JP2005136158A

JP2005136158A - 光送信装置

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Publication number: JP2005136158A
Application number: JP2003370365A
Authority: JP
Inventors: Hitomaro Togo; 仁麿東郷; Katsuya Oda; 勝哉尾田; Yoshiyasu Sato; 吉保佐藤; Hiroaki Asano; 弘明浅野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-05-26
Also published as: KR20060066129A; WO2005043207A1; US20070064761A1; EP1679533A1; CN1867849A

Abstract

【課題】反射戻り光の影響が小さく、かつ、安価な部品のみでアナログ伝送が可能である光送信装置を提供すること。
【解決手段】光送信装置１００は、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とを具備し、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２との光結合効率が最大となる最適位置を有する。レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されている。レーザ素子１０１の出射光が光ファイバ１０２の端面からの外への出射光の光軸と平行でなく、かつ、レーザ素子１０１の出射光が光ファイバ１０２の端面で反射した光の光軸と平行でないように構成してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光伝送技術を用いて映像配信又は移動体無線信号伝送を行う光送信装置に関するものである。

多チャンネルの映像信号伝送、又は、移動体通信などの無線伝送システムの中の基地局からアンテナ間への長距離伝送などには、周波数多重されたサブキャリア高周波信号をレーザ光の光強度に重畳する光ファイバ伝送技術が利用されている。この周波数多重信号によるアナログ伝送は、デジタル信号伝送に比べて、Ｄ／Ａ変換器などが不要で伝送データの大容量化が容易に可能であるが、光の多重反射などに起因する高調波歪による伝送特性の劣化が避けられない。

このため、この周波数多重信号によるアナログ伝送においては、高価な光アイソレータの使用が必須であり、また、光コネクタの接続部の反射を抑制するためのコネクタ端面の清掃などが必須である。特に、光ファイバ伝送路は光反射減衰量が４０ｄＢ以上となる光コネクタが使用され、かつ、反射戻り光がほとんど存在しないことを前提とした光伝送シシステムの設計がなされていた。

次に、アナログ信号の光伝送システムに用いられる２つの従来の光送信装置について説明する。

第１の従来の光送信装置として、特許文献１及び特許文献２に記載されているものがある。図８に示すように、この第１の従来の光送信装置１０は、レーザ素子１１、レンズ１２、光アイソレータ１３、レンズ１４及び光ファイバ１５を具備している。

レンズ１２、光アイソレータ１３及びレンズ１４は、レーザ素子１１と光ファイバ１５との間に配置されている。光アイソレータ１３は、レーザ素子１１への戻り光を抑制するものである。また、レーザ光が光ファイバ１５の端面で反射した反射戻り光を抑制するため、光ファイバ１５の端面を無反射コーティングし、また、光ファイバ１５の端面を斜め研磨する方法がとられている。レーザ素子１１と光ファイバ１５の光軸調整は、レーザ光の強度をモニタしながら最大となるところで固定するアクティブアライメント方法を用いている。

レーザ素子１１としてファブリーペローレーザ（ＦＰ−ＬＤ）を用いた例が特許文献１に示されている。ＦＰ―ＬＤは、多モード発振レーザのためモード分配雑音による特性劣化が大きいため、単一モードの分布帰還型のレーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）が用いられることが多かった。

また、第２の従来の光送信装置として、特許文献３に示されているものがある。図９に示すように、この第２の従来の光送信装置２０は、レーザ素子２１及び光ファイバ２２を具備し、レーザ素子２１と光ファイバ２２をレンズを介さずに直接結合を行うものである。レーザ素子２１はＶ溝が加工されたシリコン基板上に高精度に実装されており、光ファイバと２２の光軸調整が不要なパッシブアライメント方法が用いられている。光ファイバ２２の端面での反射戻り光を抑制するため、光ファイバ２２の端面を斜めに加工するとともに光ファイバ２２とレーザ素子２１との間に屈折率整合樹脂が充填されている。
特開２０００−１９３８５４号公報特開平７−３８５３１号公報特開２００１−２１７７５号公報

しかしながら、前記第１の従来の光送信装置においては、歪特性を劣化させる要因である反射戻り光を抑制するために、光アイソレータという高価な部品が必要であるという問題がある。

また、前記第２の従来の光送信装置においては、光アイソレータとレンズが不要なので部品価格を安くすることができるが、モジュール光の出力端子であるフェルールの端面及び光ファイバの伝送路でのわずかな戻り光の影響で歪特性が劣化しやすいという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、反射戻り光の影響が小さく、かつ、安価な部品のみでアナログ伝送が可能である光送信装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光送信装置は、レーザ素子と光ファイバとを具備し、前記レーザ素子と前記光ファイバとの光結合効率が最大となる最適位置を有する光送信装置において、前記レーザ素子と前記光ファイバとが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定された構成を採る。

この構成によれば、レーザ素子と光ファイバとが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されたため、反射戻り光の影響が小さく、かつ、安価な部品のみでアナログ伝送が可能である。また、この構成によれば、レーザ素子と前記光ファイバとを所定範囲内に配置すればよいから、製造が容易である。

請求項２に記載の光送信装置は、請求項１に記載の発明において、前記レーザ素子の出射光が前記光ファイバの端面からの外への出射光の光軸と平行でなく、かつ、前記レーザ素子の出射光が前記光ファイバの端面で反射した光の光軸と平行でない構成を採る。

この構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、レーザ素子と光ファイバとの位置の調整が容易である。

請求項３に記載の光送信装置は、請求項１に記載の発明において、前記レーザ素子が多モード発振レーザ素子であり、前記光ファイバが１．３μｍ零分散型の光ファイバであり、前記多モード発振レーザ素子と前記光ファイバとの光結合効率が１０％以下である構成を採る。

この構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、反射戻り光が生じても反射戻り光の影響を低減することができる。

請求項４に記載の光送信装置は、請求項１に記載の発明において、前記レーザ素子が多モード発振レーザ素子であり、前記光ファイバが１．３μｍ零分散型のファイバであり、前記多モード発振レーザ素子の後段に多分岐光カプラが接続され、前記多モード発振レーザ素子と前記光ファイバとの光結合効率と前記多分岐光カプラの分岐数の逆数の２乗との積が１０％以下である構成を採る。

以上説明したように、本発明によれば、反射戻り光の影響が小さく、かつ、安価な部品のみでアナログ伝送が可能である光送信装置を提供することができる。

本発明の骨子は、レーザ素子と光ファイバとの光結合効率が最大となる最適位置を有する光送信装置において、前記レーザ素子と前記光ファイバとが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されたことである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光送信装置を示す斜視図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る光送信装置１００は、レーザ素子（ＬＤ）１０１と、このレーザ素子１０１から所定間隔だけ離隔されている光ファイバ１０２とを具備している。

レーザ素子１０１は、円筒状のキャンパケージ１０３に保持されている。キャンパケージ１０３は、円筒状の部品ホルダー１０４に被覆され保持されている。光ファイバ１０２は、セラミックからなる円筒状のフェルール１０５に保持されている。フェルール１０５は、円筒状の部品ホルダー１０６に被覆され保持されている。

部品ホルダー１０４と部品ホルダー１０６とは、スリーブ１０７により連結されている。レーザ素子１０１と光ファイバ１０２の一端面との間には、レンズ１０８が配置されている。レンズ１０８は、キャンパケージ１０３に保持されている。レンズ１０８は、レーザ素子１０１から放射されるレーザ光を収束して光ファイバ１０２の一端面に入射させる。

光送信装置１００は、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２との光結合効率が最大となる最適位置を有するものである。レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とは、前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されている。

レンズ１０８は、ボールレンズで構成されている。ボールレンズは非球面レンズに比べて光結合効率が低いが安価である。ボールレンズと光ファイバ１０２の光結合効率は約１０〜２０％であるのに対して、非球面レンズと光ファイバ１０２の光結合効率はは約３０〜５０％である。

上記のようなレンズを用いた光学系ではレーザ素子１０１との光結合効率が最大になる光ファイバ１０２の端面の最適位置が１つ存在する。この最適位置を探すために、光ファイバ１０２に結合された光強度をモニタしながら最大になる位置に達成するまで光ファイバ１０２の位置を調整した後に、ＹＡＧレーザ溶接などにより光ファイバ１０２を固定するという方法が一般的に用いられている。

本発明の実施の形態１においては、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とは、図２に示すように、光結合効率が最大になる最適位置から光軸方向（Ｚ軸方向）へ所定範囲だけずれた配置で固定されている。

この光送信装置を製造するためには、上記の光結合効率が最大である最適位置を探す通常の調整工程の後に、光ファイバ１０２の端面をレーザ素子１０１に対して光ファイバ１０２の光軸方向（Ｚ軸方向）に１０μｍから１５０μｍの範囲内の値だけずれた配置で固定する工程を追加することで実現できる。

光ファイバ１０２の光軸に垂直なＸ軸またはＹ軸方向に光ファイバ１０２の端面をレーザ素子１０１に対してずらすことも可能だが、ＸＹ軸変位に対して光結合効率は急激に低下するため調整がしにくいので、光ファイバ１０２の光軸方向（Ｚ軸方向）に光ファイバ１０２の端面をレーザ素子１０１に対してずらすことが望ましい。

このような方法でレーザ素子１０１と光ファイバの光結合効率が１０％以下になるようにする。なお、従来の光結合効率が最大となる調整工程においても、予期せず光ファイバの位置がずれることがあるが、１０μｍ以上のずれは通常は起こり得ない。例えば、ＹＡＧレーザ溶接前後の光ファイバのずれ量は、通常数μｍ以下である。従って、本発明の実施の形態１における前記光結合効率の低下は、意図的にしか達成できないものである。

次に、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されていることについて、説明する。

従来の光ファイバの固定のためのＹＡＧレーザ溶接の前後の光ファイバのずれ量は、数μｍ以下であり、光結合効率の低下は数％しか起きない。したがって、光結合効率の低下は、意図的に発生させる必要があり、少なくとも１０μｍ以上のずれが必要である。一方、光ファイバのずれ量が大きくなりすぎると信号対雑音比（ＣＮＲ）が劣化するため許容できるずれ量には上限がある。

図３は、光ファイバ１０２の光軸方向のずれ量に対する信号対雑音比（ＣＮＲ）の計算結果の１例を説明するための図である。図３の曲線Ａは、光ファイバ１０２の光軸方向のずれ量に対する信号対雑音比（ＣＮＲ）の計算結果の１例を示している。また、図３の曲線Ｂは、仕様値を示している。

図３に示すように、ずれ量が１００μｍまで大きくなっても信号対雑音比（ＣＮＲ）に大きな変化が見られないのは、信号対雑音比（ＣＮＲ）におけるレーザ素子１０１の相対雑音比（ＲＩＮ）が支配的であるからである。一方、ずれ量が１５０μｍより大きくなると急激に信号対雑音比（ＣＮＲ）が増大するのは、熱雑音が支配的になるからである。一般的にアナログ伝送では信号対雑音比（ＣＮＲ）は４０ｄＢ以上が必要であるため、ずれ量は１５０μｍ以下であることが必要であることが図３から分かる。以上のことから、光ファイバ１０２の光軸方向のずれ量は１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値である必要がある。

光ファイバ１０２からの反射戻り光の原因として受光素子の反射戻り光と光コネクタの反射とが考えられる。受光素子の反射戻り光は入射光に対する受光素子面の角度を９０度からずらすことで容易に改善することができる。

一方、光コネクタの反射を小さくするには、光ファイバ１０２の端面を斜め研磨したアングルドフィジカルコンタクト（ＡＰＣ）コネクタが利用されることが多く、反射戻り光６０ｄＢ以下を実現できるが、アングルドフィジカルコンタクト（ＡＰＣ）コネクタが高価である。

デジタル伝送システムでよく使用されるスーパーＰＣ（ＳＰＣ）コネクタは、４０ｄＢ以下の反射戻り光が得られるが、コネクタの洗浄が不充分である場合に、また、コネクタの端面に傷がある場合に２５ｄＢ〜３０ｄＢになる可能性が避けられない。

従って、２５ｄＢでもアナログ特性が劣化しないようにできれば、コネクタの端面の劣化の影響を受けずに安価なコネクタによるシステムが構築できる。上記の結果から、多モード発振レーザ素子の光結合効率を１０％以下にすることで安価なＰＣコネクタの使用が可能となることが望ましい。

なお、上記は最も反射戻り光の影響が少なくなるともに低価格であるキャンパッケージと多モード発振レーザ素子（ＦＰ−ＬＤ）を用いた例を説明したが、光アイソレータが内蔵されている場合又は単一モード発振レーザ素子（ＤＦＢ−ＬＤ）を用いた場合にも上記のように光結合効率を下げることにより反射耐力の向上が期待できる。

このように、本発明の実施の形態１においては、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されたため、反射戻り光の影響が小さく、かつ、安価な部品のみでアナログ伝送が可能である。また、本発明の実施の形態１においては、レーザ素子と前記光ファイバとを所定範囲内に配置すればよいから、製造が容易である。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る光送信装置の基本的な構成を示す図である。本発明の実施の形態２においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図４に示すように、本発明の実施の形態２に係る光送信装置４００は、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２とが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定され、レーザ素子１０１の出射光が光ファイバ１０２の端面からの外への出射光の光軸と平行でなく、かつ、レーザ素子１０１の出射光が光ファイバ１０２の端面で反射した光の光軸と平行でないようにしたものである。

光送信装置４００においては、通常行われるように光ファイバ１０２の端面を斜め加工し、レーザ素子１０１の出射光軸と光ファイバ１０２の端面での反射光軸が平行ではなく角度をたせることにより、光ファイバ１０２の端面でレーザ光の反射光が戻らないようにする。また、光送信装置４００を製造工程は、光ファイバ１０２の出射光がレーザ素子１０１に戻らないように出射光軸をレーザ素子１０１の出射光と平行にならないように角度を持たせるように光ファイバ１０２の光軸を傾ける工程と、この後に光ファイバ１０２の位置を平行移動して図に示すＸ、Ｙ、Ｚを動かすことにより、光ファイバ１０２に結合される光強度が最大になるようにした後に、ＹＡＧレーザの溶接により光ファイバ１０２を固定する工程とを有する。

出射光軸をレーザ素子１０１の出射光と平行にならないように角度を持たせるように光ファイバ１０２の光軸を傾ける方法としては、上記のように光ファイバ１０２の光軸を傾ける方法の他に、次の３つの方法がある。

１つは、光ファイバ１０２の端面を光軸に対し数度の角度を有するように斜面に研磨することにより、光ファイバ１０２の出射光が光ファイバ１０２の光軸に対して斜めにすることである。また、２つ目のものは、光ファイバ１０２を光ファイバ１０２の光軸に対して回転することで角度を調整することである。３つ目のものは、光ファイバ１０２を保持する部品（スリーブ）を予め光ファイバ１０２の光軸が傾くように配置しておくことである。

このように、本発明の実施の形態２においては、本発明の実施の形態１の効果に加えて、レーザ素子１０１の出射光が光ファイバ１０２の端面からの外への出射光の光軸と平行でなく、かつ、レーザ素子１０１の出射光が光ファイバ１０２の端面で反射した光の光軸と平行でないようにするため、本発明の実施の形態１のようにＸ、Ｙ、Ｚ軸を前記最適値からずらす工程が不要となり、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２との位置の調整が容易である。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図面を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態３に係る光送信装置の基本的な構成を示す図である。本発明の実施の形態３においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図５に示す本発明の実施の形態３に係る光送信装置５００は、光送信装置１００及び多分岐光カプラ５０１を具備し、光送信装置１００のレーザ素子１０１が多モード発振レーザ素子であり、光ファイバ１０２が１．３μｍ零分散型の光ファイバであり、レーザ素子１０１の後段に多分岐光カプラ５０１が接続され、かつ、レーザ素子１０１と光ファイバ１０２との光結合効率と多分岐光カプラ５０１の分岐数の逆数の２乗との積が１０％以下であるものである。

図５に示す本発明の実施の形態３に係る光送信装置５００は、下り用のアナログ信号用の光送信装置を示す。移動体基地局アンテナシステムのように１つの親局に対して複数の子局が接続されているアナログ信号伝送システムにおいて、１つの下り用のレーザ素子１０１に対して多分岐光カプラ５０１を用いて複数の子局へ伝送することで、親局のレーザ素子１０１の数を減らすことができる。

しかし、多数の光分岐により光出力のパワーが小さくなるため、下り用のレーザ素子１０１の光結合効率はできるだけ大きくしたい。従来においては、高出力の多モード発振レーザ素子（ＦＰ−ＬＤ）又は単一モード発振レーザ素子（ＤＦＢ−ＬＤ）を用いていたが、反射戻り光による劣化を回避するため光アイソレータが必須であった。

光アイソレータをなくし、かつ、反射戻り光による特性劣化がない高出力のレーザ光を得るために、本発明の実施の形態３においては、レンズ付きのキャンパッケ−ジに内蔵された１．３μｍ帯の多モード発振レーザ素子（ＦＰ−ＬＤ）を光ファイバ１０２に光結合した後に、多分岐光カプラ５０１を融着により接続する。

多分岐光カプラ５０１から伝送路側で発生した反射戻り光は、多分岐光カプラ５０１を通過するときに減衰する。このことを考慮すると、多分岐光カプラ５０１の分岐数をＮとすると、反射戻り光は１／Ｎの２乗だけ減衰するので、多モード発振レーザ素子（ＦＰ−ＬＤ）の光結合効率は、本発明の実施の形態１に比べてＮの２乗大きくすることができる。光結合効率を大きくするには、例えば、非球面レンズを用いればよい。

なお、本発明の実施の形態３は、光送信装置１００の代わりに光送信装置４００を有するものでもよい。

このように、本発明の実施の形態３においては、本発明の実施の形態１及び本発明の実施の形態２のいずれかの効果に加えて、反射戻り光が生じても反射戻り光の影響を低減することができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図面を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態４に係る光伝送システムの基本的な構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態４においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図６に示す本発明の実施の形態４に係る光伝送システム６００は、親局６１０と複数の子局６２０（１つの子局のみが示されている）とを具備している。

親局６１０は、光送信装置６１１、光アイソレータ６１２、多分岐光カプラ６１３、波長選択フィルタ６１４、受光素子（ＰＤ）６１５及び周波数分離フィルタ６１６を具備している。光送信装置６１１は、光アイソレータ６１２と光ファイバ１０２により接続されている。光アイソレータ６１２は、多分岐光カプラ６１３と光ファイバ１０２により接続されている。波長選択フィルタ６１４は、多分岐光カプラ６１３及び受光素子６１５と光ファイバ１０２により接続されている。

光送信装置６１１は、光送信装置１００又は光送信装置４００と同じ構成を有している。光送信装置６１１のレーザ素子１０１は、１．５μｍ波長帯で発振する単一モード発振レーザ素子である。光ファイバ１０２は、１．３μｍ零分散型の光ファイバである。多分岐光カプラ６１３の複数の出力端に、複数の子局６２０の各々が１芯の光ファイバ１０２により接続されている。

子局６２０は、波長選択フィルタ６２１、光送信装置６２２、受光素子６２３及び周波数分離フィルタ６２４を具備している。光送信装置６２２は、光送信装置１００又は光送信装置４００と同じ構成を有している。光送信装置６２２のレーザ素子１０１は、１．３μｍ波長帯で発振する多モード発振レーザ素子である。波長選択フィルタ６２１は、光送信装置６２２及び受光素子６２３と光ファイバ１０２により接続されている。また、波長選択フィルタ６２１は、親局６１０の波長選択フィルタ６１４と光ファイバ１０２により接続されている。波長選択フィルタ６２１は、アイソレーションが１０ｄＢ以下の安価な融着型のもので構成される。光ファイバ１０２は、１．３μｍ零分散型の光ファイバである。

図６に示す本発明の実施の形態４に係る光伝送システム６００は、アナログ伝送用の１芯双方向の光伝送システムである。ここでは、光伝送システム６００は、移動体基地局アンテナシステムなどの１つの親局６１０に対して複数の子局６２０が接続されているアナログＲＦ信号の伝送システムである。

下り信号と上り信号は、それぞれ、ある周波数幅の間に搬送波周波数をもつサブキャリア信号であり、上りと下り信号周波数帯には重なりがないようにする。

まず、下り信号の伝送について、説明する。親局６１０においては、下り用の光送信装置６１１は、波長が１．５μｍである下りレーザ光を放射して光アイソレータ６１２を介して多分岐光カプラ６１３に与える。多分岐光カプラ６１３は、光送信装置６１１からの下りレーザ光を分岐して複数の下り分岐レーザ光を生成して光ファイバ１０２、波長選択フィルタ６１４及び光ファイバ１０２を介して複数の子局６２０に与える。

子局６２０においては、波長選択フィルタ６２１が多分岐光カプラ６１３からの下り分岐レーザ光を下り受信レーザ光として受けて、下り受信レーザ光から波長が１．５μｍである下り受信レーザ光を選択して分離し受光素子６２３に与える。受光素子６２３は、下り受信レーザ光を光電変換して下り受信信号を生成して周波数分離フィルタ６２４に与える。周波数分離フィルタ６２４は、受光素子６２３から受ける下り受信信号から下り信号の搬送波周波数のみを分離する。

次に、上り信号の伝送について、説明する。子局６２０においては、光送信装置６２２は、波長が１．３μｍである上りレーザ光を放射して光ファイバ１０２、波長選択フィルタ６２１及び光ファイバ１０２を介して上りレーザ光を親局６１０に与える。

親局６１０においては、波長選択フィルタ６１４が波長選択フィルタ６２１からの上りレーザ光を上り受信レーザ光として受けて、上り受信レーザ光から波長が１．３μｍである上り受信レーザ光を選択して分離し受光素子６１５に与える。受光素子６１５は、上り受信レーザ光を光電変換して上り受信信号を生成して周波数フィルタ６１６に与える。周波数分離フィルタ６１６は、受光素子６１５から受ける上り受信信号から上り信号の搬送波周波数のみを分離する。

このように、本発明の実施の形態４においては、本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態３のいずれかの効果に加えて、反射戻り光の影響を受けにくい１芯の光ファイバの双方向の光伝送システムを提供することができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について、図面を参照して詳細に説明する。図７は、本発明の実施の形態５に係る光伝送システムの基本的な構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態５においては、本発明の実施の形態４と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図７に示す本発明の実施の形態５に係る光伝送システム７００は、親局７１０と複数の子局７２０（１つの子局のみが示されている）とを具備している。

本発明の実施の形態５に係る光伝送システム７００は、本発明の実施の形態４において、光送信装置６１１の代わりに光送信装置７１１を有し、光アイソレータ６１２を削除し、かつ、波長選択フィルタ６１４、６２１の代わりに１×２光分岐カプラ７１２、７２１を有している。

すなわち、親局７１０は、光送信装置７１１、多分岐光カプラ６１３、１×２光分岐カプラ７１２、受光素子（ＰＤ）６１５及び周波数分離フィルタ６１６を具備している。光送信装置７１１は、光送信装置１００又は光送信装置４００と同じ構成を有している。送信装置７１１のレーザ素子１０１は、多分岐光カプラ６１３と光ファイバ１０２により接続されている。１×２光分岐カプラ７１２は、多分岐光カプラ６１３及び受光素子６１５と光ファイバ１０２により接続されている。光送信装置７１１のレーザ素子１０１は、１．３μｍ波長帯で発振する多モード発振レーザ素子である。光ファイバ１０２は、１．３μｍ零分散型の光ファイバである。多分岐光カプラ６１３の複数の出力端に、複数の子局７２０の各々が１芯の光ファイバ１０２により接続されている。

子局７２０は、１×２光分岐カプラ７２１、光送信装置６２２、受光素子６２３及び周波数分離フィルタ６２４を具備している。光送信装置６２２のレーザ素子１０１は、１．３μｍ波長帯で発振する多モード発振レーザ素子である。１×２光分岐カプラ７２１は、光送信装置６２２及び受光素子６２３と光ファイバ１０２により接続されている。また、１×２光分岐カプラ７２１は、親局６１０の１×２光分岐カプラ７１２と光ファイバ１０２により接続されている。

まず、下り信号の伝送について、説明する。親局７１０においては、下り用の光送信装置７１１は、波長が１．３μｍである下りレーザ光を放射して多分岐光カプラ６１３に与える。多分岐光カプラ６１３は、光送信装置７１１からの下りレーザ光を分岐して複数の下り分岐レーザ光を生成して光ファイバ１０２、１×２光分岐カプラ７１２及び光ファイバ１０２を介して複数の子局７２０に与える。

子局７２０においては、１×２光分岐カプラ７２１が多分岐光カプラ６１３からの下り分岐レーザ光を下り受信レーザ光として受けて、下り受信レーザ光から波長が１．３μｍである下り受信レーザ光を選択して分離し受光素子６２３に与える。受光素子６２３は、下り受信レーザ光を光電変換して下り受信信号を生成して周波数分離フィルタ６２４に与える。周波数分離フィルタ６２４は、受光素子６２３から受ける下り受信信号から下り信号の搬送波周波数のみを分離する。

次に、上り信号の伝送について、説明する。子局７２０においては、光送信装置６２２は、波長が１．３μｍである上りレーザ光を放射して光ファイバ１０２、１×２光分岐カプラ７２１及び光ファイバ１０２を介して上りレーザ光を親局７１０に与える。

親局７１０においては、１×２光分岐カプラ７１２が１×２光分岐カプラ７２１からの上りレーザ光を上り受信レーザ光として受けて、上り受信レーザ光から波長が１．３μｍである上り受信レーザ光を選択して分離し受光素子６１５に与える。受光素子６１５は、上り受信レーザ光を光電変換して上り受信信号を生成して周波数分離フィルタ６１６に与える。周波数分離フィルタ６１６は、受光素子６１５から受ける上り受信信号から上り信号の搬送波周波数のみを分離する。

このように、本発明の実施の形態５においては、本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態３のいずれかの効果に加えて、本発明の実施の形態４よりもさら価格を低減できる１芯の光ファイバの双方向の光伝送システムを提供することができる。

本発明は、光伝送技術を用いて映像配信又は移動体無線信号伝送を行う光送信装置及び光伝送システムに適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る光送信装置を示す斜視図本発明の実施の形態１に係る光送信装置の基本的な構成を示す図本発明の実施の形態１に係る光送信装置の構成を説明するための図本発明の実施の形態２に係る光送信装置の基本的な構成を示す図本発明の実施の形態３に係る光送信装置の基本的な構成を示す図本発明の実施の形態４に係る光伝送システムの基本的な構成を示すブロック図本発明の実施の形態５に係る光伝送システムの基本的な構成を示すブロック図第１の従来の光送信装置の構成を示す図第２の従来の光送信装置の構成を示す図

符号の説明

１００、４００、５００光送信装置
１０１レーザ素子
１０２光ファイバ
１０８レンズ
５０１多分岐光カプラ
６００、７００光伝送システム
６１０、７１０親局
６２０、７２０子局

Claims

レーザ素子と光ファイバとを具備し、前記レーザ素子と前記光ファイバとの光結合効率が最大となる最適位置を有する光送信装置において、前記レーザ素子と前記光ファイバとが前記最適位置から光軸方向へ１０μｍから１５０μｍまでの範囲内の値だけずれた配置で固定されたことを特徴とする光送信装置。
前記レーザ素子の出射光が前記光ファイバの端面からの外への出射光の光軸と平行でなく、かつ、前記レーザ素子の出射光が前記光ファイバの端面で反射した光の光軸と平行でないことを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
前記レーザ素子は多モード発振レーザ素子であり、前記光ファイバは１．３μｍ零分散型の光ファイバであり、前記多モード発振レーザ素子と前記光ファイバとの光結合効率が１０％以下であることを特徴とする請求項１記載の光送信装置。
前記レーザ素子は多モード発振レーザ素子であり、前記光ファイバは１．３μｍ零分散型のファイバであり、前記多モード発振レーザ素子の後段に多分岐光カプラが接続され、前記多モード発振レーザ素子と前記光ファイバとの光結合効率と前記多分岐光カプラの分岐数の逆数の２乗との積が１０％以下であることを特徴とする請求項１記載の光送信装置。