JP2009151106A - 一芯双方向光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】小型化できるとともに、光クロストーク劣化を抑制できること。
【解決手段】一芯双方向光デバイス１００は、一本の光ファイバ１０３の端部に設けられ、光ファイバ１０３に対して光を入射させる送信部１０１と、光ファイバ１０３の光を受光する受光素子１０２とを有する。波長合分波カプラ１０４は、光ファイバに対し入射および出射される光の光軸Ａ上に設けられ、内部に光を波長別に一方と他方に分離させる波長分離膜１２０を有する。送信部１０１は、この波長合分波カプラ１０４により一方に分離された光の方向上に設けられる。受光素子１０２は、波長合分波カプラ１０４により他方に分離された光の方向上に設けられる。そして、波長合分波カプラ１０４は、受光素子１０２の受光面１０２ａ上に直接配置される。
【選択図】図１

Description

この発明は、一本の光ファイバの終端に接続され、光ファイバに対する送信と受信を行う一芯双方向光デバイスに関し、特に、小型化と受信特性の向上を図った一芯双方向光デバイスに関する。

一本の光ファイバの終端に接続される一芯双方向光デバイスは光トランシーバーや光モジュールに適用されている。このような光トランシーバーや光デバイスは、ＳＦＰ（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）で規定された形態への移行が進んでいる。一芯双方向光デバイスも、対応する小型化のために、高密度実装が主流になってきている。

図１０は、従来の一芯双方向光デバイスの構造を示す側断面図である。この図の一芯双方向光デバイス２０００は、送信部２００１と受信部２００２と、光ファイバ２００３と、波長分離膜付のプリズム２００４とを一つの筐体２００５に組み込んで構成したものである。波長分離膜付のプリズム２００４は、光ファイバ２００３の端面に固定されている。プリズム２００４内部の波長分離膜２００４ａは、ある波長λ１の光は透過させ、別の波長λ２の光は反射させる。

送信部２００１は、発光素子２０１０であるレーザーダイオード（ＬＤ）から出射される波長λ１の送信光をレンズ２０１１により集光して光ファイバ２００３に結合させ、図示しない光コネクタを介して外部へ送信する。一方、受信部２００２は、外部より送信されてきた波長λ２の受信光が光ファイバ２００３を介して、フェルール２００３ａ先端に設けられた波長分離膜付のプリズム２００４内部の波長分離膜２００４ａによって分波および反射され、レンズ２０２１により受光素子２０２２であるフォトダイオード（ＰＤ）受光面へと集光させる。このような一芯双方向光デバイス２０００によれば、異なる複数の波長λ１，λ２の送受信光を一本の光ファイバ２００３で伝送させることができる（たとえば、下記特許文献１参照。）。

特開２０００−１８０６７１号公報

しかしながら、上記従来の構造では、小型化が困難であるとともに、および光クロストーク劣化が生じるという問題があった。まず、上記の構成の受信部２００２は、レンズ２０２１を有しており、光学系上、光ファイバ２００３からの光を結合させるための焦点距離を設けるために、このレンズ２０２１を設けた分（レンズ２０２１による凸部）、図の高さ方向の寸法が大きくなり、筐体２００５を小型化することができなかった。

図１１は、光クロストーク発生の原因を説明するための図である。また、上記の構成では、プリズム２００４と受信部２００２のレンズ２０２１との間に空間を有するため、送信部２００１からの出射光のうち光ファイバ２００３に結合しない成分の光（迷光、図中点線）が、受信部２００２の受光素子２０２２に漏れ込みで検出され、受信部２００２の受信特性を劣化させる現象（光クロストーク劣化）が生じる場合があった。この光クロストークは、送信部２００１（発光素子２０１０）と、受信部２００２（受光素子２０２２）の位置関係に大きく影響を受けるものであり、送信部２００１と受信部２０２２との位置関係が近づけば近づくほどその影響は大きくなる。したがって、従来構成では、小型化と光クロストーク劣化の抑制とを同時解決することができなかった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、小型化できるとともに、光クロストーク劣化を抑制できる一芯双方向光デバイスを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この一芯双方向光デバイスは、一本の光ファイバの終端に設けられ、当該光ファイバに対して光を入射させる発光素子と、当該光ファイバの光を受光する受光素子とを有する一芯双方向光デバイスにおいて、前記光ファイバに対し入射および出射される光の光軸上に設けられ、内部に光を波長別に一方と他方に分離させる波長分離膜を有する波長合分波カプラと、前記波長合分波カプラにより一方に分離された光の方向上に設けられる前記発光素子と、前記波長合分波カプラにより他方に分離された光の方向上に設けられる前記受光素子とを備え、前記波長合分波カプラは、前記受光素子の受光面上に直接配置されたことを要件とする。

この一芯双方向光デバイスによれば、波長合分波カプラは、光を波長別に異なる方向に分離させる。この波長合分波カプラは、受光素子の受光面上に直接配置されるため、受光素子は、分離された光のうち受光する波長の光だけを受光することができ、送信する光による光クロストーク劣化を抑制できるようになる。

この一芯双方向光デバイスによれば、小型化できるとともに、光クロストーク劣化を抑制できるという効果を奏する。

（実施の形態１）
以下に添付図面を参照して、この一芯双方向光デバイスの好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一芯双方向光デバイスの構造を示す側断面図である。この一芯双方向光デバイス１００は、送信部１０１と、受光素子１０２と、光ファイバ１０３と、波長合分波カプラ１０４とが筐体１０５に収容されてなる。

この一芯双方向光デバイス１００は、光ファイバ加入者通信網における光ファイバ１０３の端部（終端）に配置される局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、あるいは、加入者端末装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）等の光トランシーバーに適用することができる。

送信部１０１は、内部に発光素子としてのレーザーダイオード（ＬＤ）を有するパッケージであり、所定の波長λ１の光をレンズ１１１を介して出射させる。この波長λ１の送信光は、光軸Ａ方向の光ファイバ１０３に向けて出射される。この光軸Ａ上には、波長合分波カプラ１０４が設けられている。

また、受光素子１０２は、受光面１０２ａが光軸Ａに対し直交する方向に面して設けられている。この受光素子１０２は、所定の波長λ２の光を受光する。ここで、送信部１０１の送信光の波長λ１と、受光素子１０２の受信光の波長λ２とは、異なる波長に設定されている。

この受光素子１０２の受光面１０２ａ上には、波長合分波カプラ１０４が設けられている。この波長合分波カプラ１０４は、立方体形状のプリズムで構成されている。そして、内部には光軸Ａに対して４５°の角度で傾斜する波長分離膜１２０が設けられている。この波長分離膜１２０は、ある波長の光は透過させ、異なる波長の光は反射させる波長分離特性を有している。図１の構成例では、光軸Ａ上の送信光の波長λ１は透過させ、受信光の波長λ２は反射させて異なる方向に導く。これにより、光ファイバ１０３から出射された波長λ２の受信光は、波長合分波カプラ１０４の波長分離膜１２０により光軸Ａと直交する受光素子１０２の受光面１０２ａ方向に反射され、受光素子１０２により検出される。

この波長合分波カプラ１０４には、受光素子１０２に接合される面（底面）にも波長分離膜（第２の波長分離膜）１２１が設けられている。この波長分離膜１２１は、波長分離膜１２０と逆の透過特性を有している。すなわち、波長λ１は反射させ、波長λ２は透過させる特性である。この波長分離膜１２１を受光素子１０２の受光面１０２ａに設けることにより、受光素子１０２に対して所望する波長λ２の受信光のみを受光することができ、波長λ１の送信光の入射をカットできる。

波長分離膜１２０、１２１は、ＳＷＰＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、ローパスフィルターともいう）、もしくはＬＷＰＦ（Ｌｏｎｇ Ｗａｖｅ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、ハイパスフィルターともいう）で構成することができる。たとえば、波長分離膜１２０については、送信光の波長λ１が１．４９μｍ、受信光の波長λ２が１．３μｍとする。この場合、送信光の波長λ１は透過させ、受信光の波長λ２は反射させるＬＷＰＦで構成する。そして、波長分離膜１２１については、送信光の波長λ１は反射させ、受信光の波長λ２は透過させるＳＷＰＦで構成する。

上記構成によれば、受光部（受光素子１０２への入射経路上）にレンズを用いていない。このようにレンズを用いずに受光素子１０２の受光面１０２ａ上に直接、波長合分波カプラ１０４を搭載する構成とすれば、従来の如くレンズ（光学系）を設けた場合におけるレンズの焦点距離を考慮する必要がなくなる。また、受光部は受光素子１０２だけで構成でき、レンズを不要にできるからこのレンズの高さ分だけ小型化できるようになる。

また、上記の構成によれば、受光素子１０２上に直接、波長合分波カプラ１０４を搭載するため、送信部１０１から出射される波長λ１の送信光の一部（迷光）が入り込む隙間をなくすことができる。加えて、波長合分波カプラ１０４の下面には、受信光の波長λ２のみを通す波長分離膜１２１を設けている。したがって、仮に、波長λ１の迷光が存在した場合であっても、受光素子１０２の受光面１０２ａに対して入射する光は、この波長分離膜１２１を通過するため、この波長分離膜１２１により、波長λ２の受信光以外の波長はカットされる。これにより、波長λ２の受信光に対する波長λ１の送信光が混入して生じる光クロストークの発生自体を抑制できるようになる。以上の構成により、一芯双方向光デバイス１００の小型化と、光クロストーク劣化の抑制の両立を実現できる。

上述した送信光の波長λ１と、受信光の波長λ２の組み合わせは、互いに異なる波長であればよいから、たとえば、送信光の波長λ１が１．３μｍのとき、受信光の波長λ２は１．４９μｍ、または１．５５μｍにできる。また、送信光の波長λ１が１．４９μｍのとき、受信光の波長λ２は１．３μｍ、または１．５５μｍにできる。また、送信光の波長λ１が１．５５μｍのとき、受信光の波長λ２は１．３μｍ、または１．４９μｍにできる。

図２は、波長合分波カプラ部分を示す拡大図である。図２に示すように、受光素子１０２の受光面１０２ａ上に、たとえばエポキシ系の光学接着剤を用いて波長合分波カプラ１０４を固着する。そして、光ファイバ１０３の端面１０３ａからの拡散光は、レンズで集光することなく、この拡散光のまま受光面１０２ａで受光する構成とする。なお、光ファイバ１０３の端面１０３ａ付近にはフェルール１０３ｂが設けられ、このフェルール１０３ｂが筐体１０５に固定される構造である。

この図に示すように、波長合分波カプラ１０４の底面に設ける波長分離膜１２１の大きさ（面積）を受光素子１０２の受光面１０２ａの大きさよりも十分大きくすれば、受光素子１０２の受光面１０２ａと、波長分離膜１２１との間に隙間がない状態にできる。これによって、送信部１０１が出射する波長λ１の迷光が筐体１０５内で乱反射してあらゆる角度成分をもったとしても、波長合分波カプラ１０４の波長分離膜１２１は通過することができず、受光素子１０２の受光面１０２ａに入ることを防ぐことができるようになる。

図３は、光ファイバ〜ＰＤ間の距離と、距離別のビーム径の関係を示す図である。光ファイバ〜受光素子（ＰＤ）間の距離Ｌは、光ファイバ１０３の端面１０３ａ〜波長合分波カプラ１０４内部の波長分離膜１２０までの距離Ｌ１と、波長分離膜１２０〜受光面１０２ａまでの距離Ｌ２を加えた長さである（図２参照）。受光面１０２ａの大きさは、図３に示すビーム径以上となる。図３の例では、たとえば、光ファイバ１０３の端面１０３ａ〜受光面１０２ａ間の光学距離が２ｍｍのとき、ビーム径、すなわち受光面１０２ａの大きさはφ０．４ｍｍ程度となる。このとき、波長合分波カプラ１０４の大きさは、正方形状のキューブの１辺が１ｍｍ（□１ｍｍ）程度で実現可能である。

このように、上記構成によれば、従来必要であったレンズの大きさ分と、レンズ〜ＰＤ間の距離、およびレンズを使用した場合必要な光学距離を短くすることが可能となり、デバイスのサイズ（特に図１の高さ方向）を小型化（従来に比して約１／２）することができる。

ところで、上記構成では、波長合分波カプラ１０４と、光ファイバ１０３のフェルール１０３ｂは接着されない構成を例に説明したが、これに限らない。たとえば、図３の関係からみて、波長合分波カプラ１０４内部の光路長（Ｌ１＋Ｌ２）を１ｍｍとし、受光素子１０２の受光面１０２ａの大きさをφ０．２ｍｍ以上とした場合、波長合分波カプラ１０４とフェルール１０３ｂとを互いに接着して構成してもよい。

以上の構成に加えて下記の構成を付加することができる。図４は、波長合分波カプラに反射防止膜を設けた構成を示す図である。図示のように、波長合分波カプラ１０４の面のうち光軸Ａに位置する面、すなわち、波長λ１の送信光が入射する面と、波長λ２の受信光が入射する面には、それぞれＡＲ膜等の反射防止膜１２２を設ける。この反射防止膜１２２を設けることにより、空間を伝搬する光が波長合分波カプラ１０４に入射する際の反射率を低減させて透過率を向上できるようになる。

また、図５は、波長合分波カプラに反射分離膜を設けた構成を示す図である。波長合分波カプラ１０４の面のうち光が入出射しない面、すなわち、図５の上面には、波長合分波カプラ１０４の内部に設けた波長分離膜１２０と同一特性の波長分離膜１２３を設ける。これにより、波長分離膜１２３は、波長合分波カプラ１０４の内部（波長分離膜１２０）から上方に進行した波長λ１の送信光の成分を外部に抜けさせることができるとともに、この波長λ１の送信光が再び波長合分波カプラ１０４の内部に反射し、受光素子１０２に向くことを低減できるようになる。

図４に示した反射防止膜１２２の構成と、図５に示した波長分離膜１２３の構成は、組み合わせて設けることもでき、波長合分波カプラ１０４の特性を向上させることができる。加えて、受光素子１０２における光クロストークの劣化をより抑制できるようになる。

次に、図６は、光ファイバの端面研磨に対応した波長合分波カプラを示す図である。光ファイバ１０３は、端面１０３ａから出射される受信光について、反射戻り光を低減させるために、端面１０３ａを研磨する構成としたものがある。図示のように、光ファイバ１０３の端面１０３ａを、光軸Ａと直交する方向に対し所定角度（図示の例では６°）で研磨して用いることがある。

上記のように光ファイバを端面研磨した構成の場合、上述した実施の形態における波長合分波カプラ１０４をそのまま用いると、この波長合分波カプラ１０４において光ファイバ１０３の端面１０３ａに対向する面の角度は０°であるため、この入出射面の角度と光ファイバ１０３の端面１０３ａの角度とが異なり、角度ロスが生じてファイバの結合効率が悪くなる。特に、波長λ１の送信光が光ファイバ１０３に結合しないと、この波長λ１の送信光は筐体１０５内部における迷光となる。

このため、光ファイバ１０３の端面１０３ａを研磨したものを用いる場合には、波長合分波カプラ１０４についても、光ファイバ１０３の端面１０３ａに対向する面（光入出射面）１０４ａには、同様の所定角度（６°）の角度を有するものを用いる。これにより、光ファイバ１０３の端面１０３ａと波長合分波カプラ１０４の面１０４ａとの角度ロスを最小にして結合効率を向上できる。したがって、筐体１０５内部における波長λ１の送信光の迷光成分を低減させることができ、光クロストークを抑制できるようになる。

図６の構成においても、図４に示した反射防止膜１２２や、図５に示した波長分離膜１２３の一方あるいはこれらを組み合わせて設けてもよい。これにより、波長合分波カプラ１０４の特性を向上させることができる。加えて、波長合分波カプラ１０４と光ファイバ１０３との結合効率が良くなるため、波長λ１の送信光について筐体１０５の内部での迷光成分を低減でき、受光素子１０２における光クロストークの劣化をより抑制できるようになる。

以上説明した実施の形態１によれば、受光素子１０２上に直接、波長分離膜１２０を有する波長合分波カプラ１０４を設けた構成であるため、受信光の光路上にレンズを配置させる必要がなく、レンズが不要となった分相当高さ方向を小型化でき、低コスト化できるようになる。また、波長λ１の送信光の迷光成分は波長分離膜１２１により遮断され受光素子１０２に入射しない構成であるため、光クロストーク劣化を抑制できるようになる。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、筐体に工夫を施し、波長λ１の送信光の迷光を受光素子１０２の方向から逸らして光クロストーク劣化を抑制する構成である。すなわち、筐体１０５によって反射する迷光を意図的に受光素子１０２における光クロストークに有利となる方向に変更する光路変更手段を有する。この実施の形態２の構成では、上述した実施の形態１で説明した波長合分波カプラ１０４を用いる。

受光素子１０２で受光される迷光として最も大きい成分（全体の約９割を占める）は、送信部１０１からの波長λ１の送信光が波長合分波カプラ１０４に設けられた波長分離膜１２０により反射され、波長合分波カプラ１０４の外部に出射されると、筐体１０５内での迷光となる。波長合分波カプラ１０４には、この迷光の波長λ１が受光素子１０２に進入することを遮断する波長分離膜１２１が設けられているが、所定の波長特性を有しているから波長λ１の進入を完全に遮断することはできない。

図７は、迷光の進行方向を変更させる筐体構造の一例を示す図である。図に示すように、光路変更手段として、筐体１０５の内面に所定の加工を施すことにより、波長λ１の送信光の迷光成分（図中点線）が受光素子１０２に向かわない方向に変更させるように構成する。図７に示す例では、波長合分波カプラ１０４が設けられた位置に向き合って位置する筐体１０５の内面１０５ａ部分に、所定角度θ（たとえば１２０°）の傾斜面１０５ｂを形成したものである。傾斜面１０５ｂは、波長合分波カプラ１０４の上部位置では、光ファイバ１０３の方向に向き傾斜している。傾斜面１０５ｂは、たとえば、筐体１０５の内面１０５ａにこの角度θを有する円錐溝を切削することにより形成できる。

波長合分波カプラ１０４方向から筐体１０５の内面１０５ａ方向に進行した波長λ１の迷光成分は、傾斜面１０５ｂにより、光ファイバ１０３の方向に進行方向が変更され、受光素子１０２の方向から逸らされる。これにより、受光素子１０２の受光面１０２ａに波長λ１の送信光が入射することを低減できる。

以下に、クロストーク値の実測結果を示す。
１．筐体１０５に傾斜面１０５ｂの加工を施さない場合、クロストーク値＝３８．０ｄＢ
２．筐体１０５に図７の傾斜面１０５ｂを加工した場合、クロストーク値＝４９．３ｄＢ
このように、図７に示す傾斜面１０５ｂを設けることにより、約１１ｄＢ性能向上できた。

図８は、迷光の進行方向を変更させる筐体構造の他の例を示す図である。図８に示す例では、波長合分波カプラ１０４が設けられた位置に向き合って位置する筐体１０５の内面１０５ａ部分に、細かな凹凸面１０５ｃを形成したものである。凹凸面１０５ｃは、たとえばバリ取り加工等で用いられるサンドブラスト加工により形成できる。

波長合分波カプラ１０４方向から筐体１０５の内面１０５ａ方向に進行した波長λ１の迷光成分は、凹凸面１０５ｃにより乱反射されるため、受光素子１０２の方向に向かう波長λ１の迷光の成分を低減できる。

以下に、クロストーク値の実測結果を示す。
１．筐体１０５に凹凸面１０５ｃの加工を施さない場合、クロストーク値＝４０．５ｄＢ
２．筐体１０５に図８の凹凸面１０５ｃを加工した場合、クロストーク値＝４５．９ｄＢ
このように、凹凸面１０５ｃを設けることにより、約５ｄＢ性能向上できた。

図９−１は、迷光の進行方向を変更させる筐体構造の他の例を示す図である。また、図９−２は、図９−１の断面図である。これらの図の筐体１０５は、鋳型で製造する。この製造時には、光軸Ａに沿って筐体１０５内部に抜き型９００を入れておく。この抜き型９００は、略円筒形状の外周面に凹凸部９００ａを形成したものを用いる。これにより、図９−２に示すように、抜き型９００を取り除いた後の筐体１０５内部には、この抜き型９００の凹凸部９００ａの形状に対応した凹凸面１０５ｄが形成される。また、筐体１０５の下面から、受光素子１０２を取り付けるための開口部１０５ｅをドリル等で形成する。

この筐体１０５の内部には、不図示であるが上述した送信部１０１、受光素子１０２、光ファイバ１０３、波長合分波カプラ１０４が設けられる。このような構成によっても、波長合分波カプラ１０４方向から筐体１０５の内面１０５ａ方向に進行した波長λ１の迷光成分は、凹凸面１０５ｄにより乱反射されるため、受光素子１０２の方向に向かう波長λ１の迷光の成分を低減できる。これにより、光クロストーク劣化を抑制できるようになる。

以上説明したような筐体１０５に加工を施す構成は、上記例に限らない、たとえば図７に示した傾斜面１０５ｂに、図８に示した凹凸面１０５ｃを加工する構成としてもよい。加えて、筐体１０５の内面１０５ａには、光の反射を低減させる黒色等の塗装加工をさらに施してもよい。

また、以上説明した実施の形態において、実施の形態２の構成のいずれかは、実施の形態１の各構成のいずれかと任意に組み合わせることができる。これにより、実施の形態１の構成により得られる光クロストーク劣化に対する抑制の度合いを、実施の形態２の構成によってより高めることができるようになる。すなわち、実施の形態１において説明した波長合分波カプラ１０４は波長分離膜１２１を有して波長λ１の迷光が受光素子１０２に進入することを防ぐが完全に遮断することはできない。しかし、実施の形態２に示したように波長λ１の迷光の進行方向自体を受光素子１０２から逸らすことにより、迷光の主成分そのものが受光素子１０２方向に向かうことを防ぐことができ、波長分離膜１２１が有する波長λ１の遮断の特性以上に光クロストークによる受信特性の劣化を低減させることができるようになる。

そして、本発明によれば、小型化と光クロストーク劣化の抑制という相反する課題を解決した一芯双方向光デバイスを提供できるようになる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）一本の光ファイバの終端に設けられ、当該光ファイバに対して光を入射させる発光素子と、当該光ファイバの光を受光する受光素子とを有する一芯双方向光デバイスにおいて、
前記光ファイバに対し入射および出射される光の光軸上に設けられ、内部に光を波長別に一方と他方に分離させる波長分離膜を有する波長合分波カプラと、
前記波長合分波カプラにより一方に分離された光の方向上に設けられる前記発光素子と、
前記波長合分波カプラにより他方に分離された光の方向上に設けられる前記受光素子とを備え、
前記波長合分波カプラは、前記受光素子の受光面上に直接配置されたことを特徴とする一芯双方向光デバイス。

（付記２）前記光軸上に前記発光素子が設けられ、
前記光軸と直交する方向に前記受光素子が設けられ、
前記波長合分波カプラに設けられた前記波長分離膜は、前記発光素子から出射された第１波長の光を前記光ファイバ側に透過させ、前記光ファイバから出射された第２波長の光は前記受光素子側に反射させる波長特性を有することを特徴とする付記１に記載の一芯双方向光デバイス。

（付記３）前記波長合分波カプラには、前記受光素子の受光面と接する面に、前記発光素子から出射された第１波長の光を遮断し、前記光ファイバから出射された第２波長の光を前記受光素子側に透過させる波長特性を有する第２の波長分離膜が設けられたことを特徴とする付記１または２に記載の一芯双方向光デバイス。

（付記４）前記光ファイバの終端の端面と前記波長合分波カプラとの間は所定長さの空間が設けられ、前記受光素子の受光面の大きさは、前記光ファイバの端面から前記波長合分波カプラにより反射されて前記受光素子に至るまでの光学長さに対応することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。

（付記５）前記波長合分波カプラは、キューブ型波長合分波カプラであり、前記波長分離膜は、キューブ型波長合分波カプラの内部に前記光軸に対して４５°の角度を有して形成されたことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。

（付記６）前記波長合分波カプラは、前記光軸上に位置する面に反射防止膜が設けられたことを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。

（付記７）前記波長合分波カプラの前記受光素子が取り付けられる面と逆の面には、内部に設けられる前記反射防止膜と同様の波長特性を有する反射防止膜が設けられたことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。

（付記８）前記光ファイバの端面が所定角度の斜め形状である場合、前記波長合分波カプラは、前記光ファイバ側に向く面が前記光ファイバの端面と同様に所定角度の斜め形状とされたことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。

（付記９）前記所定角度は、光軸と直交する方向に対して６°であることを特徴とする付記７に記載の一芯双方向光デバイス。

（付記１０）さらに前記各部を収容する筐体を備え、
当該筐体は、内部空間の面には、前記発光素子から出射された光の一部を前記受光素子と異なる方向に逸らす光路変更手段が設けられたことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。

（付記１１）前記光路変更手段は、前記波長合分波カプラが設けられた位置に向き位置する前記筐体の内面に、光の反射方向を変更させる所定角度の傾斜面を形成したことを特徴とする付記１０に記載の一芯双方向光デバイス。

（付記１２）前記光路変更手段は、前記筐体の内面に、光を散乱させる凹凸面を形成したことを特徴とする付記１０に記載の一芯双方向光デバイス。

以上のように、一芯双方向光デバイスは、一本の光ファイバを介して送信および受信を行う光トランシーバーに有用であり、特に、光ファイバ加入者通信網における局側装置（ＯＬＴ）あるいは、加入者端末装置（ＯＮＵ）に適している。

本発明の一芯双方向光デバイスの構造を示す側断面図である。 波長合分波カプラ部分を示す拡大図である。 光ファイバ〜ＰＤ間の距離と、距離別のビーム径の関係を示す図である。 波長合分波カプラに反射防止膜を設けた構成を示す図である。 波長合分波カプラに反射分離膜を設けた構成を示す図である。 光ファイバの端面研磨に対応した波長合分波カプラを示す図である。 迷光の進行方向を変更させる筐体構造の一例を示す図である。 迷光の進行方向を変更させる筐体構造の他の例を示す図である。 迷光の進行方向を変更させる筐体構造の他の例を示す図である。 図９−１の断面図である。 従来の一芯双方向光デバイスの構造を示す側断面図である。 光クロストーク発生の原因を説明するための図である。

符号の説明

１００ 一芯双方向光デバイス
１０１ 送信部
１０２ 受光素子
１０２ａ 受光面
１０３ 光ファイバ
１０３ａ 端面
１０３ｂ フェルール
１０４ 波長合分波カプラ
１０５ 筐体
１０５ａ 内面
１０５ｂ 傾斜面
１０５ｃ 凹凸面
１０５ｅ 開口部
１０５ｄ 凹凸面
１２０ 波長分離膜
１２１ 波長分離膜（第２の波長分離膜）
１２２ 反射防止膜
１２３ 波長分離膜
Ａ 光軸

Claims (5)

1. 一本の光ファイバの終端に設けられ、当該光ファイバに対して光を入射させる発光素子と、当該光ファイバの光を受光する受光素子とを有する一芯双方向光デバイスにおいて、
   前記光ファイバに対し入射および出射される光の光軸上に設けられ、内部に光を波長別に一方と他方に分離させる波長分離膜を有する波長合分波カプラと、
   前記波長合分波カプラにより一方に分離された光の方向上に設けられる前記発光素子と、
   前記波長合分波カプラにより他方に分離された光の方向上に設けられる前記受光素子とを備え、
   前記波長合分波カプラは、前記受光素子の受光面上に直接配置されたことを特徴とする一芯双方向光デバイス。
2. 前記光軸上に前記発光素子が設けられ、
   前記光軸と直交する方向に前記受光素子が設けられ、
   前記波長合分波カプラに設けられた前記波長分離膜は、前記発光素子から出射された第１波長の光を前記光ファイバ側に透過させ、前記光ファイバから出射された第２波長の光は前記受光素子側に反射させる波長特性を有することを特徴とする請求項１に記載の一芯双方向光デバイス。
3. 前記波長合分波カプラには、前記受光素子の受光面と接する面に、前記発光素子から出射された第１波長の光を遮断し、前記光ファイバから出射された第２波長の光を前記受光素子側に透過させる波長特性を有する第２の波長分離膜が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の一芯双方向光デバイス。
4. さらに前記各部を収容する筐体を備え、
   当該筐体は、内部空間の面には、前記発光素子から出射された光の一部を前記受光素子と異なる方向に逸らす光路変更手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の一芯双方向光デバイス。
5. 前記光路変更手段は、前記波長合分波カプラが設けられた位置に向き位置する前記筐体の内面に、光の反射方向を変更させる所定角度の傾斜面を形成したことを特徴とする請求項４に記載の一芯双方向光デバイス。

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