファイバ部２０
０₁に入射され、当該アレイ波長多重光送受信モジュー
ル外へ出力される。また、当該アレイ波長多重光送受信
モジュール外から入力されてきた受信信号光は、光ファ
イバ部２００₁から出射され、分波フィルタ２１５を透
過し、受光モジュール部２１０₁において受光される。

【００６０】光ファイバ部２００₂〜２００_n、発光モジ
ュール部２０５₂〜２０５_nおよび受光モジュール部２１
０₂〜２１０_nについても、上記光ファイバ部２００₁、
発光モジュール部２０５₁および受光モジュール部２１
０₁と同様に設置される。ここで、図７に示されるよう
に、光ファイバ部２００₁〜２００_n、発光モジュール部
２０５₁〜２０５_nおよび受光モジュール部２１０₁〜２
１０_nは、それぞれが一直線に並ぶように設置される。
この構成により、小型で高性能なアレイ波長多重光送受
信モジュールが実現される。また、各レンズの焦点距離
を等しくすることができるので、各発光モジュール部２
０５₁〜２０５_n、受光モジュール部２１０₁〜２１０_nお
よび光ファイバ部２００₁〜２００_nに用いられる部品を
共通化することができる。その結果、設計が容易とな
り、低コスト化が実現できる。

【００６１】なお、アレイ数は、任意に決めることが可
能であるが、メンテナンスや結合効率の確保の観点か
ら、４もしくは８ないしは１６程度が好ましい。これ
は、アレイ数が多くなりすぎると、その中の一つの素子
が故障した場合にモジュール全体の交換が必要となり、
メンテナンスコストの増大化につながるからである。ま
た、アレイ数の過剰な増加は、モジュールの大型化、焦
点距離の延長を引き起こし、その結果、受光モジュール
における結合効率の低下を起こさせるという問題点も有
する。

【００６２】なお、発光モジュール部２０５₁〜２０５_n
および受光モジュール部２１０₁〜２１０_nには、チップ
上の発光素子や受光素子およびアレイレンズが用いられ
ることにより、当該アレイ波長多重光送受信システムの
小型を図ることが可能である。

【００６３】なお、図８は、波長多重光双方向システム
の構成を示す図である。当該波長多重光双方向システム
の交換局において、図７に示されるアレイ波長多重光送
受信モジュールが用いられる。また、アレイ波長多重光
送受信モジュールの光ファイバ部２００₁〜２００_nに
は、図６に示される各加入者用の波長多重光送受信モジ
ュール２２０₁〜２２０_nが接続される。これにより、加
入者側と交換局側で１芯双方向の通信が可能となる。ま
た、このような双方向通信を行うに際して、１本の光フ
ァイバで時間多重を行って双方向通信を行うことによ
り、高速通信が実現される。また、本実施形態に係るア
レイ波長多重光送受信モジュールが交換局に設置される
ことによって、交換局の省スペース化が図られる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明は、入出力信号集光
レンズと共焦点の位置に出力信号集光レンズを設けて、
共焦点系を実現することで、各素子の位置の調整が容易
になるという効果を有する波長多重光送受信モジュール
を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる波長多重光送
受信モジュールの構成を示した図である。

【図２】本発明の第１の実施形態にかかる波長多重光送
受信モジュールのフェルール１０、割りスリーブ１５お
よびロッドレンズ２０を拡大して示した図である。

【図３】図１に示される波長多重光送受信モジュールの
線分Ａ−ＡＡにおける断面図である。

【図４】図１に示される波長多重光送受信モジュールの
ロッドレンズ２０、割りスリーブ１５および分波フィル
タ３５付近の拡大図である。

【図５】本発明第１の実施形態にかかる波長多重光送受
信モジュールのその他の一例を示した図である。

【図６】本発明の第２の実施形態にかかる波長多重光送
受信モジュールの構成を示した図である。

【図７】本発明の第３の実施形態にかかるアレイ波長多
重光送受信モジュールの構成を示した図である。

【図８】本発明の第３の実施形態にかかる波長多重光双
方向システムの構成を示した図である。

【図９】従来の波長多重光送受信モジュールの構成の一
例を示した図である。

【符号の説明】

５筐体１０フェルール１５割りスリーブ２０ロッドレンズ３０光ファイバ心線３５，１１８、２１５分波フィルタ４０発光モジュール４５発光モジュールの電源ピン５０集光レンズ５５受光モジュール６０受光モジュールの電源ピン７０ファイバ７５ガイド溝８０接着剤１００第２の分波フィルタ１１０第１の分波フィルタ１１５台形プリズム１２０第１の集光レンズ１２５第２の集光レンズ２００₁〜２００_n光ファイバ部２０５₁〜２０５_n 発光モジュール部２１０₁〜２１０_n受光モジュール部２２０₁〜２２０_n波長多重光送受信モジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに波長の異なる入力信号光および出
力信号光を、一本の光ファイバで伝送する双方向通信に
用いられる波長多重光送受信モジュールであって、前記光ファイバから出射する前記入力信号光と、前記光
ファイバに入射する前記出力信号光とを分波する分波フ
ィルタと、前記分波フィルタを介して前記光ファイバと光学的に結
合され、前記出力信号光を発光する発光素子と、前記分波フィルタを介して前記光ファイバと光学的に結
合され、前記入力信号光を受光する受光素子と、前記光ファイバと前記分波フィルタとの間に設けられ、
前記光ファイバから出射される前記入力信号光を集光
し、前記出力信号光を前記光ファイバに集光する入出力
信号光集光レンズと、前記発光素子と前記分波フィルタとの間であって、か
つ、前記入出力信号光集光レンズと共焦点の位置に配置
されて、前記発光素子から発光される前記出力信号光を
集光する出力信号光集光レンズとを備える、波長多重光
送受信モジュール。
【請求項２】前記出力信号集光レンズは、前記発光素
子の発光面に接触していることを特徴とする、請求項１
に記載の波長多重光送受信モジュール。
【請求項３】前記分波フィルタの面と前記光ファイバ
の光軸とのなす角度は、０°より大きく４５°以下であ
ることが好ましく、より好ましくは４５°であることを
特徴とする、請求項１に記載の波長多重光送受信モジュ
ール。
【請求項４】前記受光素子の受光面の法線と、前記入
力信号光の光軸とのなす角度が０°より大きく１５°以
下であることを特徴とする請求項１に記載の波長多重光
送受信モジュール。
【請求項５】前記受光素子は、前記受光面と前記光フ
ァイバの光軸とのなす角度が垂直となるように配置さ
れ、少なくとも二つの平面を有するプリズムをさらに備え、前記プリズムは、一つの平面が前記分波フィルタの前記
受光素子側の面に接するように配置されることを特徴と
する、請求項１に記載の波長多重光送受信モジュール。
【請求項６】前記プリズムのその他の面が、前記受光
素子の受光面に接することを特徴とする、請求項５に記
載の波長多重光送受信モジュール。
【請求項７】前記プリズムのその他の面と前記受光素
子の受光面との間に、前記入力信号光を透過し、前記出
力信号光を反射することができるフィルタをさらに備え
る、請求項６に記載の波長多重光送受信モジュール。
【請求項８】前記受光素子と前記分波フィルタとの間
であって、かつ、前記入出力信号光集光レンズと共焦点
の位置に配置されて、前記光ファイバから出射される前
記入力信号光を前記受光素子の受光面に集光する入力信
号光集光レンズをさらに備える、請求項１に記載の波長
多重光送受信モジュール。
【請求項９】前記入力信号集光レンズは、前記受光素
子の受光面に接触していることを特徴とする、請求項８
に記載の波長多重光送受信モジュール。
【請求項１０】前記分波フィルタは、前記入出力信号
光集光レンズの焦点の位置に配置されることを特徴とす
る、請求項８に記載の波長多重光送受信モジュール。
【請求項１１】第１〜第ｎの入力信号光（ただし、ｎ
は任意の自然数；以下同様）および第１の出力信号光か
ら第ｎの出力信号光を、それぞれ、第１〜第ｎの光ファ
イバで伝送する双方向通信に用いられるアレイ波長多重
光送受信モジュールであって、第ｋの光ファイバ（ただし、ｋは１以上ｎ以下の任意の
整数；以下同様）は、互いに波長の異なる第ｋの入力信
号光および第ｋの出力信号光を伝送し、前記第ｋの光ファイバから出射する前記第ｋの入力信号
光と、前記第ｋの光ファイバに入射する前記第ｋの出力
信号光とを分波する分波フィルタと、前記分波フィルタを介して前記第ｋの光ファイバと光学
的に結合され、前記第ｋの出力信号光を発光する第ｋの
発光素子と、前記分波フィルタを介して前記第ｋの光ファイバと光学
的に結合され、前記第ｋの入力信号光を受光する第ｋの
受光素子と、前記第ｋの光ファイバと分波フィルタとの間に設けら
れ、前記第ｋの光ファイバから出射される前記第ｋの入
力信号光を集光し、前記第ｋの出力信号光を前記第ｋの
光ファイバに集光する第ｋの入出力信号光集光レンズ
と、前記第ｋの発光素子と前記分波フィルタとの間であっ
て、かつ、前記第ｋの入出力信号光集光レンズと共焦点
の位置に配置されて、前記第ｋの発光素子から発光され
る前記第ｋの出力信号光を集光する第ｋの出力信号光集
光レンズとを備える、波長多重光送受信モジュール。