JP2005116867A

JP2005116867A - 光信号伝送装置

Info

Publication number: JP2005116867A
Application number: JP2003350683A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ueno; 修上野; Shinya Kyozuka; 信也経塚; Tadashi Takanashi; 紀高梨; Hidenori Yamada; 秀則山田; Tsutomu Hamada; 勉浜田; Kenji Matsumoto; 研司松本; Hiroyuki Hiiro; 宏之日色
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】小型で、出射するレーザ光に関して信頼性の高い光量モニタを可能とする光信号伝送装置の提供。
【解決手段】垂直共振型面発光レーザダイオード１８から上方に向けて出射された第１のレーザ光Ｌ１は、大部分がダイクロイックミラー３０を透過し、凸レンズ３４、及び光ファイバ３２を介して通信相手側へ伝送される。また、第１のレーザ光Ｌ１の一部分は、ダイクロイックミラー３０で図１の右方向へ反射し、光量モニタ用のレーザ光として光量モニタ用受光素子２０に入射する。一方、光ファイバ３２の端面からは、通信相手から出射された第２のレーザ光Ｌ２が出射され、この第２のレーザ光Ｌ２は、凸レンズ３４を透過した後、ダイクロイックミラー３０で図１の左方向へ反射し、受信信号用受光素子２４に入射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号伝送装置に係り、特に、小型で、光源の光量を安定して制御可能な光信号伝送装置に関する。

従来、光信号伝送装置として、特許文献１（特開平８−１６６５２７号公報）に記載されているような光信号伝送装置が知られている。

図９、及び図１０に示すように、この光信号伝送装置は、受光部１２２、後ろ側からモニター用のレーザ光を出射するレーザ発光源１２４、プリズム１２６、レーザ発光源１２４からのモニター用のレーザ光を受けるモニター用受光部１２８、結合レンズ１３６、パッケージ１４０等を備えている。

特許文献１の装置におけるレーザ発光源１２４は、レーザダイオードの中でも、後ろ側からモニター用のレーザ光を出射する、所謂端面発光レーザである。

近年では、伝送する信号の容量が増大しており、このため、レーザダイオードとして端面発光型レーザよりも大容量の通信に適した垂直共振型面発光レーザダイオード（ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｎｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ、以下ＶＣＳＥＬ）を用いる装置が提案されている。

しかしながら、特許文献１の装置において、レーザ発光源１２４にＶＣＳＥＬを用いようとすると、レーザビームの出射側（レーザダイオードと光ファイバとの間）に光量モニタ用受光素子を配置しなければならなくなり、ＶＣＳＥＬを光源に用いる場合の適切な方法は無い。

また、特許文献２（特開平９−２１９５５２号公報）には、ＶＣＳＥＬと、ＶＣＳＥＬの光量をモニタする光センサとを１つのパッケージに収容した技術が開示されている。

特開平９−２１９５５２号公報の、例えば、図４Ｇに記載されている技術を用いて双方向の信号伝送を行なおうとした場合、例えば、図１１に示すような構成が考えられる。

図１１に示す装置では、ＶＣＳＥＬ２００、ＶＣＳＥＬ２００から出射されたレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子２０２、通信相手からのレーザ光を受光するための信号用受光素子２０４、ＶＣＳＥＬ２００から出射したレーザ光を透過し、かつ通信相手からのレーザ光を信号用受光素子２０４へ反射する光選択部２０６、ＶＣＳＥＬ２００から出射した光ビームを平行に近付けて光選択部２０６へ入射させる第１のレンズ２０８、通信相手からのレーザ光を収束して信号用受光素子２０４へ入射させる第２のレンズ２１０、光ファイバ２１２と光選択部２０６との間に配置される第３のレンズ２１４を備えている。

この装置では、ＶＣＳＥＬ２００から出射したレーザ光のモニタを行なうために、ＶＣＳＥＬ２００に隣接して光量モニタ用受光素子２０２を配置して、ＶＣＳＥＬ２００と光量モニタ用受光素子２０２とを１つのパッケージ２１６に入れ、パッケージ２１６に形成されたレーザ光を通過させるための開口（図示せず）をカバーガラス２２０で塞いでいる。

ＶＣＳＥＬ２００から出射したレーザ光は、大分がカバーガラス２２０を透過するが、一部分がカバーガラス２２０で反射して光量モニタ用受光素子２０２に入射する構成となっている。

なお、この装置では、光選択部２０６に半透過ミラーを用いている。
特開平８−１６６５２７号公報特開平９−２１９５５２号公報

しかしながら、図１１に示す構成では、通信相手からのレーザ光の一部分が光選択部２０６を透過してして光量モニタ用受光素子２０２に入射してしまい、光量の計測値に誤差を生じさせしまう問題がある。

また、この装置では、ＶＣＳＥＬ２００から出射したレーザ光をモニタするためにカバーガラス２２０を必要としており、光学系が複雑かつ大きくなるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、小型で、出射するレーザ光に関して信頼性の高い光量モニタを可能とする光信号伝送装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の光信号伝送装置は、第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子と、通信相手から出射された第２のレーザ光を受信する受信信号用受光素子と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に透過し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ反射すると共に、前記第１の方向から入射した前記第２のレーザ光を前記第２の方向とは反対の第３の方向へ反射する光選択部と、を備え、前記光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置され、前記受信信号用受光素子が、前記光選択手部の前記第３の方向側に配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

先ず、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光（光信号）は光選択部を透過し、例えば、光ファイバ等を介して通信相手側へ伝送される。

また、第１のレーザ光の一部分は、光選択部で第２の方向へ反射し、光量モニタ用受光素子で受光され、これにより垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量のモニタを行なうことが出来る。

一方、通信相手から出射された第２のレーザ光は光選択部で第３の方向へ反射し、受信信号用受光素子で受光される。

ここで、第２のレーザ光は光選択部で第３の方向へ反射し、一部分は光選択部を透過して垂直共振型面発光レーザダイオード側へ到達するが、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子は、第２のレーザ光が進行する方向とは全く異なる第２の方向側に配置されているので、光量モニタ用受光素子に第２のレーザ光が入射することはなく、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量を正確にモニタすることが出来る。

請求項２に記載の光信号伝送装置は、第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子と、通信相手から出射された第２のレーザ光を受信する受信信号用受光素子と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に反射し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ透過すると共に、前記第１の方向から入射した前記第２のレーザ光を前記第１の方向とは反対の第４の方向へ透過する光選択部と、を備え、前記光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置され、前記受信信号用受光素子が、前記光選択部の前記第４の方向側に配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

先ず、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光（光信号）は光選択部で第１の方向に反射し、例えば、光ファイバ等を介して通信相手側へ伝送される。

また、第１のレーザ光の一部分は、光選択部を透過し、第２の方向の光量モニタ用受光素子で受光され、これにより垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量のモニタを行なうことが出来る。

一方、通信相手から出射された第１の方向から到来する第２のレーザ光は光選択部を透過し、第４の方向の受信信号用受光素子で受光される。

ここで、第２のレーザ光は一部分が光選択部を透過して第４の方向へ、他の一部分が光選択部で反射して第２の方向とは反対側の垂直共振型面発光レーザダイオード側へ到達するが、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子は、第２のレーザ光が進行する方向とは全く異なる第２の方向側に配置されているので、光量モニタ用受光素子に第２のレーザ光が入射することはなく、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量を正確にモニタすることが出来る。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光信号伝送装置において、前記第１のレーザ光の波長と、前記第２のレーザ光の波長とが異なり、前記光選択部は、波長選択性を有し、前記第１のレーザ光の透過率と前記第２のレーザ光の透過率とが異なっている、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

請求項３に記載の光信号伝送装置では、第１のレーザ光の波長と第２のレーザ光の波長とが異なり、光選択部が波長選択性を有し、第１のレーザ光の透過率と第２のレーザ光の透過率とが異なっているので、例えば、第１のレーザ光の波長を長く第２のレーザ光の波長を短く設定し、かつ波長の短い光の透過率が波長の長い光の透過率よりも大きく設定した光選択部とすることで、第１のレーザ光を効率的に相手側へ出射させるとともに、受け取る第２のレーザ光を効率的に受信信号用受光素子へ受光させることが出来る。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光信号伝送装置において、前記光選択部に入射するレーザ光を平行光に近付けるレンズ系を設けた、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

波長選択性を有する光選択部、例えば、ダイクロイックミラー等では、レーザ光の入射角度によって透過率が変化する。このため、光選択部には、拡がりを持ったレーザ光を入射させるよりも、平行光または平行光に出来る限り近付けたレーザ光を入射させることが好ましい。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光信号伝送装置において、前記レンズ系と前記光選択部とが一体化している、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

例えば、光選択部をガラス、プラスチック等で形成し、一面（傾斜面）に反射膜を形成する場合、一部分を凸状としてレンズとしての役目を果たすことができ、光選択部とレンズ系とが一体化し、部品点数、組立て工数を削減可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光信号伝送装置において、受信信号用受光素子に連結されて受信信号を増幅する増幅回路、及び前記垂直共振型面発光レーザダイオードを駆動する駆動回路の少なくとも一方と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記光選択部と、前記光量モニタ用受光素子と、前記受信信号用受光素子を、１つのパッケージに収容した、ことを特徴としている。

次に、請求項６に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

増幅回路、及び駆動回路の少なくとも一方と、垂直共振型面発光レーザダイオードと、光選択部と、光量モニタ用受光素子と、受信信号用受光素子を１つのパッケージに収容することで、光信号伝送装置をコンパクトに纏めることが出来る。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の光信号伝送装置において、受信信号用受光素子側のグランドと、垂直共振型面発光レーザダイオード側のグランドとを分離した、ことを特徴としている。

次に、請求項７に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

受信側である受信信号用受光素子側のグランドと、送信側である垂直共振型面発光レーザダイオード側のグランドとを分離することにより、両者の間のクロストークを削減することが出来る。

請求項８に記載の光信号伝送装置は、第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記第１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を出射するレーザダイオードと、前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする第１の光量モニタ用受光素子と、前記レーザダイオードから出射された前記第２のレーザ光の光量をモニタする第２の光量モニタ受光素子と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に透過し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ反射すると共に、前記第２のレーザ光を前記第１の方向へ反射する光選択部と、を備え、前記第１の光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置されており、前記光選択部は、波長選択性を有し、前記第１のレーザ光の透過率が前記第２のレーザ光の透過率よりも大きく、前記第２のレーザ光の反射率が前記第１のレーザ光の反射率よりも大きく設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項８に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

一方、レーザダイオード、例えば、垂直共振型面発光レーザダイオードとは構造の異なる端面発光レーザ（エッジエミッタ）から出射された第２のレーザ光は光選択部で第１の方向へ反射する。

即ち、この光信号伝送装置では、第１のレーザ光と第２のレーザ光とを用いて情報を伝送でき、例えば、ある情報を２つに分けて一方を第１のレーザ光で、残りを第２のレーザ光を用いて伝送することができ、また、それぞれ別の情報を伝送することも出来る。

ここで、第２のレーザ光は光選択部で第１の方向へ反射するが、光選択部が波長選択性を有し、第２のレーザ光のほぼ１００％を第１の方向へ反射させることができるので、第２のレーザ光が、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子に入射することは殆ど無く、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量を正確にモニタすることが出来る。

請求項９に記載の光信号伝送装置は、第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記第１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を出射するレーザダイオードと、前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする第１の光量モニタ用受光素子と、前記レーザダイオードから出射された前記第２のレーザ光の光量をモニタする第２の光量モニタ受光素子と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に反射し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ透過すると共に、前記第２のレーザ光を前記第１の方向へ透過させる光選択部と、を備え、前記第１の光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置されており、前記レーザダイオードが、前記光選択部の前記第１の方向とは反対の第３の方向側に配置されており、前記光選択部は、波長選択性を有し、前記第２のレーザ光の透過率が前記第１のレーザ光の透過率より大きく、前記第１のレーザ光の反射率が前記第２のレーザ光の反射率より大きく設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項９に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

先ず、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光（光信号）は光選択部で第１の方向へ反射し、例えば、光ファイバ等を介して通信相手側へ伝送される。

また、第１のレーザ光の一部分は、光選択部を透過し、光量モニタ用受光素子で受光され、これにより垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量のモニタを行なうことが出来る。

一方、レーザダイオード（例えば、端面発光レーザダイオード等）から出射された第２のレーザ光（光信号）は光選択部を透過して第１の方向へ向かい、第１のレーザ光と同様に、例えば、光ファイバ等を介して通信相手側へ伝送される。

ここで、第２のレーザ光は光選択部を透過するが、光選択部が波長選択性を有し、第２のレーザ光のほぼ１００％を第１の方向へ透過させることができるので、第２のレーザ光が、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子に入射することは殆ど無く、垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量を正確にモニタすることが出来る。

請求項１０に記載の発明は、請求項８または請求項９に記載の光信号伝送装置において、前記光選択部に入射するレーザ光を平行光に近付けるレンズ系を設けた、ことを特徴としている。

次に、請求項１０に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光信号伝送装置において、前記レンズ系と前記光選択部とが一体化している、ことを特徴としている。

次に、請求項１１に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

請求項１２に記載の発明は、請求項８乃至請求項１１の何れか１項に記載の光信号伝送装置において、前記レーザダイオードを駆動する駆動回路、及び前記垂直共振型面発光レーザダイオードを駆動する駆動回路の少なくとも一方と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記光選択部と、前記光量モニタ用受光素子と、前記受信信号用受光素子を、１つのパッケージ内に収容した、ことを特徴としている。

次に、請求項１２に記載の光信号伝送装置の作用を説明する。

以上説明したように、請求項１に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、小型で、信頼性の高い光量モニタが可能になる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、小型で、信頼性の高い光量モニタが可能になる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、第１のレーザ光を効率的に相手側へ出射させるとともに、受け取る第２のレーザ光を効率的に受信信号用受光素子へ受光させることが出来る、という優れた効果を有する。

請求項４に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、第１のレーザ光を効率的に光量モニタ用受光素子へ入射させることができる、という優れた効果を有する。

請求項５に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、部品点数、及び組立て工数を削減することができる、という優れた効果を有する。

請求項６に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、光信号伝送装置をコンパクトに纏めることが出来る、という優れた効果を有する。

請求項７に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、受信側と送信側との間のクロストークを削減することが出来る、という優れた効果を有する。

請求項８に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、小型で、信頼性の高い光量モニタが可能になると共に、伝送する情報量を増大できる、という優れた効果を有する。

請求項９に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、小型で、信頼性の高い光量モニタが可能になると共に、伝送する情報量を増大できる、という優れた効果を有する。

請求項１０に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、第１のレーザ光を効率的に光量モニタ用受光素子へ入射させることができる、という優れた効果を有する。

請求項１１に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、部品点数、及び組立て工数を削減することができる、という優れた効果を有する。

請求項１２に記載の光信号伝送装置は上記の構成としたので、光信号伝送装置をコンパクトに纏めることが出来る、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
図１及び図２にしたがって、本発明の光信号伝送装置の第１の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の光信号伝送装置１０は、１芯双方向通信回線に用いられるものである。

図１に示すように、本実施形態の光信号伝送装置１０は、台座１２とカバー１４とからなるパッケージ１６を備えている。

台座１２には、垂直共振型面発光レーザダイオード１８、光量モニタ用受光素子２０、光選択部材２２、受信信号用受光素子２４が設けられている。

垂直共振型面発光レーザダイオード１８は、台座１２の上面（図１において）の中央部分に取り付けられている。

本実施形態の垂直共振型面発光レーザダイオード１８は、波長７８０ｎｍのレーザ光を図面上方（矢印Ｕ方向：本発明の第１の方向）に向けて出射する。

台座１２の上面において、垂直共振型面発光レーザダイオード１８の図面右方向（矢印Ｒ方向：本発明の第２の方向）には第１のブロック２６が搭載されており、この第１のブロック２６の側面に光量モニタ用受光素子２０が取り付けられている。

また、台座１２の上面において、垂直共振型面発光レーザダイオード１８の図面左方向（矢印Ｌ方向：本発明の第３の方向）には第２のブロック２８が搭載されており、この第２のブロック２８の側面に受信信号用受光素子２４が取り付けられている。

受信信号用受光素子２４、及び光量モニタ用受光素子２０としては、フォトダイオード（ＰＤ）、例えば、高速なシリコン系、またはガリウムヒ素系のＰＩＮフォトダイオード、或は、ＭＳＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型フォトダイオードを用いることが出来るが、その他の素子であって良い。

光選択部材２２は、垂直共振型面発光レーザダイオード１８のレーザ光出射側（矢印Ｕ方向）に配置され、台座１２に搭載された図示しないブロックに取り付けられている。

本実施形態の光選択部材２２は板状であり、台座１２の上面に対して斜め４５°で右上がりに傾斜している。

光選択部材２２は、上面がダイクロイックミラー３０とされ、波長７８０ｎｍのレーザ光の透過率は大きく、後述する波長６５０ｎｍのレーザ光の透過率は小さい（波長６５０ｎｍのレーザ光の反射率は大きく、波長７８０ｎｍのレーザ光の反射率は小さくなっている。）図２に示すような分光特性を有している。

図１に示すように、カバー１４は筒状とされ、台座１２の上面に取り付けられている。

カバー１４の貫通孔１４Ａの上部には光ファイバ３２が挿入固定されており、貫通孔１４Ａの略中間部分には凸レンズ３４が取り付けられている。

本実施形態では、光ファイバ３２としてＧＩ−ＰＯＦが用いられている。

なお、台座１２には、図１では図示されない垂直共振型面発光レーザダイオード１８の駆動回路、受信信号用受光素子２４のアンプ等が搭載されている。
（作用）
次に、本実施形態の光信号伝送装置１０の作用を説明する。

垂直共振型面発光レーザダイオード１８から上方に向けて出射された第１のレーザ光Ｌ１は、大部分がダイクロイックミラー３０を透過し、凸レンズ３４により集光され光ファイバ３２の端面に照射される。これにより、第１のレーザ光Ｌ１を光ファイバ３２を介して通信相手側へ伝送することが出来る。

また、第１のレーザ光Ｌ１の一部分は、ダイクロイックミラー３０で図１の右方向へ反射し、光量モニタ用受光素子２０に入射する。

これにより、垂直共振型面発光レーザダイオード１８の第１のレーザ光の送出し状態を光量モニタ用受光素子２０でモニタでき、垂直共振型面発光レーザダイオード１８の駆動の制御を行なうことが出来る。

一方、光ファイバ３２の端面からは、通信相手から出射された第２のレーザ光Ｌ２が出射される。

光ファイバ３２の端面から出射された第２のレーザ光Ｌ２は、凸レンズ３４を透過した後、ダイクロイックミラー３０で図１の左方向へ反射し、受信信号用受光素子２４に入射する。

光ファイバ３２の端面から出射された第２のレーザ光Ｌ２は、一部分（例えば、数％程度）がダイクロイックミラー３０を透過して垂直共振型面発光レーザダイオード１８側へ到達するが、垂直共振型面発光レーザダイオード１８から出射された第１のレーザ光Ｌ１の光量をモニタするための光量モニタ用受光素子２０は、第２のレーザ光Ｌ２が進行する方向（垂直共振型面発光レーザダイオード１８側、及び受信信号用受光素子２４側）とは全く異なる方向（本発明の第２の方向）に配置されているので、光量モニタ用受光素子２０に第２のレーザ光が直接的に入射することはなく、垂直共振型面発光レーザダイオード１８から出射された第１のレーザ光Ｌ１の光量を正確にモニタすることが出来る。

また、本実施形態の光信号伝送装置１０では、図１１に示した従来構造の光信号伝送装置のように、光選択部材と垂直共振型面発光レーザダイオードとの間にレーザ光を受信信号用受光素子へ反射するカバーガラスを必要としないので、部品点数が少なくなり、小型化を図ることが可能となる。
［第２の実施形態］
図３乃至図４にしたがって、本発明の光信号伝送装置の第２の実施形態を詳細に説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図３に示すように、第２の実施形態では、第１の実施形態とは垂直共振型面発光レーザダイオード１８と受信信号用受光素子２４の配置が逆になっており、ダイクロイックミラー３０の分光特性が、図４に示すように、波長７８０ｎｍのレーザ光の透過率は小さく、波長６５０ｎｍのレーザ光の透過率は大きくなっている（波長６５０ｎｍのレーザ光の反射率は小さく、波長７８０ｎｍのレーザ光の反射率は大きくなっている。）。
（作用）
次に、本実施形態の光信号伝送装置１０の作用を説明する。

垂直共振型面発光レーザダイオード１８から出射された第１のレーザ光Ｌ１は、大部分がダイクロイックミラー３０で上方に向けて反射され、凸レンズ３４により集光され光ファイバ３２の端部に照射される。これにより、第１のレーザ光Ｌ１を光ファイバ３２を介して通信相手側へ伝送することが出来る。

また、第１のレーザ光Ｌ１の一部分は、ダイクロイックミラー３０を透過して光量モニタ用受光素子２０に入射する。

これにより、垂直共振型面発光レーザダイオード１８の第１のレーザ光の送出し状態をモニタでき、垂直共振型面発光レーザダイオード１８の駆動の制御を行なうことが出来る。

一方、光ファイバ３２の端部から出射された第２のレーザ光Ｌ２は、凸レンズ３４を透過した後、ダイクロイックミラー３０を透過し、受信信号用受光素子２４に入射する。

本実施形態においても、垂直共振型面発光レーザダイオード１８から出射された第１のレーザ光Ｌ１の光量をモニタする光量モニタ用受光素子２０は、第２のレーザ光Ｌ２が進行する方向（垂直共振型面発光レーザダイオード１８側、及び受信信号用受光素子２４側）とは全く異なる方向（本発明の第２の方向）に配置されているので、光量モニタ用受光素子２０に第２のレーザ光が直接的に入射することはなく、垂直共振型面発光レーザダイオード１８から出射された第１のレーザ光Ｌ１の光量を正確にモニタすることが出来る。
［第３の実施形態］
図５及び図６にしたがって、本発明の光信号伝送装置の第３の実施形態を詳細に説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態の光信号伝送装置１０では、偏平状の凸レンズ３４に替えてボールレンズ３６が用いられている。

また、第１のブロック２６には傾斜面２６Ａが形成され、この傾斜面２６Ａに光量モニタ用受光素子２０が取り付けられている。

同様に、第２のブロック２８には傾斜面２８Ａが形成され、この傾斜面２８Ａに受信信号用受光素子２４が取り付けられている。

また、本実施形態では、台座１２が金属等の導電性の材料で形成され、カバー１４が合成樹脂等の絶縁体で形成されている。

図６に示すように、台座１２の上面には垂直共振型面発光レーザダイオード１８を駆動するドライバ３８が搭載されており、台座１２が垂直共振型面発光レーザダイオード１８とドライバ３８との共通の電気的グランドとなっている。

なお、垂直共振型面発光レーザダイオード１８とドライバ３８とは、図示しない配線（ワイヤボンディング）でも接続されている。

また、台座１２の上面には、図示しない薄い絶縁体を介して金属の薄膜状のパターン４０が台座１２とは電気的に分離して設けられている。

このパターン４０の上に、第２のブロック２８、及び受信信号用受光素子２４に用いるプリアンプ４４が設けられており、パターン４０は受信信号用受光素子２４とプリアンプ４４との共通の電気的グランドとなっている。なお、受信信号用受光素子２４とプリアンプ４４とは、図示しない配線（ワイヤボンディング）でも接続されている。

本実施形態では、受信信号用受光素子２４側のグランドと、垂直共振型面発光レーザダイオード１８側のグランドとを分離したので、両者の間のクロストークを削減することが出来る。
［第４の実施形態］
図７にしたがって、本発明の光信号伝送装置の第４の実施形態を詳細に説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態の光信号伝送装置１０では、凸レンズ３４やボールレンズ３６が無い替わりに、カバー１４の材料が透明の合成樹脂とされ、かつ一部分が凸球面状に形成されてレンズ部４６を構成している。

また、本実施形態の光選択部材２２はブロック状とされており、光選択部材２２の図面左側面に、凸球面状のレンズ部４８が一体的に形成され、図面下側面に凸球面状のレンズ部５０が一体的に形成されている。

本実施形態では、レンズ部４６、レンズ部４８、及びレンズ部５０を備えているので、ダイクロイックミラー３０に対して入射角の揃ったレーザ光を入射させることができる。

また、レンズ部４６はカバー１４に一体的に設けられ、レンズ部４８、及びレンズ部５０は光選択部材２２に一体的に設けられているので、各々の単独の凸レンズとした場合に比較して部品点数の低減、及び組立て工程の低減となる。
［第５の実施形態］
図８にしたがって、本発明の光信号伝送装置の第５の実施形態を詳細に説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態では、受信信号用受光素子２４とプリアンプ４４の代わりに、波長６５０ｎｍのレーザ光を出射する端面発光レーザ５２、端面発光レーザ５２のドライバ（図示せず）、及び端面発光レーザ５２の後ろ側から出射するモニタ用のレーザ光を受光する光量モニタ用受光素子５４が設けられている。

なお、ダイクロイックミラー３０の分光特性は、図２に示すものである。

本実施形態では、端面発光レーザ５２から出射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー３０で殆どが図面上方（矢印Ｕ方向）へ反射し、凸レンズ３４を介して光ファイバ３２の端面に入射する。

本実施形態の光信号伝送装置１０は、垂直共振型面発光レーザダイオード１８のレーザ光と端面発光レーザ５２のレーザ光とを用いて情報を伝送でき、例えば、ある情報を２つに分けて一方を端面発光レーザ５２のレーザ光で、残りを端面発光レーザ５２のレーザ光を用いて伝送することができるし、また、それぞれ別の情報を伝送することも出来る。

なお、端面発光レーザ５２のレーザ光は、ダイクロイックミラー３０を若干通過するが、ダイクロイックミラー３０を通過した端面発光レーザ５２のレーザ光の光量は、垂直共振型面発光レーザダイオード１８からのレーザ光の光量に対して極少であり、垂直共振型面発光レーザダイオード１８のレーザ光の光量モニタに影響はない。

本発明の第１の実施形態に係る光信号伝送装置の断面図である。第１の実施形態に用いたダイクロイックミラーの特性図である。本発明の第２の実施形態に係る光信号伝送装置の断面図である。第２の実施形態に用いたダイクロイックミラーの特性図である。本発明の第３の実施形態に係る光信号伝送装置の断面図である。第３の実施形態の台座の平面図である。本発明の第４の実施形態に係る光信号伝送装置の断面図である。本発明の第５の実施形態に係る光信号伝送装置の断面図である。端面発光レーザダイオードを用いた従来の光信号伝送装置の構成図である。垂直共振型面発光レーザダイオードを用いた従来の光信号伝送装置の構成図である。垂直共振型面発光レーザダイオードを用いた光信号伝送装置の構成図である。

符号の説明

１０光信号伝送装置
１２台座（グランド）
２０光量モニタ用受光素子（第１の光量モニタ用受光素子）
２２光選択部材
２４受信信号用受光素子
３０ダイクロイックミラー（光選択部）
３２光ファイバ
３４凸レンズ
３６ボールレンズ
３８ドライバ
４０パターン（グランド）
４４プリアンプ（増幅回路）
４６レンズ部
４８レンズ部（レンズ系）
５０レンズ部（レンズ系）
５２端面発光レーザ（レーザダイオード）
５４光量モニタ用受光素子（第２の光量モニタ用受光素子）

Claims

第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子と、
通信相手から出射された第２のレーザ光を受信する受信信号用受光素子と、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に透過し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ反射すると共に、前記第１の方向から入射した前記第２のレーザ光を前記第２の方向とは反対の第３の方向へ反射する光選択部と、
を備え、
前記光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置され、
前記受信信号用受光素子が、前記光選択手部の前記第３の方向側に配置されている、
ことを特徴とする光信号伝送装置。
第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする光量モニタ用受光素子と、
通信相手から出射された第２のレーザ光を受信する受信信号用受光素子と、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に反射し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ透過すると共に、前記第１の方向から入射した前記第２のレーザ光を前記第１の方向とは反対の第４の方向へ透過する光選択部と、
を備え、
前記光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置され、
前記受信信号用受光素子が、前記光選択部の前記第４の方向側に配置されている、
ことを特徴とする光信号伝送装置。
前記第１のレーザ光の波長と、前記第２のレーザ光の波長とが異なり、
前記光選択部は、波長選択性を有し、前記第１のレーザ光の透過率と前記第２のレーザ光の透過率とが異なっている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光信号伝送装置。
前記光選択部に入射するレーザ光を平行光に近付けるレンズ系を設けた、ことを特徴とする請求項３に記載の光信号伝送装置。
前記レンズ系と前記光選択部とが一体化している、ことを特徴とする請求項４に記載の光信号伝送装置。
受信信号用受光素子に連結されて受信信号を増幅する増幅回路、及び前記垂直共振型面発光レーザダイオードを駆動する駆動回路の少なくとも一方と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記光選択部と、前記光量モニタ用受光素子と、前記受信信号用受光素子を、１つのパッケージに収容した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光信号伝送装置。
受信信号用受光素子側のグランドと、垂直共振型面発光レーザダイオード側のグランドとを分離した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の光信号伝送装置。
第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、
前記第１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を出射するレーザダイオードと、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする第１の光量モニタ用受光素子と、
前記レーザダイオードから出射された前記第２のレーザ光の光量をモニタする第２の光量モニタ受光素子と、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に透過し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ反射すると共に、前記第２のレーザ光を前記第１の方向へ反射する光選択部と、
を備え、
前記第１の光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置されており、
前記光選択部は、波長選択性を有し、前記第１のレーザ光の透過率が前記第２のレーザ光の透過率よりも大きく、前記第２のレーザ光の反射率が前記第１のレーザ光の反射率よりも大きく設定されている、ことを特徴とする光信号伝送装置。
第１のレーザ光を出射する垂直共振型面発光レーザダイオードと、
前記第１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を出射するレーザダイオードと、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードから出射された第１のレーザ光の光量をモニタする第１の光量モニタ用受光素子と、
前記レーザダイオードから出射された前記第２のレーザ光の光量をモニタする第２の光量モニタ受光素子と、
前記垂直共振型面発光レーザダイオードの前記第１のレーザ光の出射側に配置され、前記第１のレーザ光の一部分を第１の方向に反射し、他の一部分を前記第１の方向とは交差する第２の方向へ透過すると共に、前記第２のレーザ光を前記第１の方向へ透過させる光選択部と、
を備え、
前記第１の光量モニタ用受光素子が、前記光選択部の前記第２の方向側に配置されており、
前記レーザダイオードが、前記光選択部の前記第１の方向とは反対の第３の方向側に配置されており、
前記光選択部は、波長選択性を有し、前記第２のレーザ光の透過率が前記第１のレーザ光の透過率より大きく、前記第１のレーザ光の反射率が前記第２のレーザ光の反射率より大きく設定されている、ことを特徴とする光信号伝送装置。
前記光選択部に入射するレーザ光を平行光に近付けるレンズ系を設けた、ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光信号伝送装置。
前記レンズ系と前記光選択部とが一体化している、ことを特徴とする請求項１０に記載の光信号伝送装置。
前記レーザダイオードを駆動する駆動回路、及び前記垂直共振型面発光レーザダイオードを駆動する駆動回路の少なくとも一方と、前記垂直共振型面発光レーザダイオードと、前記光選択部と、前記光量モニタ用受光素子と、前記受信信号用受光素子を、１つのパッケージ内に収容した、ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れか１項に記載の光信号伝送装置。