JP2005208239A - 光パワーモニタ装置および光通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 光伝送路上に伝達される光信号のパワーを簡易な装置で容易にモニタする。
【解決手段】 一端および他端がそれぞれ光ファイバ２６に接続される光ファイバ片１８と、光ファイバ片１８を挿入して保持する貫通穴１０ａおよび光ファイバ片１８の外周に向けて貫通する導光穴１０ｂを有するファイバ保持部１０と、ファイバ保持部１０における導光穴１０ｂの開口部の周囲に接続され、導光穴１０ｂを介して導かれる光ファイバ片１８からの漏れ光を光電変換する受光素子１６ｄを有する受光部１６とを備えている。漏れ光を導光穴１０ｂを介して受光素子１６ｄまで導くことで、光ファイバ片１８に伝達される光信号のパワーを簡易な装置で容易にモニタできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバにより伝送される光信号をモニタするための光パワーモニタ装置およびこの光パワーモニタ装置を備えた光通信モジュールに関する。

光伝送路上で光信号のパワーをモニタする光パワーモニタ装置として、光ファイバ内の光信号の進行を遮る位置にハーフミラーを設置する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。光伝送路上で光信号パワーをモニタすることで、光伝送路上に所望のパワーの光信号が伝送されているかを確認できる。あるいは、光信号をモニタし、光信号を出力する半導体レーザの出力を、モニタした光信号パワーに応じて調整することで、温度変動によるトラッキングエラー特性を改善できる。
特開２０００−１７１６７１号公報

しかしながら、従来の光パワーモニタ装置は、光ファイバ内を進行する光信号を遮る位置に高い精度でハーフミラー等の部材を設置しなくてはならず、半導体製造技術が必要なＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｔ；平面光回路）などで形成する必要であった。このため、大規模な製造設備が必要になり、製造コストが極めて高かった。また、光伝送路を遮ってハーフミラーを設置するため、光信号の損失が必要以上に大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、光伝送路上に伝達される光信号のパワーを簡易な装置で容易にモニタすることにある。

本発明の別の目的は、光信号のパワーをモニタするための光信号の損失を最小限にすることにある。

請求項１の光パワーモニタ装置は、一端および他端がそれぞれ光ファイバに接続される光ファイバ片と、前記光ファイバ片を挿入して保持する貫通穴および前記光ファイバ片の外周に向けて貫通する導光穴を有するファイバ保持部と、前記ファイバ保持部における前記導光穴の開口部の周囲に接続され、前記導光穴を介して導かれる前記光ファイバ片からの漏れ光を光電変換する受光素子を有する受光部とを備えていることを特徴とする。

請求項２の光パワーモニタ装置は、請求項１記載の光パワーモニタ装置において、前記ファイバ保持部における前記光ファイバ片の延在方向の両端側にそれぞれ配置され、前記光ファイバに取り付けられたコネクタを接続するアダプタを備えていることを特徴とする。

請求項３の光パワーモニタ装置は、請求項１記載の光パワーモニタ装置において、前記光ファイバ片は、前記導光穴の軸長上で互いに突き合わせられた第１光ファイバ片および第２光ファイバ片とで構成され、前記１および第２光ファイバ片の互いに対向する端面の少なくとも一方は、前記導光穴に向けて傾けて形成されていることを特徴とする。

請求項４の光パワーモニタ装置は、請求項１記載の光パワーモニタ装置において、前記ファイバ保持部に前記光ファイバ片を挟んで前記導光穴と反対側に形成され、前記導光穴
の軸長方向に貫通する調整穴と、前記調整穴に挿入され、先端部で前記光ファイバ片を前記導光穴に向けて押圧する押圧部材とを備えていることを特徴とする。

請求項５の光パワーモニタ装置は、請求項１記載の光パワーモニタ装置において、前記受光部の前記開口部側に配置され、前記導光穴を介して導かれる漏れ光のうち、所定の波長帯の光のみを透過するフィルタを備えていることを特徴とする。

請求項６の光パワーモニタ装置は、請求項５記載の光パワーモニタ装置において、前記ファイバ保持部は、複数の前記導光穴を備え、前記受光部は、前記導光穴の前記開口部にそれぞれ接続され、前記受光部にそれぞれ配置される前記フィルタの透過特性は、互いに相違することを特徴とする。

請求項７の光パワーモニタ装置は、請求項６記載の光パワーモニタ装置において、前記複数の導光穴は、前記光ファイバ片の横断面方向に沿って放射状に形成され、前記光ファイバ片は、前記導光穴の軸長上で互いに突き合わせられた第１光ファイバ片および第２光ファイバ片とで構成され、前記第１および第２光ファイバ片の互いに対向する端面の少なくとも一方は、円錐状に形成されていることを特徴とする。

請求項８の光パワーモニタ装置は、請求項６記載の光パワーモニタ装置において、前記ファイバ保持部における前記光ファイバ片を挟んで前記導光穴と反対側にそれぞれ形成され、前記導光穴の軸長方向に貫通する複数の調整穴と、前記調整穴にそれぞれ挿入され、先端部で前記光ファイバ片を前記導光穴に向けて押圧する複数の押圧部材とを備え、前記複数の導光穴は、前記光ファイバ片の軸長方向に沿って形成されていることを特徴とする。

請求項９の光パワーモニタ装置は、請求項４または請求項８記載の光パワーモニタ装置において、前記押圧部材は、前記調整穴に挿入される外周に雄ねじ部を備え、前記調整穴は、前記雄ねじ部が螺合される雌ねじ部を備えていることを特徴とする。

請求項１０の光パワーモニタ装置は、請求項６記載の光パワーモニタ装置において、前記受光部は、前記ファイバ保持部に着脱自在に接続されていることを特徴とする。

請求項１１の光パワーモニタ装置は、請求項１記載の光パワーモニタ装置において、前記ファイバ保持部と前記受光部との間に、前記導光穴から前記受光部に導かれる漏れ光の光量を調整する絞り部を備えていることを特徴とする。

請求項１２の光パワーモニタ装置は、請求項１記載の光パワーモニタ装置において、前記受光部は、前記受光素子の光電変換により生成される電気信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に接続され、増幅器の利得を調整する調整信号を受ける外部端子とを備えていることを特徴とする。

請求項１３の光通信モジュールは、請求項１ないし請求項１２のいずれか１項記載の光パワーモニタ装置と、半導体レーザと、前記半導体レーザと前記光パワーモニタ装置の前記光ファイバ片の一端とを接続する光ファイバと、前記受光部の前記受光素子の光電変換により生成される電気信号を受け、この信号量に応じて、前記半導体レーザの出力パワーを一定に調整するための制御信号を前記半導体レーザに出力する制御回路とを備えていることを特徴とする。

請求項１の光パワーモニタ装置では、光ファイバ片からの漏れ光を、導光穴を介して受
光素子まで導き光電変換することで、漏れ光の量を電気信号として検出できる。このため、光ファイバ片に伝達される光信号のパワーを簡易な装置で容易にモニタできる。光ファイバ片中（光伝送路上）にハーフミラー等の部材を配置する必要がないため、光伝送路上を伝送される光信号の損失を最小限にできる。

請求項２の光パワーモニタ装置では、ファイバ保持部の両端側に光ファイバのコネクタを接続するアダプタを備えることで、光ファイバを容易に接続できる。換言すれば、光パワーモニタ装置を、光伝送路上に容易に配置できる。

請求項３の光パワーモニタ装置では、互いに突き合う第１および第２光ファイバ片の端面間の空間により、漏れ光の強度を高くできる。このため、ハーフミラー等の部材を配置することなく、漏れ光を用いて光信号のパワーの変化を正確にモニタできる。

請求項４の光パワーモニタ装置では、押圧部材により光ファイバ片を導光穴に向けて押圧し、光ファイバ片を湾曲させることで、光ファイバ片に伝送される光信号の曲げ損失量が増加する。このため、漏れ光の強度を高くでき、ハーフミラー等の部材を配置することなく、漏れ光を用いて光信号のパワーの変化を正確にモニタできる。

請求項５の光パワーモニタ装置では、フィルタにより漏れ光のうち所定の波長帯の光のみを受光素子に伝達させることができ、所定の波長帯の光信号のパワーのみを検出できる。このため、例えば、一本の光ファイバで双方向光通信（あるいは多重通信）を行っているときに、所望の光信号のパワーのみを検出できる。

請求項６の光パワーモニタ装置では、複数の導光穴、受光素子およびフィルタにより、複数の波長帯の光信号のパワーを同時に検出できる。例えば、一本の光ファイバで双方向光通信（あるいは多重通信）を行っているときに、それぞれの光信号のパワーを検出できる。

請求項７の光パワーモニタ装置では、第１または第２光ファイバ片の端面を円錐状にすることで、複数の導光穴を光ファイバ片の横断面方向に沿って形成できる。このため、受光部を光ファイバ片の横断面方向に沿って取り付けることができ、光パワーモニタ装置を小型にできる。

請求項８の光パワーモニタ装置では、導光穴を光ファイバ片の軸長方向に沿って形成することで、多数の導光穴を容易に形成でき、複数の受光部をファイバ保持部に容易に取り付けることができる。このため、多種の周波数帯を用いて多重光通信を行っている場合に、それぞれの光信号のパワーを容易に検出できる。

請求項９の光パワーモニタ装置では、押圧部材をファイバ保持部に螺合可能にすることで、押圧部材の位置を容易に微調整でき、光ファイバ片に伝送される光信号の損失量を正確に調整できる。したがって、製造誤差等に依存せず、常に一定の損失量を有する光パワーモニタ装置を容易に製造できる。

請求項１０の光パワーモニタ装置では、受光部をファイバ保持部から簡単に着脱できるため、受光部の開口部側に配置されるフィルタを容易に交換できる。

請求項１１の光パワーモニタ装置では、絞り部により受光素子に入力される漏れ光の強度を調整できる。また、製造誤差等に依存せず、光伝送路に伝送される光信号の強度を正しく検出できる光パワーモニタ装置を容易に製造できる。

請求項１２の光パワーモニタ装置では、漏れ光の強度の変化量に対応する電気信号の変化量を容易に調整できる。このため、例えば、漏れ光の強度の変化範囲に応じて増幅器の利得を調整することで、簡易な増幅器を使用する場合にも広範囲の光入力パワーに対して線形動作させることができる。

請求項１３の光通信モジュールでは、本発明の光パワーモニタ装置を利用することで、半導体レーザの出力パワーを簡易な機構で容易に一定に調整できる。このため、温度変動によるトラッキングエラーを容易に抑制できる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

図１および図２は、本発明の光パワーモニタ装置の第１の実施形態を示している。光パワーモニタ装置１００は、円筒状のファイバ保持部１０と、ファイバ保持部１０の軸長方向の両端に配置される横断面円形状の連結部１２およびアダプタ１４と、ファイバ保持部１０の外周部（図の下側）に配置される受光部１６とを有している。ファイバ保持部１０、連結部１２およびアダプタ１４は、樹脂により形成されている。

ファイバ保持部１０は、光ファイバ片１８が予め固着されたガラスフェルール２０を接着し保持する横断面円形状の貫通穴１０ａと、貫通穴１０ａのほぼ中央からファイバ保持部１０の外周に向けて貫通する（すなわち、ファイバ保持部１０の外周から光ファイバ片１８の外周に向けて貫通する）横断面円形状の導光穴１０ｂとを有している。また、ファイバ保持部１０の外周には、導光穴１０ｂの開口部分に、横断面円形状の凹部１０ｃが形成されている。凹部１０ｃの内面は、雌ねじ部１０ｄを有している。ガラスフェルール２０により、光ファイバ片１８の漏れ光（より詳細には、光ファイバ片１８のコア層からクラッド層への漏れ光）の一部は、導光穴１０ｂに伝達される。

各連結部１２は、割りスリーブ２２の外径に対応する内径の貫通穴１２ａを有している。連結部１２のアダプタ１４側は、アダプタ１４に連結するために細径化された突部１２ｂを有している。割りスリーブ２２の内径は、フェルール２０の外径に対応する大きさを有している。連結部１２は、割りスリーブ２２およびファイバ保持部１０に接着されたフェルール２０を挿入した状態で、ファイバ保持部１０の端部に接着される。

各アダプタ１４は、割りスリーブ２２の外径に対応する貫通穴１４ａと、連結部１２の突部１２ｂに対応する横断面円形状の凹部１４ｂと、光ファイバコネクタ２４に向けて突出する互いに向き合う一対の腕部１４ｃと、腕部１４ｃの先端にそれぞれ形成された係止爪１４ｄとを有している。係止爪１４ｄは、光ファイバコネクタ２４がアダプタ１４に接続されるときに、光ファイバ２６と光ファイバ片１８とを突き合わせた状態で、光ファイバコネクタ２４の係合部２４ａに係止される。光ファイバコネクタ２４は、一般に「ＳＣコネクタ」を称されるものであり、光ファイバ２６が挿入されたフェルール２８を先端に向けて押圧状態で保持する機構を有している。各アダプタ１４は、割りスリーブ２２を貫通穴１４ａに挿入した状態で、連結部１２に接着されている。

受光部１６は、例えば金属で形成されており、一般に、「ＰＤ−ＣＡＮ」と称する電子部品と同様の形状、機能を有している。受光部１６は、内部に空洞１６ａを有する円柱形状を有している。受光部１６は、ファイバ保持部１０の凹部１０ｃに対応する形状の突部１６ｂと、突部１６ｂから空洞１６ａに貫通する貫通穴１６ｃと、空洞１６ａの貫通穴１６ｃと反対側に取り付けられた受光素子１６ｄを有している。突部１６ｂの外周には、凹部１０ｃの雌ねじ部１０ｄに対応する雄ねじ部１６ｅが形成されている。受光部１６は、雄ねじ部１６ｅを雌ねじ部１０ｄに螺合することで、ファイバ保持部１０に着脱自在に取
り付けられる。

受光素子１６ｄは、光を受光し、光電変換するフォトダイオード１６ｆ（ベアチップ）と、外部端子１６ｇとを有している。外部端子１６ｇは、電源端子、接地端子およびフォトダイオード１６ｆにより光電変換された電圧を出力する出力端子である。貫通穴１６ｃ内には、所定の波長帯の光のみを透過するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルタ３０を着脱自在に保持するための保持部１６ｈと、貫通穴１６ｃを介して導かれる光をフォトダイオード１６ｆに集光するためのボールレンズ３２と、ボールレンズ３２を保持するための保持部１６ｉとが形成されている。

図３は、上述した光パワーモニタ装置１００を光伝送路上に接続した例を示している。この例では、光パワーモニタ装置１００の光ファイバ片１８および光ファイバコネクタ２４の光ファイバ２６は、シングルモード型に比べて光損失率の高いマルチモード型が使用されている。また、光ファイバ２６および光ファイバ片１８には、双方向の光信号が伝送され（いわゆる一心方式）、光パワーモニタ装置１００は、フィルタ３０のフィルタリングにより一方向の光信号の漏れ光のみを選択的に検出する。

光パワーモニタ装置１００は、プリント配線板１０４上に当接されるスタンドオフ１０２ａを有するハウジング１０２に収容されており、外部端子１６ｇがプリント配線板１０４のスルーホール１０４ａにはんだ付けされることで、プリント配線板１０４上に固定されている。ハウジング１０２には、アダプタ１４に対向して光ファイバ片１８の軸長上に接続穴１０２ｂがそれぞれ形成されている。そして、光ファイバコネクタ２４をアダプタ１４に接続することで、光ファイバ片１８の一端および他端は、光ファイバコネクタ２４の光ファイバ２６にそれぞれ接続される。すなわち、光伝送路上に光パワーモニタ装置１００が設置される。

光ファイバ片１８を進行する光信号の一部は、漏れ光となって導光穴１０ｂに導かれる。漏れ光は、フィルタ３０を透過した後、ボールレンズ３２によりフォトダイオード１６ｆに集光される。フォトダイオード１６ｆは、漏れ光を光電変換し、その電圧を外部端子１６ｇを介してプリント配線板１０４に出力する。そして、プリント配線板１０４に搭載される図示しない判定回路により、光伝送路上に所望のパワーを有する光信号が伝達されているか否かが判定される。

なお、光パワーモニタ装置１００を接続する光伝送路に一方向のみ光信号が伝送される場合で（いわゆる２心方式）、光信号の波長帯のフィルタリングが必要ないとき、フィルタ３０を受光部１６に取り付けなくてもよい。

以上、本実施形態では、光ファイバ片１８からの漏れ光を、導光穴１０ｂを介してフォトダイオード１６ｆまで導き光電変換することで、漏れ光の量を電気信号として検出できる。このため、光ファイバ片１８に伝達される光信号のパワーを簡易な装置で容易にモニタできる。光ファイバ片１８中（光伝送路上）にハーフミラー等の部材を配置する必要がないため、モニタするための光信号の損失を最小限にできる。

ファイバ保持部１０の両端に連結部１２を介して光ファイバコネクタ２４を接続するアダプタ１４を取り付けたため、光ファイバ２６を容易に接続できる。換言すれば、光パワーモニタ装置１００を、光伝送路上に容易に配置できる。この際、光ファイバケーブルの余長処理が必要ないため、光パワーモニタ装置１００を小型にでき、取り扱い易くできる。

ＷＤＭフィルタ３０により漏れ光のうち所定の波長帯の光信号のみをフォトダイオード
１６ｆに伝達させることができ、所定の波長帯の光信号のパワーのみを検出できる。このため、例えば、一心方式で双方向光通信を行うときに、光出力信号または光受信信号のパワーのみを検出できる。あるいは、一心方式で多重通信を行うときに、所望の光信号のパワーのみを検出できる。

受光部１６に雄ねじ部１６ｅを形成することで、受光部１６をファイバ保持部１０に着脱自在に取り付けられるため、ＷＤＭフィルタ３０を容易に交換できる。

図４は、本発明の光パワーモニタ装置の第２の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置２００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置２００のファイバ保持部１０には、導光穴１０ｂの軸長上で互いに突き合う第１フェルール２０ａおよび第２フェルール２０ｂが固着されている。第１フェルール２０ａおよび第２フェルール２０ｂには、第１光ファイバ片３４および第２光ファイバ片３６が、それぞれ挿入され固定されている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。

第１フェルール２０ａおよび第２フェルール２０ｂは、例えば、ジルコニアで形成されている。第１フェルール２０ａおよび第１光ファイバ片３４の端面（図の右側）は、軸長方向に直角に研磨されている。第２フェルール２０ｂおよび第２光ファイバ片３６の端面３６ａ（図の左側）は、導光穴１０ｂに向けて僅かに傾けて研磨されている。このため、第１光ファイバ片３４および第２光ファイバ片３６との間には、僅かに空間（空間結合領域）が存在する。

光ファイバコネクタ２４から第１または第２光ファイバ片３４、３６に入ってくる光信号の一部は、空間結合領域で漏れ光となり、導光穴１０ｂを介してフォトダイオード１６ｆに到達する。光パワーモニタ装置２００での光損失率は、空間結合領域の形成により、第１の実施形態の光パワーモニタ装置１００より高くできる。このため、本発明は、マルチモード型だけでなくシングルモード型の光ファイバで構成される光伝送路にも適用可能である。

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、第１および第２光ファイバ片３４、３６の端面間に形成される空間結合領域により、漏れ光の強度を相対的に高くできる。このため、ハーフミラー等の部材を配置することなく、漏れ光を用いて光信号のパワー等の変化を正確にモニタできる。

図５は、本発明の光パワーモニタ装置の第３の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置３００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置３００は、ファイバ保持部３８の導光穴１０ｂの軸長状に押圧ねじ４０（押圧部材）を螺合する調整穴３８ａを有している。調整穴３８ａの内面には、押圧ねじ４０の雄ねじ部に対応する雌ねじ部が形成されている。また、ファイバ保持部３８の貫通穴３８ｂにおける導光穴１０ｂの開口部分は、導光穴１０ｂに向けてすり鉢状に傾斜
している。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。

この実施形態では、押圧ねじ４０を調整穴３８に螺合していくことで、フェルール２０および光ファイバ片１８は、押圧ねじ４０の先端に押圧されて導光穴１０ｂに向けて僅かに湾曲する。この変形により、光ファイバ片１８の光損失率は高くなり、漏れ光の強度は高くなる。このため、光伝送路を進行する光信号のパワーを確実にモニタできる。なお、本発明は、マルチモード型だけでなくシングルモード型の光ファイバで構成される光伝送路にも適用可能である。

例えば、光ファイバ片１８をシングルモード型の光ファイバで構成する場合、導光穴１０ｃに対向する部分の曲げ直径を２０ｍｍとすると、光信号の曲げ損失は、約１０ｄＢ／ｍ（＝９０％／ｍ）になる。導光穴１０ｂの横断面形状が一辺１ｍｍの正方形、フェルール２０の直径を２．５ｍｍとすると、導光穴１０ｂへの漏れ光に寄与する光ファイバ片１８の長さを３ｍｍとすると、曲げ損失は、「０９０％×０．００３×１（導光穴１０ｂの断面積）／２．５π（長さ１ｍｍのフェルールの側面積）＝０．０３４％＝−３４．７ｄＢ」になる。したがって、光ファイバ片１８を通過する光パワーに対して、−３４．７ｄＢのパワーをモニタできる。

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、押圧ねじ４０により光ファイバ片１８を導光穴１０ｂに向けて押圧することで、光ファイバ片１８に伝送される光信号の曲げ損失量が増加する。このため、漏れ光の強度を相対的に高くでき、ハーフミラー等の部材を配置することなく、漏れ光を用いて光信号のパワー等の変化を正確にモニタできる。

調整穴３８に雌ねじ部を形成し、押圧ねじ４０を螺合することで、押圧ねじ４０の先端の位置を容易に微調整できる。このため、光ファイバ片１８に伝送される光信号の光損失率を正確に調整できる。また、製造誤差等に依存せず、常に一定の損失量を有する光パワーモニタ装置３００を容易に製造できる。

図６は、本発明の光パワーモニタ装置の第４の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置４００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置４００は、長尺状に形成されたファイバ保持部４２を有している。ファイバ保持部４２には、光ファイバ片１８の軸長方向に沿って導光穴１０ｂ、凹部１０ｃおよび雌ねじ部１０ｄが２箇所に形成されている。また、各雌ねじ部１０ｄに受光部１６が螺合されている。図の左側の受光部１６には、１．５５μｍ帯の波長のみを通過するＷＤＭフィルタ３０ａが配置されている。図の右側の受光部１６には、１．３μｍ帯の波長のみを通過するＷＤＭフィルタ３０ｂが配置されている。すなわち、ファイバ保持部４２に取り付けられる受光部１６のフィルタ３０ａ、３０ｂの透過特性は、互いに相違する。

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、複数の導光穴１０ｂに、受光部１６をそれぞれ取り付け、各受光部１６に、フィルタリング特性の異なるフィルタ３０ａ、３０ｂを取り付けることにより、複数の波長帯の光信号のパワーを同時に検出できる。この結果、一本の光ファイバで双方向の光通信を行う光伝送路（一心方式）または複数の波長帯の光信号を用いて多重通信を行う光伝送路において、所望の光信号のパワーを検出できる。

導光穴１０ｂを光ファイバ片１８の軸長方向に沿って形成することで、ファイバ保持部４２を長くするだけで、多数の導光穴１０ｂを容易に形成でき、これ等導光穴１０ｂに受光部１６をそれぞれ取り付けられる。このため、多種の周波数帯を用いて多重の光通信を行っている場合に、それぞれの光信号のパワーを容易に検出できる。

ＷＤＭカプラ等を使用して複数の波長の光信号から所望の波長の光パワーをモニタしていた従来に比べ、装置を小型化でき、取り扱いも容易になる。

図７は、本発明の光パワーモニタ装置の第５の実施形態を示している。第１および第３の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置５００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置５００は、長尺状に形成されたファイバ保持部４４を有している。ファイバ保持部４４には、光ファイバ片１８の軸長方向に沿って導光穴１０ｂ、凹部１０ｃおよび雌ねじ部１０ｄが２箇所に形成されている。各導光穴１０ｂの軸長上には、押圧ねじ４０を螺合するための雌ねじ部を有する調整穴３８ａが形成されている。また、各導光穴１０ｂの開口部分に形成された雌ねじ部１０ｄに受光部１６が螺合されている。図の左側の受光部１６には、１．５５μｍ帯の波長のみを通過するフィルタ３０ａが配置されている。図の右側の受光部１６には、１．３μｍ帯の波長のみを通過するフィルタ３０ｂが配置されている。

この実施形態においても、上述した第１、第３および第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

図８は、本発明の光パワーモニタ装置の第６の実施形態を示している。第１および第２の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置６００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置６００のファイバ保持部４６には、２つの導光穴１０ｂと、これ等導光穴１０ｂにそれぞれ対応する雌ねじ部１０ｄを有する凹部１０ｃが、同軸上に形成されている。そして、各雌ねじ部１０ｄに受光部１６が螺合されている。図の上側の受光部１６には、１．５５μｍ帯の波長のみを通過するフィルタ３０ａが配置されている。図の下側の受光部１６には、１．３μｍ帯の波長のみを通過するフィルタ３０ｂが配置されている。

ファイバ保持部４６には、導光穴１０ｂの軸長上で互いに突き合う第１フェルール２０ａおよび第２フェルール２０ｃが固着されている。第１フェルール２０ａおよび第２フェルール２０ｃには、第１光ファイバ片３４および第２光ファイバ片３７が、それぞれ挿入され固定されている。第１フェルール２０ａおよび第２フェルール２０ｂは、例えば、ジルコニアで形成されている。第２フェルール２０ｃおよび第２光ファイバ片３７の端面３７ａ（図の左側）は、円錐状に研磨されている。その他の構成は、第２の実施形態と同じである。端面３７ａを円錐状に研磨することで、第１および第２光ファイバ片３４、３７の端面間の空間（空間結合領域）で発生した漏れ光は、導光穴１０ｂをそれぞれ介して２つの受光部１６にそれぞれ伝達される。

この実施形態においても、上述した第１、第２および第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では光ファイバ片３７の端面３７を円錐状にすることで、複数の導光穴１０ｂを光ファイバ片３４、３７の横断面方向に沿って形成できる。この結果、ファイバ保持部４６の長さを最小限にでき、光パワーモニタ装置６００を小型にできる。

図９は、本発明の光パワーモニタ装置の第７の実施形態を示している。第１、第２および第６の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置７００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置７００のファイバ保持部４６には、光ファイバ片３７が挿入固定され、端面３７ａが円錐状に研磨された一対のフェルール２０ｃが、端面３７ａを互いに突き当てて固着されている。その他の構成は、第６の実施形態と同じである。この実施形態においても、上述した第１、第２、第４および第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。

図１０は、本発明の光パワーモニタ装置の第８の実施形態を示している。第１および第２の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置８００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置８００の受光部４８は、外周部から貫通穴１６ｃに貫通するねじ穴４８ａを有している。ねじ穴４８ａは、貫通穴１６ｃにおけるフィルタ３０とボールレンズ３２との間に開口されている。ねじ穴４８ａには、ねじ５０が螺合されている。その他の構成は、第２の実施形態と同じである。

ねじ５０は、貫通穴１６ｃ内を進行するファイバ保持部１０からの漏れ光を遮る太さおよび長さに形成されている。すなわち、ねじ５０は、漏れ光の光量を調整する絞り部として機能する。漏れ光の光量は、螺合により貫通穴１６ｃ内に突出するねじ５０の長さに応じて調整される。

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、ねじ５０によりフォトダイオード１６ｆに入力される漏れ光の光量（強度）を調整できる。このため、フォトダイオード１６ｆに入力される漏れ光の強度が非常に強い場合に、入力光を減衰させることができ、フォトダイオード１６ｆを保護することができる。

また、ねじ５０により漏れ光の強度を調整することで、第２フェルール２０ｂおよび第２光ファイバ片３６の端面３６ａの研磨誤差等の製造誤差に依存せず、光伝送路に伝送される光信号の強度に対するフォトダイオード１６ｆの出力電圧値を常に一定にできる。この結果、同じ特性を有する光パワーモニタ装置８００を容易に製造できる。

図１１は、本発明の光パワーモニタ装置の第９の実施形態を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置９００は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光伝送路上に接続される。

光パワーモニタ装置９００の受光部５２の受光素子５２ａは、フォトダイオード１６ｆだけでなくプリアンプ（トランスインピーダンスアンプ）５４、ポストアンプ５６およびＭＯＳトランジスタ（図示せず）を有している。プリアンプ５４およびポストアンプ５６は、ベアチップとして搭載されている。受光素子５２ａは、第１の実施形態の外部端子１６ｇに加え、ＭＯＳトランジスタのゲートを制御する制御端子５２ｂを有している。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。

図１２は、図１１に示した受光素子５２ａの詳細を示している。受光素子５２ａは、漏れ光を光電変換するフォトダイオード１６ｆ、光電変換された電圧値を増幅するプリアンプ５４およびポストアンプ５６を直列に接続して構成されている。プリアンプ５４の帰還ループ上には帰還抵抗値を調整するためのＭＯＳトランジスタ５８が配置されている。ＭＯＳトランジスタ５８は、調整電圧（制御端子５２ｂ）をゲートで受け、可変抵抗として動作する。

この実施形態では、調整電圧に応じて受光素子５２ａの電気利得が所望の値に（例えば、線形動作領域で動作するように）設定される。ポストアンプ５６は、増幅された電圧を出力電圧ＶＯＵＴ（外部端子１６ｇ）として出力する。なお、受光素子５２ａの電源線ＶＣＣおよび接地線ＧＮＤは、外部端子１６ｇを介してプリント配線板１０４（図１１）に接続されている。

この実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、漏れ光の強度に対応する出力電圧値ＶＯＵＴ（電気利得）を容易に調整でき、受光素子５２ａを線形領域で動作させることができる。このため、光伝送路に伝送される光信号のパワーを光パワーモニタ装置９００により高い精度でモニタできる。

図１３は、本発明の光パワーモニタ装置の第１０の実施形態および光通信モジュールの第１の実施形態を示している。光パワーモニタ装置の第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置９５０は、１．５５μｍ帯の波長の光信号が通信される二心方式の光伝送路上の各光送信モジュール９６０（光通信モジュール）内に配置される。

光送信モジュール９６０は、ピクテールタイプのＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）モジュール６０および光パワーモニタ装置９５０により構成されている。ＬＤモジュール６０は、半導体レーザ６２およびボールレンズ６４を有している。光パワーモニタ装置９５０は、ファイバ保持部１０、連結部６６、１２および受光部１６を有している。連結部６６は、光パワーモニタ装置９５０をＬＤモジュール６０に接続するために、連結部１２より長く形成されている。連結部１２は、光伝送路を構成する光ファイバコネクタ２４に接続される。ＬＤモジュール６０および光パワーモニタ装置９５０の外部端子は、光出力信号のパワーを調整するための制御回路を搭載したプリント配線板（図示せず）に接続されている。

制御回路は、光パワーモニタ装置９５０で検出される光信号の漏れ光（光電変換された電圧）により、光信号のパワーを間接的に検出し、ＬＤモジュール６０をフィードバック制御して、光信号のパワーを一定に保持する。光信号のパワーの変化に対する漏れ光の強度の変化は、周囲温度の変化に依存せず常に一定であるため、トラッキングエラーは発生しない。このため、光信号の出力パワーの規格に対するマージンを、半導体レーザ６２の後方光をモニタしていた従来に比べ大幅に向上できる。

この実施形態においても、上述した光パワーモニタ装置の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、光パワーモニタ装置９５０を光送信モジュール９６０に搭載することで、簡易な機構で容易に半導体レーザ６２の出力パワーを一定に調整できる。この結果、光送信モジュール９６０の製造歩留を向上でき、コストを削減できる。また、温度変動によるトラッキングエラーを容易に抑制できる。特に、本発明を、トラッキングエラーが発生し易い一心方式の光伝送路に適用することで、顕著な効果が得られる。

図１４は、本発明の光通信モジュールの第２の実施形態を示している。光パワーモニタ装置の第１の実施形態および光通信モジュールの第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の光パワーモニタ装置９５０は、１．５５μｍ帯の波長の光信号と１．３μｍ帯の波長の光信号とが双方向通信される一心方式の光送受信モジュール９７０（光通信モジュール）内に配置される。

光送受信モジュール９７０は、双方向モジュール６８および光パワーモニタ装置９５０により構成されている。双方向モジュール６８は、半導体レーザ６２およびボールレンズ６４を有する光送信機構、フォトダイオード７０およびボールレンズ７２を有する光受信機構、および半導体レーザ６２から出力される光信号を光伝送路（光ファイバコネクタ２４内の光ファイバ２６等）に向けて透過し、光伝送路から入力する光信号をフォトダイオード７０に向けて反射するＷＤＭフィルタ７４により構成されている。双方向モジュール６８および光パワーモニタ装置９５０の外部端子は、光出力信号のパワーを調整するための制御回路を搭載したプリント配線板（図示せず）に接続されている。

制御回路は、上述した光通信モジュールの第１の実施形態と同様に、光パワーモニタ装置９５０で検出される光信号の漏れ光（光電変換された電圧）により、光信号のパワーを間接的に検出し、双方向モジュール６８の半導体レーザ６２をフィードバック制御して、光信号のパワーを一定に保持する。

この実施形態においても、上述した光パワーモニタ装置の第１０の実施形態および光通信モジュールの第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態では、ファイバ保持部および連結部を樹脂により形成し、これ等を互いに接着して固定する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、ファイバ保持部および連結部を金属により形成し、これ等を互いに溶接して固定てもよい。

上述した実施形態では、図２に示したように、ファイバ保持部、連結部およびアダプタを横断面円形状に形成する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、これ等部材の外形を横断面四角状に形成することで、取り扱い易くなり、組立性も良くなる。

上述した第４および第５の実施形態では、ファイバ保持部に２つの受光部１６を取り付ける例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく３つ以上の受光部１６を取り付けてもよい。

上述した第８の実施形態（図１０）では、光ファイバ片３４、３６を固着したファイバ保持部１０に絞り機能を有する受光部４８を取り付ける例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、第３、第５〜第７の実施形態の受光部１
６の代わりに受光部４８を取り付けてもよい。

上述した第９および第１０の実施形態（図１１、図１３）では、本発明を、光ファイバ片１８を固着したファイバ保持部を有する光パワーモニタ装置に適用する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明を、第２および第３の実施形態（図４、図５）に示した光パワーモニタ装置に適用してもよい。この際、光パワーモニタ装置の連結部１４の一方を連結部６６に変更するだけで、光パワーモニタ装置を光通信モジュール内に容易に実装できる。

以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。

光パワーモニタ装置の第１の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第１の実施形態を示す分解斜視図である。 図１の光パワーモニタ装置を光伝送路上に接続した例を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第２の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第３の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第４の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第５の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第６の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第７の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第８の実施形態を示す断面図である。 光パワーモニタ装置の第９の実施形態を示す断面図である。 図１１に示した受光素子の詳細を示す回路図である。 光パワーモニタ装置の第１０の実施形態をおよび光通信モジュールの第１の実施形態を示す断面図である。 光通信モジュールの第２の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１０ ファイバ保持部
１０ａ 貫通穴
１０ｂ 導光穴
１０ｃ 凹部
１０ｄ 雌ねじ部
１２ 連結部
１２ａ 貫通穴
１２ｂ 突部
１４ アダプタ
１４ａ 貫通穴
１４ｂ 凹部
１４ｃ 腕部
１４ｄ 係止爪
１６ 受光部
１６ａ 空洞
１６ｂ 突部
１６ｃ 貫通穴
１６ｄ 受光素子
１６ｅ 雄ねじ部
１６ｆ フォトダイオード
１６ｇ 外部端子
１６ｈ 保持部
１６ｉ 保持部
１８ 光ファイバ片
２０ ガラスフェルール
２０ａ 第１フェルール
２０ｂ 第２フェルール
２２ 割りスリーブ
２４ 光ファイバコネクタ
２４ａ 係合部
２６ 光ファイバ
２８ フェルール
３０ ＷＤＭフィルタ
３０ａ ＷＤＭフィルタ
３０ｂ ＷＤＭフィルタ
３２ ボールレンズ
３４ 第１光ファイバ片
３６ 第２光ファイバ片
３６ａ 端面
３７ 第２光ファイバ片
３７ａ 端面
３８ ファイバ保持部
３８ａ 調整穴
３８ｂ 貫通穴
４０ 押圧ねじ
４２、４４、４６ ファイバ保持部
４８ 受光部
４８ａ ねじ穴
５０ ねじ
５２ 受光部
５２ａ 受光素子
５２ｂ 制御端子
５４ プリアンプ
５６ ポストアンプ
５８ ＭＯＳトランジスタ
６０ ＬＤモジュール
６２ 半導体レーザ
６４ ボールレンズ
６６ 連結部
６８ 双方向モジュール
７０ フォトダイオード
７２ ボールレンズ
７４ ＷＤＭフィルタ
１００ 光パワーモニタ装置
１０２ ハウジング
１０２ａ スタンドオフ
１０２ｂ 接続穴
１０４ プリント配線板
１０４ａ スルーホール
２００、３００、４００、５００ 光パワーモニタ装置
６００、７００、８００、９００ 光パワーモニタ装置
９５０ 光パワーモニタ装置
９６０ 光送信モジュール
９７０ 光送受信モジュール

Claims (13)

1. 一端および他端がそれぞれ光ファイバに接続される光ファイバ片と、
   前記光ファイバ片を挿入して保持する貫通穴および前記光ファイバ片の外周に向けて貫通する導光穴を有するファイバ保持部と、
   前記ファイバ保持部における前記導光穴の開口部の周囲に接続され、前記導光穴を介して導かれる前記光ファイバ片からの漏れ光を光電変換する受光素子を有する受光部とを備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
2. 請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
   前記ファイバ保持部における前記光ファイバ片の延在方向の両端側にそれぞれ配置され、前記光ファイバに取り付けられたコネクタを接続するアダプタを備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
3. 請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
   前記光ファイバ片は、前記導光穴の軸長上で互いに突き合わせられた第１光ファイバ片および第２光ファイバ片とで構成され、
   前記１および第２光ファイバ片の互いに対向する端面の少なくとも一方は、前記導光穴に向けて傾けて形成されていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
4. 請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
   前記ファイバ保持部に前記光ファイバ片を挟んで前記導光穴と反対側に形成され、前記導光穴の軸長方向に貫通する調整穴と、
   前記調整穴に挿入され、先端部で前記光ファイバ片を前記導光穴に向けて押圧する押圧部材とを備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
5. 請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
   前記受光部の前記開口部側に配置され、前記導光穴を介して導かれる漏れ光のうち、所定の波長帯の光のみを透過するフィルタを備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
6. 請求項５記載の光パワーモニタ装置において、
   前記ファイバ保持部は、複数の前記導光穴を備え、
   前記受光部は、前記導光穴の前記開口部にそれぞれ接続され、
   前記受光部にそれぞれ配置される前記フィルタの透過特性は、互いに相違することを特徴とする光パワーモニタ装置。
7. 請求項６記載の光パワーモニタ装置において、
   前記複数の導光穴は、前記光ファイバ片の横断面方向に沿って放射状に形成され、
   前記光ファイバ片は、前記導光穴の軸長上で互いに突き合わせられた第１光ファイバ片および第２光ファイバ片とで構成され、
   前記第１および第２光ファイバ片の互いに対向する端面の少なくとも一方は、円錐状に形成されていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
8. 請求項６記載の光パワーモニタ装置において、
   前記ファイバ保持部における前記光ファイバ片を挟んで前記導光穴と反対側にそれぞれ形成され、前記導光穴の軸長方向に貫通する複数の調整穴と、
   前記調整穴にそれぞれ挿入され、先端部で前記光ファイバ片を前記導光穴に向けて押圧する複数の押圧部材とを備え、
   前記複数の導光穴は、前記光ファイバ片の軸長方向に沿って形成されていることを特徴
   とする光パワーモニタ装置。
9. 請求項４または請求項８記載の光パワーモニタ装置において、
   前記押圧部材は、前記調整穴に挿入される外周に雄ねじ部を備え、
   前記調整穴は、前記雄ねじ部が螺合される雌ねじ部を備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
10. 請求項５記載の光パワーモニタ装置において、
    前記受光部は、前記ファイバ保持部に着脱自在に接続されていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
11. 請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
    前記ファイバ保持部と前記受光部との間に、前記導光穴から前記受光部に導かれる漏れ光の光量を調整する絞り部を備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
12. 請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
    前記受光部は、
    前記受光素子の光電変換により生成される電気信号を増幅する増幅器と、
    前記増幅器に接続され、増幅器の利得を調整する調整信号を受ける外部端子とを備えていることを特徴とする光パワーモニタ装置。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか１項記載の光パワーモニタ装置と、
    半導体レーザと、
    前記半導体レーザと前記光パワーモニタ装置の前記光ファイバ片の一端とを接続する光ファイバと、
    前記受光部の前記受光素子の光電変換により生成される電気信号を受け、この信号量に応じて、前記半導体レーザの出力パワーを一定に調整するための制御信号を前記半導体レーザに出力する制御回路とを備えていることを特徴とする光通信モジュール。

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