JP2005345674A - Optical composite module and light wavelength multiplexed transmission system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複数の情報信号などを光波長多重伝送する光波長多重伝送システムに関するものであり、また、これに使用する光複合モジュールに関し、より限定的には光分波/合波機能および受発光素子と光ファイバとの結合機能を有する光複合モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical wavelength division multiplexing transmission system for optical wavelength division multiplexing transmission of a plurality of information signals and the like, and more particularly to an optical composite module used therefor, and more specifically, an optical demultiplexing / multiplexing function and light receiving and emitting. The present invention relates to an optical composite module having a function of coupling an element and an optical fiber.
光ファイバ伝送容量拡大のため、異なる波長の光信号を波長多重して伝送する光波長多重伝送システムが用いられている。光波長多重伝送システムの中には、親局装置と複数の子局装置を光ファイバでリング状に縦続接続するシステムがあった(例えば、特許文献1参照)。図9は、前記特許文献1に記載された従来の光波長多重伝送システムを示すものである。また、図10は、記特許文献1に記載された従来の光波長多重伝送システムの分波/合波部を示すものである。 In order to expand the optical fiber transmission capacity, an optical wavelength division multiplexing transmission system that transmits optical signals of different wavelengths by wavelength multiplexing is used. Among optical wavelength division multiplex transmission systems, there is a system in which a master station device and a plurality of slave station devices are connected in cascade with an optical fiber (see, for example, Patent Document 1). FIG. 9 shows a conventional optical wavelength division multiplexing transmission system described in Patent Document 1. In FIG. FIG. 10 shows a demultiplexing / multiplexing unit of the conventional optical wavelength division multiplexing transmission system described in Patent Document 1.
図9において、親局装置28と複数の子局装置29〜32は、光ファイバにより縦続接続されていた。子局装置29〜32のそれぞれには、図10の光分波部があった。ファイバ37の光信号はレンズ系41、43と光学フィルタ45により、波長λ1の光信号をファイバ39に分波して受信した。また、ファイバ38から波長λ1の送信信号をレンズ系42、44と光学フィルタ45により合波してファイバ40で送信していた。子局装置29〜32では、光学フィルタの透過波長帯をそれぞれ変え、光波長多重伝送していた。
しかしながら、前記従来の構成では、多数のレンズ系を必要とし、また、図10と別にファイバ39と受光素子を結合する受光モジュール(図に記載無し)や発光素子とファイバ38を結合する発光モジュール(図に記載無し)を必要とするので、構成が複雑になり、低コスト化を阻害する要因になっていた。また、ファイバ39に分波する受信光信号とファイバ38から合波する送信光信号が同じ波長であり、光学フィルタ45の波長λ1における反射率も完全に零にはできないため、ファイバ38からの光信号の一部が光学フィルタで反射してファイバ39と結合するので、近端漏洩が大きくなるという課題も有していた。
However, the conventional configuration requires a large number of lens systems, and a light receiving module (not shown) that couples the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で低コスト化が可能であると共に、近端漏洩を極めて低いレベルに低減できる光複合モジュールと、それを用いた光波長多重伝送システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems. An optical composite module capable of reducing the near-end leakage to an extremely low level and capable of reducing the near-end leakage to a very low level, and an optical wavelength multiplex transmission using the same. The purpose is to provide a system.
前記従来の課題を解決するために、第1の発明の光複合モジュールは、第1の光学フィルタと、前記第1の光学フィルタを挟んで、ほぼ同軸上に配置した第1および第2のレンズと、第1のレンズの焦点面付近に配置した第1および第2の光入出力端と、前記第1および第2のレンズからなるレンズ系による前記第1の光入出力端の結像点付近に設けた受光素子と、前記第1および第2のレンズからなるレンズ系による前記第2の光入出力端の結像点付近に設けた発光素子とを備え、前記第1の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長帯付近を透過する透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射する反射波長帯とする特性を与え、前記第1の光入出力端から出射した前記反射波長帯の光が、前記第1のレンズでほぼ平行光に変換され、前記第1の光学フィルタで反射され、再び前記第1のレンズで集光されて結像する位置に前記第2の光入出力端を配置したことを特徴としている。 In order to solve the above-described conventional problems, an optical composite module according to a first aspect of the present invention includes a first optical filter and first and second lenses arranged substantially coaxially with the first optical filter interposed therebetween. And an imaging point of the first light input / output end by a lens system comprising the first and second light input / output ends disposed in the vicinity of the focal plane of the first lens and the first and second lenses A light receiving element provided in the vicinity, and a light emitting element provided in the vicinity of an image forming point of the second light input / output end by the lens system including the first and second lenses, and the first optical filter comprises: The reflected wavelength emitted from the first light input / output end is characterized by providing a transmission wavelength band that transmits in the vicinity of the emission wavelength band of the light emitting element and a reflection wavelength band that reflects a part of the other wavelength band. The band light is converted into substantially parallel light by the first lens, Is reflected by the serial first optical filter is characterized in that again placing the second light input and output ends are condensed in a position to form an image in said first lens.
上記第1の発明によれば、光入出力端と発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化することができる。 According to the first aspect, the coupling function between the light input / output terminal and the light emitting element / light receiving element and the optical multiplexer / demultiplexer can be integrated with a simple configuration.
また、第2の発明の光複合モジュールは、第1の発明に従属する発明であって、前記第1および第2の光入出力端を、互いに第1のレンズの光軸に対してほぼ軸対称な位置に配置したことを特徴としている。 An optical composite module according to a second invention is an invention dependent on the first invention, wherein the first and second light input / output ends are substantially aligned with respect to the optical axis of the first lens. It is characterized by being arranged in a symmetrical position.
上記第2の発明によれば、レンズを容易に位置合わせ固定することができる。 According to the second aspect, the lens can be easily aligned and fixed.
さらに、第3の発明の光複合モジュールは、第1または第2の発明に従属する発明であって、前記第1および第2の光入出力端を、それぞれ第1および第2の光ファイバの端面としたことを特徴としている。 Furthermore, an optical composite module according to a third aspect of the invention is an invention dependent on the first or second aspect, wherein the first and second optical input / output ends are respectively connected to the first and second optical fibers. It features an end face.
上記第3の発明によれば、光ファイバと発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化することができる。 According to the third aspect of the invention, the coupling function of the optical fiber and the light emitting element / light receiving element and the optical multiplexer / demultiplexer can be integrated with a simple configuration.
また、第4の発明の光複合モジュールは、第3の発明に従属する発明であって、前記第1および第2の光ファイバを、互いにほぼ平行に配置したことを特徴としている。 An optical composite module according to a fourth aspect of the invention is an invention dependent on the third aspect of the invention, wherein the first and second optical fibers are arranged substantially parallel to each other.
上記第4の発明によれば、2本の光ファイバの固定が容易になる。 According to the fourth aspect, the two optical fibers can be easily fixed.
さらに、第5の発明の光複合モジュールは、第1から第4のいずれかの発明に従属する発明であって、前記第1および第2のレンズを、収束性ロッドレンズとしたことを特徴としている。 The optical composite module according to a fifth aspect of the present invention is an invention dependent on any one of the first to fourth aspects, wherein the first and second lenses are convergent rod lenses. Yes.
上記第5の発明によれば、レンズと他の光学部品との固定を容易にすることができる。 According to the fifth aspect, it is possible to easily fix the lens and another optical component.
また、第6の発明の光複合モジュールは、第5の発明に従属する発明であって、前記第1および第2のレンズと、前記第1の光学フィルタを、ほぼ密着して配置したことを特徴としている。 An optical composite module according to a sixth invention is an invention dependent on the fifth invention, wherein the first and second lenses and the first optical filter are arranged in close contact with each other. It is a feature.
上記第6の発明によれば、レンズと光学フィルタとの固定を容易にすることができる。 According to the sixth aspect, the lens and the optical filter can be easily fixed.
さらに、第7の発明の光複合モジュールは、第1の光路と、前記第1の光路と直角以外の角度で配置した第1の光学フィルタと、前記第1の光学フィルタに対して前記第1の光路からの反射位置となる位置に設けた第2の光路と、前記第1の光学フィルタに対して前記第1の光路からの透過位置となる位置に設けた受光素子と、前記第1の光学フィルタに対して前記第2の光路からの透過位置となる位置に設けた発光素子と、前記第1の光学フィルタと前記受光素子の間に設けた第2の光学フィルタから成る分波特性を有する光複合部品であって、前記第1の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長を含む特定波長帯を透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射波長帯とする特性とし、前記第2の光学フィルタは、前記第1の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴としている。 Furthermore, the optical composite module according to a seventh aspect of the present invention is the first optical path, the first optical filter disposed at an angle other than a right angle with respect to the first optical path, and the first optical filter with respect to the first optical filter. A second optical path provided at a position that is a reflection position from the first optical path, a light receiving element provided at a position that is a transmission position from the first optical path with respect to the first optical filter, and the first optical path A demultiplexing characteristic comprising a light emitting element provided at a position that is a transmission position from the second optical path with respect to the optical filter, and a second optical filter provided between the first optical filter and the light receiving element. The first optical filter has a characteristic that a specific wavelength band including an emission wavelength of the light emitting element is a transmission wavelength band, and a part of the other wavelength band is a reflection wavelength band, The second optical filter includes the first optical filter. A wavelength band that does not include the emission wavelength of the light emitting element within the transmission wavelength band of the data is a transmission wavelength band, and a wavelength band near the emission wavelength of the light emitting element is a reflection wavelength band or an absorption wavelength band. It is said.
上記第7の発明によれば、発光素子からの送信光信号が受光素子に漏れ込む近端漏洩を低減することができる。 According to the seventh aspect, it is possible to reduce near-end leakage in which a transmission optical signal from the light emitting element leaks into the light receiving element.
また、第8の発明の光複合モジュールは、第1から第6のいずれかの発明に従属する発明であって、前記第2のレンズと前記受光素子の間に第2の光学フィルタを設け、前記第2の光学フィルタは、前記第1の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴としている。 An optical composite module according to an eighth aspect of the invention is an invention dependent on any one of the first to sixth aspects, wherein a second optical filter is provided between the second lens and the light receiving element, The second optical filter has a wavelength band that does not include the emission wavelength of the light emitting element within the transmission wavelength band of the first optical filter as a transmission wavelength band, and a wavelength band near the emission wavelength of the light emitting element is a reflection wavelength. It is characterized by having a band or absorption wavelength band.
上記第8の発明によれば、光入出力端と発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化できると共に、発光素子からの送信光信号が受光素子に漏れ込む近端漏洩を低減することができる。 According to the eighth aspect of the invention, the coupling function between the light input / output terminal and the light emitting element / light receiving element, and the optical multiplexer / demultiplexer can be integrated with a simple configuration, and the transmission light signal from the light emitting element is transmitted to the light receiving element. It is possible to reduce near-end leakage.
さらに、第9の発明の光複合モジュールは、第1から第6のいずれかの発明、または第8の発明に従属する発明であって、前記発光素子と前記受光素子は、同一基材あるいは一体化固定された複数の基材上に実装し、前記基材と前記第2のレンズの間に軸調整部を設けたことを特徴としている。 Furthermore, an optical composite module according to a ninth aspect is the invention according to any one of the first to sixth aspects or the eighth aspect, wherein the light emitting element and the light receiving element are the same base material or an integrated body. It is mounted on a plurality of substrates fixed and fixed, and an axis adjustment section is provided between the substrate and the second lens.
上記第9の発明によれば、発光素子と受光素子を同時に軸合わせすることが可能になり、製作工程を簡略化することができる。 According to the ninth aspect, the light emitting element and the light receiving element can be aligned at the same time, and the manufacturing process can be simplified.
また、第10の発明の光波長多重伝送システムは、第1から第9のいずれかの発明に従属する発明であって、複数の子局装置を順次、伝送用光ファイバで縦続接続する光波長多重伝送システムであり、前記複数の子局装置には、前記第1の光学フィルタの透過波長帯がそれぞれ異なる第1から第9の発明のいずれかの光複合モジュールを用いて、前記伝送用光ファイバで伝送する前記第1の光学フィルタの透過波長帯の光信号を前記受光素子で受信し、前記発光素子からの光信号を前記伝送用の光ファイバで送信することを特徴としている。 An optical wavelength division multiplex transmission system according to a tenth aspect of the invention is an invention dependent on any one of the first to ninth aspects, wherein a plurality of slave station devices are sequentially connected in cascade with a transmission optical fiber. In the multiplex transmission system, the plurality of slave station devices use the optical composite module according to any one of the first to ninth inventions in which the transmission wavelength bands of the first optical filter are different from each other. An optical signal transmitted through a fiber in a transmission wavelength band of the first optical filter is received by the light receiving element, and an optical signal from the light emitting element is transmitted by the transmission optical fiber.
上記第10の発明によれば、光入出力端と発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波器を一体化した簡単な子局装置構成で光波長多重伝送することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, optical wavelength division multiplex transmission can be performed with a simple slave station configuration in which the coupling function between the light input / output terminal and the light emitting element / light receiving element and the optical multiplexer / demultiplexer are integrated.
本発明の光複合モジュールおよびこれを用いる光波長多重伝送システムによれば、簡単な構成で光入出力端と発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波器を一体化して、近端漏洩の少ない光複合モジュールと光波長多重伝送システムを実現することができる。 According to the optical composite module of the present invention and the optical wavelength division multiplexing transmission system using the same, the coupling function between the light input / output terminal and the light emitting element / light receiving element and the optical multiplexer / demultiplexer are integrated with a simple configuration, and the near end It is possible to realize an optical composite module and an optical wavelength multiplexing transmission system with little leakage.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1および図2は、本発明の実施の形態1における光複合モジュール100の斜視断面図および平面断面図である。図1および図2において、第1および第2の収束性ロッドレンズ101および102は、第1の光学フィルタ103を挟むように固定されている。この実施の形態1においては、第1の収束性ロッドレンズは、およそ0.25ピッチとし、第2の収束性ロッドレンズは、0.25ピッチより短く(例えば0.2ピッチ)している。第1の光学フィルタは、第1の特定波長域の光を透過し、第1の特定波長域以外の他の波長域の光を反射する特性に設計しており、例えばガラスなどの透明部材に誘電体多層膜を形成するなどの方法により製作することができる。
(Embodiment 1)
1 and 2 are a perspective sectional view and a plan sectional view of an
第1の収束性ロッドレンズ101側には、第1および第2の光ファイバ104および105が固定されている。一方、第2のロッドレンズ側には受光素子106と発光素子107が固定されている。受光素子106は、例えば半導体受光素子などの、光信号を電気信号に変換する素子である。発光素子107は、例えば半導体レーザ等で、電気信号を光信号に変換する素子である。なお、図1および図2には、第2の光学フィルタ108も図示しているが、これについては後ほど説明する。
First and second
第1および第2の収束性ロッドレンズ101および102は、レンズ固定部材201に固定されている。第1および第2の光ファイバ104および105は、ファイバ固定部材202に固定されている。受光素子106と発光素子107は、それぞれ受光素子台203と発光素子台204に固定され、受光素子台203と発光素子台204が、固定されている。また、光素子ステム205は、光素子固定リング206に固定されている。
The first and second
レンズ固定部材201とファイバ固定部材202は、第1の収束性ロッドレンズ101と第1および第2の光ファイバ104および105との位置調整をし、ファイバ調整部材207を介して固定されている。また、レンズ固定部材201と光素子固定リング206とは、第2の収束性ロッドレンズ102と受光素子106および発光素子107との位置調整をし、光素子調整部材208を介して固定されている。
The
つぎに、構成要素の位置関係について説明する。図1および図2には、二点鎖線により光路を表示している。第1の光ファイバ104から第1の収束性ロッドレンズ101内に放射した光は収束性ロッドレンズでほぼ平行な光に変換され第1の光学フィルタ103に達する。第1の光学フィルタ103では、上述のように第1の特定波長域以外の他の波長域の光が反射される。この反射光は、第1のレンズ端面付近で集光するが、その集光位置付近に第2の光ファイバ105が位置するように、第1の収束性ロッドレンズ101と第1および第2の光ファイバ104および105との位置調整をしている。一方、第1の光学フィルタ103を透過した第1の特定波長域の光は、第2の収束性ロッドレンズ102により、第2の収束性ロッドレンズ102の外部に集光される。この集光位置に受光素子106が固定されている。また、発光素子107は、第1の光学フィルタの第1の透過波長域内の波長で光を放出する。この放出光は、第2の収束性ロッドレンズ102によってほぼ平行光に変換され、第1の光学フィルタ103を透過し、第1の収束性ロッドレンズで第2の光ファイバ105の端面位置に集光されるよう、発光素子107が配置されている。
Next, the positional relationship between the components will be described. In FIG. 1 and FIG. 2, the optical path is indicated by a two-dot chain line. The light emitted from the first
つぎに、本発明の実施の形態1の動作について説明する。図3は、第1の光学フィルタ透過波長域の特性図であり、その例を示している。なお、図3には、第2の光学フィルタ108の透過波長域の特性も図示しているが、これについては後ほど説明する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a characteristic diagram of the first optical filter transmission wavelength region, and shows an example thereof. FIG. 3 also shows the characteristics of the transmission wavelength region of the second
例えば、λ2〜λ5の4つの波長の光を使用する場合について説明する。第1の光学フィルタ103の透過特性は、図3の太い実線で表示しており、λ3とλ4を含む第1の特定波長域を透過域としている。λ2およびλ5を含む、第1の特定波長域以外の波長域の光は反射する。したがって、第1の光ファイバ104に波長λ2、λ3、λ5の光信号が伝送されて第1収束性ロッドレンズ101に放出されると、第1の特定波長域外にあるλ2、λ5の光は第1の光学フィルタ103で反射される。波長λ2、λ5の光は第2の光ファイバ105に入射して第2の光ファイバ105内を伝送されていく。一方、第1の特定波長域内にあるλ3の波長の光は、受光素子106に入射し、電気信号に変換される。この電気信号は、光素子ステム205に設けられた受信端子301を通して外部に取り出される。なお、受光素子106と受信端子301は、ワイヤなどで接続されるが、図示していない。また、発光素子107は、送信端子302から入力された電気信号を波長λ4の光信号に変換し第2の収束性ロッドレンズ102に向かって放出する。この波長λ4の光信号は、第2の光ファイバ105の端面付近で集光して入射し、第2の光ファイバ105内を波長λ2、λ5の光と共に伝送されていく。すなわち、第1の光ファイバ104を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子106で電気信号に変換すると共に、発光素子107に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、光ファイバ105から送出する機能が得られるのである。
For example, a case where light having four wavelengths λ2 to λ5 is used will be described. The transmission characteristics of the first
以上のように、かかる構成によれば、第1および第2の収束性ロッドレンズ101および102を、第1の光学フィルタ103を挟むように設け、第1の収束性ロッドレンズ101側に第1および第2の光ファイバ104および105を設け、第2の収束性ロッドレンズ102側に受光素子106と発光素子107を設けることにより、第1の光ファイバ104を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子106で電気信号に変換すると共に、発光素子107に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、第2の光ファイバ105から送出することが可能となり、簡単な構成で、光ファイバと発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波機能を併せ持つ光複合モジュールを実現することができる。
As described above, according to such a configuration, the first and second
なお、本発明の実施の形態1において、第1および第2の収束性ロッドレンズ101および102がレンズ固定部材201に固定されている構成としたが、これは一つの設計例であって、例えば第1の収束性ロッドレンズ101をレンズ固定部材201に固定し、第1の収束性ロッドレンズ101の端面に第1の光学フィルタ103を介して第2の収束性ロッドレンズ102を固定するなど、細部の設計に本発明が制限されるものではない。
In the first embodiment of the present invention, the first and second
また、本発明の実施の形態1において、第1の光学フィルタ103は、例えばガラスなどの透明部材に誘電体多層膜を形成するなどの方法により製作するとしたが、第1の収束性ロッドレンズ101または第2の収束性ロッドレンズ102の端面に直接、誘電体多層膜を形成するなどの方法で形成することも可能である。
In the first embodiment of the present invention, the first
つぎに、第2の光学フィルタ108について説明する。前述のように、発光素子107から放射された光は、理想的には全てが第1の光学フィルタ103を透過する。しかし、実際には光学フィルタ103の波長λ4における反射率を零にすることは困難で、一部は反射してしまう。この波長λ4の反射光は、λ3の光と同様に受光素子106付近で集光することになる。このため、発光素子107からの送信信号を受光素子106で受信してしまう近端漏洩が発生する。この問題を防止するために第2の光学フィルタ108を設けている。第2の光学フィルタ108は、図3に示した透過特性としており、λ3付近の第2の特定波長域の光を透過する。この第2の特定波長域は、第1の光学フィルタ103の透過域である第1の特定波長域よりも狭く設定している。そして、第2の光学フィルタ108は、第2の特定波長域外のλ4を含む波長域の光を反射あるいは吸収する特性としている。これにより、第1の光学フィルタ103で反射した一部のλ4の光が受光素子106に入射することを防止できる。第2の光学フィルタ108は、第1の光学フィルタ103と同様、例えばガラスなどの透明部材に誘電体多層膜を形成するなどの方法により製作できる。また、やはり第1の光学フィルタ103と同様、第2の収束性ロッドレンズ102の端面に直接、誘電体多層膜を形成するなどの方法で形成することも可能である。
Next, the second
以上のように、本発明の実施の形態1によれば、第2の収束性ロッドレンズ102と受光素子106の間に、第2の光学フィルタ108を設けることにより、発光素子107からの送信信号が受光素子106に漏れ込む近端漏洩を防止できる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the second
なお、本発明の実施の形態1においては、第2の光学フィルタ108を第2の収束性ロッドレンズ102に接近して設定しているが、図4に示した光複合モジュール1100のように、第2の光学フィルタ1108を光素子ステム205に設置した光素子ケース209に第2の光学フィルタ1108を固定するなど、第2の収束性ロッドレンズ102と受光素子106の間の光路上に設けることにより同様の効果が得られる。
In Embodiment 1 of the present invention, the second
また、図1、図2、図4において、第2の光学フィルタ108、1108は、光路とほぼ直角に設置しているが、反射戻り光の防止のために傾けて設置しても良い。
In FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 4, the second
つぎに、受光素子106および発光素子107の位置調整に関して説明する。第1および第2の収束性ロッドレンズ101および102と、第1および第2の光ファイバ104および105を位置調整し固定した後に、受光素子106、発光素子107を位置調整する場合、受光素子106の許容位置精度は、発光素子107の許容位置精度より1桁程度大きい。たとえば、発光素子107の許容位置精度が数μmあるいは1μm以下程度、受光素子106の許容位置精度が数十μm程度という場合が多い。一方、光素子ステム205上の受光素子台203と発光素子台204に受光素子106と発光素子107を実装する場合、受光素子106と発光素子107の間隔は数十μm以内の精度で実装することが可能である。したがって、まず、受光素子106と発光素子107とを、一体化固定された光素子ステム205、受光素子台203、発光素子台204上に数十μm以内の精度で固定しておく。つぎに、第2の光ファイバに入射する発光素子107からの光信号の電力をモニタしながら、第2の収束性ロッドレンズ102との間で位置調整、固定することにより、同時に受光素子106の位置も調整することが可能になる。本発明の実施の形態1においては、第2の収束性ロッドレンズ102を固定したレンズ固定部材201と、光素子ステム205を固定した光素子固定リング206との間で位置調整し、光素子調整部材208で固定することができるのである。
Next, the position adjustment of the
以上のように、かかる構成によれば、受光素子106と発光素子107とを、一体化固定した後、収束性ロッドレンズ102との間で位置調整、固定することにより、受光素子106と発光素子107とを同時に位置調整、固定することが可能になるのである。
As described above, according to such a configuration, after the
また、図5は、本発明の実施の形態1の他の光複合モジュール2100の平面断面図である。図1および図2に示した実施の形態1と異なる主要な点は、第1および第2の収束性ロッドレンズ101および102の代わりに、第1および第2の凸レンズ2101および2102を用いていることである。これに伴い、第1の光学フィルタ2103と第1および第2の凸レンズ2101および2102は、レンズ固定部材2201に固定されており、第2の光学フィルタ2108は第2の凸レンズ2102のレンズ面に設けられている。図1および図2に示した本発明の実施の形態1では、収束性ロッドレンズ101および102を用いたが、図5の構成のように収束性ロッドレンズ以外の凸レンズを用いても、同様の効果が得られる。
FIG. 5 is a plan sectional view of another optical
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2における光複合モジュール4100の斜視図である。また図7は、図6における一点鎖線の面での側面断面図である。図6および図7において、光導波路基板4110は、クラッド4112とコア材により形成したX字型の光導波路4111a〜4111dから構成されている。光導波路基板4110には、光導波路4111a〜4111dが露出した端面に第1および第2の光ファイバ4104,4105と、受光素子4106、発光素子4107が設けられている。また、光導波路基板に4110には、第1の光学フィルタ4103と第2の光学フィルタ4108が、光導波路4111a〜4111dに面するように挿入されている。第1の光学フィルタ4103と第2の光学フィルタ4108は、実施の形態1における第1の光学フィルタ103と第2の光学フィルタ108と同じく、図3に示した特性としている。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a perspective view of the optical
つぎに、本発明の実施の形態2の動作について説明する。第1の光ファイバ4104から、波長λ2、λ3、λ5の光信号が伝送されて第1の光導波路4111aに入射すると、波長λ2、λ5の光は第1の光学フィルタ4103で反射される。波長λ2、λ5の光は光導波路4111bを伝搬し、第2の光ファイバ4105に入射して第2の光ファイバ4105内を伝送されていく。一方、波長λ3の光は、導波路4111cを伝搬して受光素子4106に入射し、電気信号に変換される。また、発光素子4107は、入力された電気信号を波長λ4の光信号に変換し導波路4111dに出射する。この波長λ4の光信号は、導波路4111d、4111bを伝搬し、第2の光ファイバ4105内を波長λ2、λ5の光と共に伝送されていく。すなわち、第1の光ファイバ4104を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子4106で電気信号に変換すると共に、発光素子4107に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、光ファイバ4105から送出する機能が得られるのである。また、第1の光学フィルタ4103は、透過波長域内の光に対する反射率を零にはできないため、発光素子4107からの波長λ4の光信号の一部は第1の光学フィルタ4103で反射され、導波路4111cを伝播することになるが、第2の光学フィルタ4108を設けているため、波長λ4の光信号が受光素子4106に入射することを防止し、近端漏洩を防止することができる。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. When optical signals having wavelengths λ2, λ3, and λ5 are transmitted from the first
以上のように、かかる構成によれば、X字型の光導波路4111a〜4111dの端面に第1および第2の光ファイバ4104、4105と、受光素子4106、発光素子4107を設け、第1の光学フィルタ4103と第2の光学フィルタ4108を、光導波路4111a〜4111dに面するように挿入することにより、第1の光ファイバ4104を伝送してきた光信号の内の一部の波長の光信号を分波して受光素子4106で電気信号に変換すると共に、発光素子4107に加えた電気信号を光信号に変換して合波し、光ファイバ4105から送出することが可能となり、簡単な構成で近端漏洩を抑えて、光ファイバと発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波機能を併せ持つ光複合モジュールを実現することができる。
As described above, according to such a configuration, the first and second
なお、図6において、第2の光学フィルタ4108は、光導波路4111cとほぼ直角に設置しているが、反射戻り光の防止のために傾けて設置しても良い。
In FIG. 6, the second
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における光波長多重伝送システムの構成図である。図8において、光波長多重伝送システム5000の親局装置5301と子局装置5302a〜5302cは光ファイバ5305a〜5305dにより縦続接続している。親局装置5301は、電気信号を異なる波長λ1、λ3、λ5の光信号に変換する3台の電気/光変換器5310〜5312と、λ1、λ3、λ5の光を合波する光合波器5313と、波長λ2、λ4、λ6の波長多重された光信号を波長λ2、λ4、λ6の光信号に分波する光分波器5314と、分波された波長λ2、λ4、λ6の光信号それぞれを電気信号に変換する3台の光/電気変換器5315〜5317とから構成されている。ここで波長λ1〜λ6は、図3に示した波長配置の場合を例として示している。子局装置5302a〜5302cは、それぞれ実施の形態1における光複合モジュール100、1100、2100のいずれかと同じ構成の光複合モジュール5100a〜5100cと、光複合モジュール5100a〜5100cの受光素子からの電気信号を受け取って増幅などを行う光受信回路5321a〜5321cと、光複合モジュール5100a〜5100cに電気信号を入力して発光素子を駆動する光送信回路5322a〜5322cとから構成されている。ただし、光複合モジュール5100a〜5100cは、それぞれ内蔵する光学フィルタの特性が異なっている。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical wavelength division multiplex transmission system according to
光複合モジュール5100aの第1の光学フィルタ103(または2103)は、λ1、λ2を透過波長域に含み、λ3〜λ6を反射波長域に含む特性である。光複合モジュール5100aの第2の光学フィルタ108(または1108または2108)は、λ1を透過波長域に含み、λ2を透過波長域に含まない特性である。
The first optical filter 103 (or 2103) of the optical
光複合モジュール5100bの第1の光学フィルタ103(または2103)は、λ3、λ4を透過波長域に含み、λ1、λ2、λ5、λ6を反射波長域に含む特性である。光複合モジュール5100bの第2の光学フィルタ108(または1108または2108)は、λ3を透過波長域に含み、λ4を透過波長域に含まない特性である。すなわち、光複合モジュール5100bは、図3に示した特性の光学フィルタを備えている。 The first optical filter 103 (or 2103) of the optical composite module 5100b has characteristics that include λ3 and λ4 in the transmission wavelength region and include λ1, λ2, λ5, and λ6 in the reflection wavelength region. The second optical filter 108 (or 1108 or 2108) of the optical composite module 5100b has a characteristic that λ3 is included in the transmission wavelength region and λ4 is not included in the transmission wavelength region. That is, the optical composite module 5100b includes an optical filter having the characteristics shown in FIG.
光複合モジュール5100cの第1の光学フィルタ103(または2103)は、λ5、λ6を透過波長域に含み、λ1〜λ4を反射波長域に含む特性である。光複合モジュール5100aの第2の光学フィルタ108(または1108または2108)は、λ5を透過波長域に含み、λ6を透過波長域に含まない特性である。
The first optical filter 103 (or 2103) of the optical
つぎに、上記構成による実施の形態3の動作を説明する。親局装置5301から、電気/光変換器5310〜5312によって変換された、子局装置5302a〜5302c向けのそれぞれ異なる波長λ1、λ3、λ5の光信号が光合波器5313により合波されて光ファイバ5305aに送出される。子局装置5302aの光複合モジュール5100aが例えば図1に示した光複合モジュール100である場合、光ファイバ5305aは図1の第1の光ファイバ104に、光ファイバ5305bは図1の第2の光ファイバ105に接続されている。したがって、光複合モジュール5100aは、波長λ1、λ3、λ5の光信号の内、子局5302a向けの波長λ1の光信号のみを分波して電気信号に変換し、光受信回路5321aで増幅などを行う。また、子局装置5302aは、親局装置5301向けの信号を光送信回路5322aから光複合モジュール5100aに入力し、波長λ2の光信号に変換して光ファイバ5305bに合波して送出する。したがって、光ファイバ5305bには、子局装置5302aから親局装置5301向けの波長λ1の光信号と、親局装置5301から子局装置5302b、5302c向けのそれぞれλ3、λ5の光信号との波長多重信号が伝送される。子局装置5302b、5302cでも同様に信号の送信、受信が行われ、親局装置5301には、子局装置5302a〜5302cからの波長λ2、λ4、λ6の波長多重光信号が、光ファイバ5305dにより入力される。光分波器5314で、波長λ2、λ4、λ6の光信号に分波し、それぞれ光/電気変換器5315〜5317により、子局装置5302a〜5302cからの信号を電気信号として取り出す。このようにして、親局装置5301と子局装置5302a〜5302cとの間でそれぞれ独立して双方向で信号を伝送できるのである。
Next, the operation of the third embodiment configured as described above will be described. Optical signals of different wavelengths λ1, λ3, and λ5 converted from the
また、子局装置5302a〜5302cに使用する光複合モジュール5100a〜5100cに、図1、図4、図5に示した第2の光学フィルタ108または1108または2108を設けることにより、それぞれ送信信号が受信信号に漏れ込むことを防止でき、近端漏洩の少ない双方向光波長多重伝送が可能になるのである。
Further, by providing the optical
以上のように、本発明の実施の形態3によれば、子局装置5100a〜5100cに光複合モジュール5100a〜5100cを用いることにより、簡単な構成で親局装置と双方向の信号伝送を行う光波長多重伝送システムが実現する。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, by using the optical
また、本発明の実施の形態3によれば、光複合モジュール5100a〜5100cに、第2の光学フィルタ108または1108または2108を設けることにより、近端漏洩の少ない双方向の光波長多重伝送システムが実現する。
Further, according to
本発明にかかる光複合モジュールは、光入出力端と発光素子/受光素子との結合機能、および光合分波器を簡単な構成で一体化することができ、また、近端漏洩も低く抑えられ、複数の光信号を波長多重伝送する光伝送システム等の用途として有用である。また、この光複合モジュールを用いた光波長多重伝送システムは、簡単な構成で近端漏洩を抑えて複数の光信号を波長多重伝送でき、データ伝送、映像伝送、音声信号伝送など、情報伝送システム等の用途に応用できる。 In the optical composite module according to the present invention, the coupling function of the light input / output terminal and the light emitting element / light receiving element, and the optical multiplexer / demultiplexer can be integrated with a simple configuration, and the near-end leakage can be suppressed low. It is useful for applications such as an optical transmission system for wavelength-multiplexing transmission of a plurality of optical signals. In addition, the optical wavelength division multiplexing transmission system using this optical composite module is capable of wavelength multiplexing transmission of a plurality of optical signals with a simple configuration and suppressing near-end leakage, and information transmission systems such as data transmission, video transmission, and audio signal transmission. It can be applied to other uses.
100 光複合モジュール
101 第1の収束性ロッドレンズ
102 第2の収束性ロッドレンズ
103 第1の光学フィルタ
104 第1の光ファイバ
105 第2の光ファイバ
106 受光素子
107 発光素子
108 第2の光学フィルタ
201 レンズ固定部材
202 ファイバ固定部材
203 受光素子台
204 発光素子台
205 光素子ステム
206 光素子固定リング
207 ファイバ調整部材
208 光素子調整部材
301 受信端子
302 送信端子
1100 光複合モジュール
1108 第2の光学フィルタ
2100 光複合モジュール
2101 第1の凸レンズ
2102 第2の凸レンズ
2103 第1の光学フィルタ
2108 第2の光学フィルタ
2201 レンズ固定部材
4100 光複合モジュール
4103 第1の光学フィルタ
4104 第1の光ファイバ
4105 第2の光ファイバ
4106 受光素子
4107 発光素子
4108 第2の光学フィルタ
4110 光導波路基板
4111a,4111b,4111c,4111d 光導波路
4112 クラッド
5000 光波長多重伝送システム
5100a,5100b,5100c 光複合モジュール
5301 親局装置
5302a,5302b,5302c 子局装置
5305a,5305b,5305c,5305d 光ファイバ
5310,5311,5312 電気/光変換器
5313 光合波器
5314 光分波器
5315,5316,5317 光/電気変換器
5321a,5321b,5321c 光受信回路
5322a,5322b,5322c 光送信回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1の光学フィルタを挟んで、ほぼ同軸上に配置した第1および第2のレンズと、
第1のレンズの焦点面付近に配置した第1および第2の光入出力端と、
前記第1および第2のレンズからなるレンズ系による前記第1の光入出力端の結像点付近に設けた受光素子と、
前記第1および第2のレンズからなるレンズ系による前記第2の光入出力端の結像点付近に設けた発光素子とを備え、
前記第1の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長帯付近を透過する透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射する反射波長帯とする特性を与え、
前記第1の光入出力端から出射した前記反射波長帯の光が、前記第1のレンズでほぼ平行光に変換され、前記第1の光学フィルタで反射され、再び前記第1のレンズで集光されて結像する位置に前記第2の光入出力端を配置した光複合モジュール。 A first optical filter;
First and second lenses disposed substantially coaxially with the first optical filter interposed therebetween;
First and second light input / output terminals disposed near the focal plane of the first lens;
A light receiving element provided in the vicinity of an imaging point of the first light input / output end by a lens system including the first and second lenses;
A light emitting element provided in the vicinity of an image forming point of the second light input / output end by a lens system including the first and second lenses,
The first optical filter has a characteristic of a transmission wavelength band that transmits near the emission wavelength band of the light emitting element, and a reflection wavelength band that reflects a part of the other wavelength band,
The reflected wavelength band light emitted from the first light input / output end is converted into substantially parallel light by the first lens, reflected by the first optical filter, and collected again by the first lens. An optical composite module in which the second light input / output end is disposed at a position where the light is imaged.
請求項1に記載の光複合モジュール。 The first and second light input / output ends are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the optical axis of the first lens.
The optical composite module according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の光複合モジュール。 The first and second light input / output ends are the end faces of the first and second optical fibers, respectively.
The optical composite module according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の光複合モジュール。 The first and second optical fibers are arranged substantially parallel to each other;
The optical composite module according to claim 3.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光複合モジュール。 The first and second lenses are convergent rod lenses,
The optical composite module according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の光複合モジュール。 The first and second lenses and the first optical filter are arranged in close contact with each other.
The optical composite module according to claim 5.
前記第1の光路と直角以外の角度で配置した第1の光学フィルタと、
前記第1の光学フィルタに対して前記第1の光路からの反射位置となる位置に設けた第2の光路と、
前記第1の光学フィルタに対して前記第1の光路からの透過位置となる位置に設けた受光素子と、
前記第1の光学フィルタに対して前記第2の光路からの透過位置となる位置に設けた発光素子と、
前記第1の光学フィルタと前記受光素子の間に設けた第2の光学フィルタ
から成る分波特性を有する光複合部品であって、
前記第1の光学フィルタは、前記発光素子の発光波長を含む特定波長帯を透過波長帯とし、その他の波長帯の一部を反射波長帯とする特性とし、
前記第2の光学フィルタは、前記第1の光学フィルタの透過波長帯内の前記発光素子の発光波長を含まない波長帯を透過波長帯とし、前記発光素子の発光波長付近の波長帯を反射波長帯または吸収波長帯とする特性としたことを特徴とする光複合モジュール。 A first optical path;
A first optical filter disposed at an angle other than a right angle to the first optical path;
A second optical path provided at a position to be a reflection position from the first optical path with respect to the first optical filter;
A light receiving element provided at a position to be a transmission position from the first optical path with respect to the first optical filter;
A light emitting element provided at a position to be a transmission position from the second optical path with respect to the first optical filter;
An optical composite part having a demultiplexing characteristic composed of a second optical filter provided between the first optical filter and the light receiving element,
The first optical filter has a characteristic that a specific wavelength band including an emission wavelength of the light emitting element is a transmission wavelength band, and a part of other wavelength bands is a reflection wavelength band,
The second optical filter has a wavelength band that does not include the emission wavelength of the light emitting element within the transmission wavelength band of the first optical filter as a transmission wavelength band, and a wavelength band near the emission wavelength of the light emitting element is a reflection wavelength. An optical composite module characterized by having a band or absorption wavelength band.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光複合モジュール。 A second optical filter is provided between the second lens and the light receiving element, and the second optical filter does not include a light emission wavelength of the light emitting element within a transmission wavelength band of the first optical filter. 7. The characteristic according to claim 1, wherein a band is a transmission wavelength band, and a wavelength band near the emission wavelength of the light emitting element is a reflection wavelength band or an absorption wavelength band. Optical composite module.
請求項1から請求項6のいずれか一項、または請求項8に記載の光複合モジュール。 The light emitting element and the light receiving element are mounted on the same base material or a plurality of integrally fixed base materials, and an axis adjustment unit is provided between the base material and the second lens.
The optical composite module according to claim 1, or the optical composite module according to claim 8.
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JP2010237337A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Seikei Gakuen | Optical multiplexer/demultiplexer |
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- 2004-06-02 JP JP2004164201A patent/JP2005345674A/en active Pending
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