JP2014017451A - Optical transmission system and surface-emitting semiconductor laser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光伝送システム及び面発光型半導体レーザに関する。 The present invention relates to an optical transmission system and a surface emitting semiconductor laser.
伝送される情報量の増加に伴い、高速大容量伝送が可能な光ファイバを用いた光伝送が主流になってきている。その中で、さらに信号密度を向上させため、1本のファイバ内に複数のコアを有するマルチコア光ファイバが開発されており、今後、情報伝送の主流になると考えられている。 As the amount of information transmitted increases, optical transmission using optical fibers capable of high-speed and large-capacity transmission has become mainstream. Among them, in order to further improve the signal density, a multi-core optical fiber having a plurality of cores in one fiber has been developed, and is considered to become the mainstream of information transmission in the future.
上記光伝送には、複数の発光部を備えた発光素子を用いることになるが、光伝送システムにおける故障個所を特定することが必要になってくる。故障個所を特定する技術として、従来、面発光型半導体レーザの光量モニター装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For the optical transmission, a light emitting element including a plurality of light emitting units is used. However, it is necessary to specify a fault location in the optical transmission system. As a technique for identifying a failure location, a light quantity monitoring device for a surface emitting semiconductor laser has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この光量モニター装置は、面発光型半導体レーザに固定されて、面発光型半導体レーザから出射するレーザビームを一部モニター光として分岐させるビームスプリッタと、ビームスプリッタによって分岐されたモニター光を検出する光検出器とを備える。 This light quantity monitoring device is fixed to a surface emitting semiconductor laser and splits a laser beam emitted from the surface emitting semiconductor laser as a part of monitor light, and light for detecting monitor light branched by the beam splitter. And a detector.
本発明の目的は、光信号を分岐する光学素子を用いない構成で故障個所の特定が可能な光伝送システム及び面発光型半導体レーザを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical transmission system and a surface emitting semiconductor laser that can identify a failure location without using an optical element that branches an optical signal.
本発明の一態様として、以下の光伝送システム及び面発光型半導体レーザを提供する。 As one aspect of the present invention, the following optical transmission system and surface emitting semiconductor laser are provided.
[1]第1の光信号を出力する複数の第1の出力部、及び前記第1の光信号の広がり角よりも大きい広がり角の第2の光信号を出力する第2の出力部を有する送信装置と、少なくとも前記送信装置の前記第1の出力部の数と同数の複数のコアを有し、前記送信装置から出力された前記複数の第1の光信号及び前記第2の光信号を受光して伝送する光伝送路と、前記光伝送路が伝送した前記複数の第1の光信号及び前記第2の光信号を受光する複数の受光部を有する受信装置と、を備えた光伝送システム。
[2]前記送信装置は、集光性を有する集光部材を介して前記第1の光信号を出力する複数の第1の発光部と、集光性を有する集光部材を介さずに前記第2の光信号を出力する第2の発光部を有する面発光型半導体レーザとを備え、前記集光部材及び前記第1の発光部により前記第1の出力部を構成し、前記第2の発光部により前記第2の出力部を構成した前記[1]に記載の光伝送システム。
[3]前記複数の集光部材は、前記面発光型半導体レーザの前記複数の第1の発光部上に配置された前記[2]に記載の光伝送システム。
[4]前記複数の集光部材は、前記面発光型半導体レーザから離れて配置された前記[2]に記載の光伝送システム。
[5]前記送信装置は、前記第1の光信号を出力する複数の第1の発光部と、前記第1の光信号の広がり角よりも大きい広がり角の前記第2の光信号を出力する第2の発光部を有する面発光型半導体レーザを備え、前記第1の発光部により前記第1の出力部を構成し、前記第2の発光部により前記第2の出力部を構成する前記[1]に記載の光伝送システム。
[6]前記送信装置は、前記第1の光信号を出力する第1のモード、及び前記第2の光信号を出力する第2のモードを有し、前記第1及び第2のモードの切り替えを行って前記第1及び第2の出力部の出力制御を行う制御部を備えた前記[1]に記載の光伝送システム。
[1] A plurality of first output units that output a first optical signal, and a second output unit that outputs a second optical signal having a divergence angle larger than the divergence angle of the first optical signal. A plurality of cores equal to the number of the transmission device and at least the first output unit of the transmission device; and the plurality of first optical signals and the second optical signals output from the transmission device. An optical transmission comprising: an optical transmission path that receives and transmits light; and a receiving device that includes a plurality of light receiving units that receive the plurality of first optical signals and the second optical signal transmitted by the optical transmission path. system.
[2] The transmission device includes a plurality of first light emitting units that output the first optical signal via a condensing member having a condensing property, and the concentrating member without a condensing member. A surface-emitting type semiconductor laser having a second light-emitting unit that outputs a second optical signal, and the first output unit is configured by the condensing member and the first light-emitting unit, The optical transmission system according to [1], wherein the second output unit is configured by a light emitting unit.
[3] The optical transmission system according to [2], wherein the plurality of condensing members are disposed on the plurality of first light emitting units of the surface emitting semiconductor laser.
[4] The optical transmission system according to [2], wherein the plurality of condensing members are arranged apart from the surface emitting semiconductor laser.
[5] The transmission device outputs a plurality of first light emitting units that output the first optical signal, and the second optical signal having a spread angle larger than the spread angle of the first optical signal. A surface-emitting type semiconductor laser having a second light emitting unit, wherein the first light emitting unit constitutes the first output unit, and the second light emitting unit constitutes the second output unit. 1]. The optical transmission system according to 1].
[6] The transmission apparatus has a first mode for outputting the first optical signal and a second mode for outputting the second optical signal, and switching between the first and second modes. The optical transmission system according to [1], further including a control unit configured to perform output control of the first and second output units.
[7]第1の光信号を出力して予め定められた面上に複数の第1の光スポットを形成する複数の第1の発光部と、第2の光信号を出力して前記予め定められた面上に前記複数の第1の光スポットを包含するように第2の光スポットを形成する第2の発光部とを備えた面発光型半導体レーザ。
[8]前記複数の第1の発光部の出射面上に集光性を有する複数の集光部材が配置された前記[7]に記載の面発光型半導体レーザ。
[7] A plurality of first light emitting units that output a first light signal to form a plurality of first light spots on a predetermined surface, and a second light signal that is output to the predetermined surface. A surface-emitting type semiconductor laser comprising: a second light-emitting unit that forms a second light spot so as to include the plurality of first light spots on the formed surface.
[8] The surface-emitting type semiconductor laser according to [7], wherein a plurality of condensing members having light condensing properties are disposed on emission surfaces of the plurality of first light emitting units.
請求項1、7に係る発明によれば、光信号を分岐する光学素子を用いない構成で故障個所の特定が可能となる。
請求項2に係る発明によれば、集光部材の有無によって第1及び第2の光信号の広がり角を調整することができる。
請求項3、8に係る発明によれば、集光部材を面発光型半導体レーザから分離した構成と比べて、面発光型半導体レーザのアライメント調整が容易になる。
請求項4に係る発明によれば、集光部材に不良が発生した場合は、不良が発生した集光部材を交換することで対応可能となる。
請求項5に係る発明によれば、集光部材を不要にすることができる。
請求項6に係る発明によれば、第1のモードにおいて第1の光信号を受信できなかった受光部が存在する場合、第2のモードに切り替えて故障個所の特定を行うことができる。
According to the first and seventh aspects of the invention, it is possible to identify a failure location with a configuration that does not use an optical element that branches an optical signal.
According to the second aspect of the present invention, the spread angle of the first and second optical signals can be adjusted by the presence or absence of the light collecting member.
According to the third and eighth aspects of the invention, the alignment adjustment of the surface emitting semiconductor laser is facilitated as compared with the configuration in which the condensing member is separated from the surface emitting semiconductor laser.
According to the invention which concerns on Claim 4, when a defect generate | occur | produces in a condensing member, it becomes respondable by replacing | exchanging the condensing member in which the defect generate | occur | produced.
According to the invention which concerns on
According to the invention which concerns on
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。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the component which has the substantially same function, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光伝送システムの概略の構成例を示す断面図である。図2は、面発光型半導体レーザの平面図、図3(a)は、図2のA−A線断面図、図3(b)は、図2のB−B線断面図である。図4は、マルチコア光ファイバの断面図である。図5は、受光素子の平面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration example of an optical transmission system according to the first embodiment of the present invention. 2 is a plan view of the surface emitting semiconductor laser, FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a multi-core optical fiber. FIG. 5 is a plan view of the light receiving element.
この光伝送システム1は、図1に示すように、複数の光信号を送信する送信装置2と、送信装置2から送信された複数の光信号を伝送するマルチコア光ファイバ3と、マルチコア光ファイバ3によって伝送された複数の光信号を受信する受信装置4とを備える。
As illustrated in FIG. 1, the optical transmission system 1 includes a
送信装置2は、面発光型半導体レーザ20と、面発光型半導体レーザ20及びマルチコア光ファイバ3の光信号の入射側の端部を支持する支持部材21と、面発光型半導体レーザ20をスイッチ部22を介して駆動する駆動回路23と、スイッチ部22及び駆動回路23を制御する送信制御部24と、送信データを記憶するメモリ25とを備える。
The
受信装置4は、受光素子40と、受光素子40及びマルチコア光ファイバ3の光信号の出射側の端部を支持する支持部材41と、受光素子40の出力信号を増幅する増幅回路42と、増幅回路42を制御する受信制御部43と、受信データを記憶するメモリ44とを備える。送信制御部24と受信制御部43とは、電気伝送路45により接続されている。
The receiving device 4 includes a
(マルチコア光ファイバ)
マルチコア光ファイバ3は、図1及び図4に示すように、面発光型半導体レーザ20の後述する複数の第1の発光部210Aに対応して、中心軸線3aに対して同心円上に等間隔に配置された複数(例えば6つ)のコア30と、コア30の周囲に形成され、コア30の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド31とから構成されている。マルチコア光ファイバ3は、コア30及びクラッド31が石英ガラスから形成された石英ガラス系光ファイバ、コア30が石英ガラスから形成され、クラッド31がプラスチックから形成されたポリマークラッド光ファイバ、コア30及びクラッド31がプラスチックから形成されたプラスチック光ファイバ等を用いることができる。マルチコア光ファイバ3は、光伝送路の一例である。なお、光伝送路としては、光導波路でもよい。また、クラッド31の外周に保護層を設けてもよい。また、マルチコア光ファイバ3は、シングルモード光ファイバでもマルチモード光ファイバでもよい。
(Multi-core optical fiber)
As shown in FIGS. 1 and 4, the multi-core optical fiber 3 corresponds to a plurality of first light emitting portions 210 </ b> A (described later) of the surface emitting
(支持部材)
送信装置2の支持部材21は、板状のベース部21aと、ベース部21aに直交するように設けられ、面発光型半導体レーザ20を支持する板状の第1の支持部21bと、ベース部21aに直交するように設けられ、マルチコア光ファイバ3の光入射側の端部を支持する板状の第2の支持部21cとを備える。支持部材21には、面発光型半導体レーザ20の後述する電極に接続される図示しない配線パターンが形成されている。
(Support member)
The
受信装置4の支持部材41は、板状のベース部41aと、ベース部41aに直交するように設けられ、受光素子40を支持する板状の第1の支持部41bと、ベース部41aに直交するように設けられ、マルチコア光ファイバ3の光出射側の端部を支持する板状の第2の支持部41cとを備える。支持部材41には、受光素子40の後述する電極に接続される図示しない配線パターンが形成されている。
The support member 41 of the receiving device 4 is provided so as to be orthogonal to the plate-
なお、2つの支持部材21、41は、共通のベース部に、送信装置2側の第1及び第2の支持部21b、21cと、受信装置4側の第1及び第2の支持部41b、41cとを設けてもよい。
The two
(面発光型半導体レーザ)
面発光型半導体レーザ20は、光信号を出力する光出力面と反対側に実装面を有する面型の発光素子であり、例えば、図1及び図2に示すように、n型GaAsからなる基板200と、基板200上に基板200の中心20aに対して同心円上に等間隔に配置された複数(例えば6つ)のメサ部による第1の発光部210Aと、基板200の中心20aに配置されたメサ部による第2の発光部210Bと、各第1の発光部210Aの光信号の出力側に配置された6つの凸状のレンズ220とを備える。また、面発光型半導体レーザ20としては、シングルモード又はマルチモードのレーザ光を出射する発光素子を用いることができる。
(Surface emitting semiconductor laser)
The surface emitting
レンズ220は、集光性を有する集光部材の一例である。集光部材としては、フレネルレンズ、屈折率分布レンズ、回折光学素子等でもよい。第1及び第2の発光部210A、210Bは、発光ダイオードでもよい。
The
第1の発光部210A及びレンズ220は、第1の出力部を構成する。第2の発光部210Bは、第2の出力部を構成する。第1の出力部から出力される第1の光信号201は、図1に示すように、光束の全体がマルチコア光ファイバ3の対向するコア30に入射するように狭い広がり角θ1を有する。第2の出力部から出力される第2の光信号202は、マルチコア光ファイバ3の全てのコア30に入射するように第1の光信号201の広がり角θ1よりも広い広がり角θ2を有する。
The first
面発光型半導体レーザ20は、図2に示すように、第1の発光部210Aの光出力面側に開口215aを有するp側電極215が形成され、このp側電極215から配線パターン216Aを介して電極パッド217に至るように導電パターンが形成されている。これと同様に、面発光型半導体レーザ20は、第2の発光部210Bの光出力側に開口215aを有するp側電極215が形成され、このp側電極215から配線パターン216Bを介して電極パッド217に至るように導電パターンが形成されている。開口215aは、光信号が出射する出射口となる。
As shown in FIG. 2, the surface-emitting
このように構成された面発光型半導体レーザ20の複数の第1の発光部210Aは、レンズ220を介して第1の光信号201を出力して予め定められた面、すなわちマルチコア光ファイバ3の入射面3b上に複数の第1の光スポットを形成する。第2の発光部210Bは、第2の光信号202を出力してマルチコア光ファイバ3の入射面3b上に複数の第1の光スポットを包含するように第2の光スポットを形成する。
The plurality of first light emitting units 210 </ b> A of the surface emitting
基板200の中心20aに配置された第2の発光部210Bは、図3(a)に示すように、基板200上に、AlxGa(1−x)As多層膜からなるn型の下部DBR層211、MQWによる活性層212、アパーチャ213aを有する電流狭窄層213、AlxGa(1−x)As多層膜からなるp型の上部DBR層214、開口215aを有するp側電極215を、この順に形成して構成されている。面発光型半導体レーザ20は、基板200の下面にn側電極230が形成されている。電極パッド217及びn側電極230は、支持部材21の配線パターンを介してスイッチ部22及び駆動回路23側に接続される。
As shown in FIG. 3A, the second
基板200の中心20aに対して同心円上に配置された各第1の発光部210Aは、図3(b)に示すように、p側電極215の開口215aに集光性を有する凸状のレンズ220が形成されている。レンズ220は、例えば、インクジェット等の方式を用いて液状樹脂を塗布し、表面張力で全体的に球状となったものを、熱処理やUV照射等で硬化させて形成される。球状樹脂として、例えば、アクリル系、エポキシ系等の樹脂を用いることができる。
As shown in FIG. 3B, each first
(受光素子)
受光素子40は、光信号を受光する光受光面と反対側に実装面を有する面型の受光素子であり、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。この受光素子40は、図1、図5に示すように、基板400と、基板400上にマルチコア光ファイバ3の複数のコア30に対応して基板400の中心40aに対して同心円上に等間隔に配置された複数(例えば6つ)の受光部410とを備える。受光部410は、本実施の形態では、高速応答性に優れたGaAs系のPINフォトダイオードを用いる。このPINフォトダイオードは、例えば、GaAsからなる基板400上に、PIN接合されたP層、I層及びN層と、P層に接続されたp側電極411と、N層に形成されたn側電極414とを備える。
(Light receiving element)
The
受光部410には、図5に示すように、開口411aを有するp側電極411が形成され、このp側電極411から配線パターン412を介して電極パッド413に至るように導電パターンが形成されている。また、受光部410には、p側電極411を囲むようにn側電極414が形成され、このn側電極414から配線パターン415を介して電極パッド416に至るように導電パターンが形成されている。開口411aは、光信号が入射する入射口となる。電極パッド413、416は、支持部材41の配線パターンを介して増幅回路42に接続される。
As shown in FIG. 5, a p-
図6(a)は、面発光型半導体レーザ20とマルチコア光ファイバ3との位置関係を示す模式図、図6(b)は、面発光型半導体レーザ20とマルチコア光ファイバ3との間の距離Lと第2の発光部210Bから出力された第2の光信号202のマルチコア光ファイバ3の入射面3bにおけるスポットサイズとの関係を示す図である。
6A is a schematic diagram showing a positional relationship between the surface emitting
例えば、マルチコア光ファイバ3の直径を125μm、コア30の直径を8μm、中心軸線3aからコア30の中心までの距離を35μmとしたとき、各コア30に外接する円の半径は、39μmとなるので、その円が含まれるように第2の光信号202のマルチコア光ファイバ3の入射面3bにおけるスポットサイズ(半径r)を50μmに設定したとする。第2の光信号202の広がり角(片側)が15°の場合は、距離Lを150μm以上とし、広がり角(片側)が9°の場合は、距離Lを300μm以上とすれば、スポットサイズ(半径r)が50μmになる。面発光型半導体レーザ20の実装には、ボンディングワイヤを用いることが一般的であり、通常は100μm以上のギャップを設けていることから、上記距離Lの値で十分である。
For example, when the diameter of the multi-core optical fiber 3 is 125 μm, the diameter of the
図7は、送信制御部24及び受信制御部43の機能を説明するための図である。送信装置2のスイッチ部22は、駆動回路23に接続された第1端子22aと、各第1の発光部210Aに接続された第2端子22bと、第2の発光部210Bに接続された第3端子22cと、第1端子22aを第2端子22b又は第3端子22cに接続する可動切片22dとを備える。
FIG. 7 is a diagram for explaining the functions of the
送信制御部24及び受信制御部43は、第1の光信号201を出力する第1のモード、例えば通信モードと、第2の光信号202を出力する第2のモード、例えば検査モードを有する。
The
送信制御部24は、通信モード及び検査モードの切り替えを行って光信号の出力制御を行う。すなわち送信制御部24は、通信モードでは、スイッチ部22を制御して可動切片22dを第2端子22bに接続するとともに、駆動回路23を制御して各第1の発光部210Aから第1の光信号201を出力させ、検査モードでは、スイッチ部22を制御して可動切片22dを第3端子22cに接続するとともに、駆動回路23を制御して第2の発光部210Bから第2の光信号202を出力させる。
The
受信制御部43は、通信モードにおいて、一部の受光部410から光信号が受信できなくなった場合、検査モードへの切り替えを要求する信号を電気的伝送路45を介して送信装置2に送信するように構成されている。受信制御部43は、検査モードでは、増幅回路42から各受光部410が受光した光量に応じた検出信号を受信し、光量が閾値よりも小さいときは、マルチコア光ファイバ3の対応するコア30又は受光素子40の対応する受光部410が異常であると判定し、光量が閾値以上のときは、マルチコア光ファイバ3及び受光素子40は正常であると判定し、判定結果を表示部等に出力する。
In the communication mode, the
図8は、面発光型半導体レーザ20とマルチコア光ファイバ3とのアライメントの調整方法を説明するための図である。この場合、第2の発光部210Bを点灯させ、受光素子としてCCD(Charge Coupled Device)に代表されるような面型受光素子6を用い、各コア30を介して受光した点の光量が均一になるように面発光型半導体レーザ20のx方向及びy方向のアライメントを調整する。なお、マルチコア光ファイバ3のx方向及びy方向のアライメントを調整してもよい。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for adjusting the alignment between the surface emitting
(第1の実施の形態の動作)
次に、第1の実施の形態の動作の一例について説明する。まず、送信装置2の送信制御部24は、通信モードで制御を行い、第1の光信号201を受信装置4に送信する。すなわち、スイッチ部22を制御して可動切片22dを第2端子22bに接続するとともに、メモリ25に記憶されている送信データに基づいて駆動回路23を制御して面発光型半導体レーザ20の各第1の発光部210Aから第1の光信号201を出力させる。
(Operation of the first embodiment)
Next, an example of the operation of the first embodiment will be described. First, the
第1の光信号201は、マルチコア光ファイバ3のコア30により伝送され、受光素子40の受光部410により受光される。第1の光信号201を受光した受光部410は、第1の光信号201の光量に応じた電気信号を増幅回路42に出力する。増幅回路42は、受光部410から出力された電気信号を増幅する。受信制御部43は、増幅回路42から出力された電気信号をデジタルデータに変換し、デジタルデータを受信データとしてメモリ44に記憶する。
The first
受信制御部43は、通信モードにおいて、一部の受光部410から光信号が受信できなくなった場合、検査モードへの切り替えを要求する信号を電気的伝送路44を介して送信装置2に送信する。
In the communication mode, the
送信装置2の送信制御部24は、検査モードへの切り替えを要求する信号を受信すると、通信モードから検査モードに切り替える。
When receiving a signal for requesting switching to the inspection mode, the
検査モードでは、送信制御部24は、スイッチ部22を制御して可動切片22dを第3端子22cに接続するとともに、駆動回路23を制御して第2の発光部210Bから第2の光信号202を出力させる。
In the inspection mode, the
第2の光信号202は、マルチコア光ファイバ3のコア30により伝送され、受光素子40の受光部410により受光される。第1の光信号201を受光した受光部410は、第1の光信号201の光量に応じた電気信号を増幅回路42に出力する。増幅回路42は、受光部410から出力された電気信号を増幅する。
The second
受信制御部43は、増幅回路42から各受光部410が受光した光量に応じた検出信号を受信し、光量が閾値よりも小さいときは、マルチコア光ファイバ3の対応するコア30又は受光素子40の対応する受光部410が異常であると判定し、光量が閾値以上のときは、マルチコア光ファイバ3及び受光素子40は正常であると判定し、判定結果を表示部等に出力する。
The
(第1の実施の形態の効果)
第1の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(a)光信号を分岐させる光学素子を用いない簡素な構成でありながら、通信モードで第1の光信号を受信できなかった受光部410が存在した場合、検査モードに切り替えて第2の光信号を受信できるか否かを検査することで、故障個所が面発光型半導体レーザ側かマルチコア光ファイバ側かを特定することができる。
(b)レンズ220の有無によって第1及び第2の光信号の広がり角度を調整することができる。
(c)レンズ220が面発光型半導体レーザ20に設けられているので、レンズ220を面発光型半導体レーザ20から分離した構成と比べて、面発光型半導体レーザ20のアライメント調整が容易になる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment, the following effects are obtained.
(A) When there is a
(B) The spread angle of the first and second optical signals can be adjusted by the presence or absence of the
(C) Since the
[第2の実施の形態]
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る光伝送システムの要部を示す断面図である。第1の実施の形態では、レンズを備えた面発光型半導体レーザを用いたが、本実施の形態は、レンズを面発光型半導体レーザから分離したものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main part of an optical transmission system according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, a surface emitting semiconductor laser provided with a lens is used. However, in the present embodiment, the lens is separated from the surface emitting semiconductor laser, and the others are the first embodiment. It is configured in the same way. The following description will focus on differences from the first embodiment.
本実施の形態の送信装置2は、面発光型半導体レーザ20と、レンズアレイ5とを備え、第1の実施の形態と同様の支持部材21、スイッチ部22、駆動回路23、送信制御部24及びメモリ25を備える。
The
レンズアレイ5は、同心円上に配置された複数(例えば6つ)の凸状のレンズ50と、各レンズ50を保持するレンズホルダ51とを備える。レンズホルダ51は、レンズ50を収容する開口部51aと、第2の発光部210Bが出力する第2の光信号202を通過させる窓51bとを備える。レンズ50は、集光性を有する集光部材の一例である。集光部材としては、フレネルレンズ、屈折率分布レンズ、回折光学素子等でもよい。
The
(第2の実施の形態の効果)
第2の実施の形態によれば、レンズ50に不良が発生した場合は、不良が発生したレンズ50又はレンズアレイ5を交換することで対応可能となる。
(Effect of the second embodiment)
According to the second embodiment, when a defect occurs in the
[第3の実施の形態]
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る光伝送システムの要部を示す断面図である。第1及び第2の実施の形態では、光信号の広がり角の制御にレンズを用いたが、本実施の形態は、レンズを用いずに面発光型半導体レーザ自体で光信号の広がり角を制御したものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a main part of an optical transmission system according to the second embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, the lens is used to control the spread angle of the optical signal. However, in this embodiment, the spread angle of the optical signal is controlled by the surface emitting semiconductor laser itself without using the lens. The others are configured in the same manner as in the first embodiment. The following description will focus on differences from the first embodiment.
本実施の形態の面発光型半導体レーザ20は、電流狭窄層213のアパーチャ213aのサイズの変更等により第1の発光部210Aから出力される第1の光信号201の広がり角よりも第2の発光部210Bから出力される第2の光信号202の広がり角が広くなるように構成されている。
The surface emitting
このように構成された面発光型半導体レーザ20の複数の第1の発光部210Aは、第1の光信号201を出力して予め定められた面、すなわちマルチコア光ファイバ3の入射面3b上に複数の第1の光スポットを形成する。第2の発光部210Bは、第2の光信号202を出力してマルチコア光ファイバ3の入射面3b上に複数の第1の光スポットを包含するように第2の光スポットを形成する。
The plurality of first light emitting units 210 </ b> A of the surface emitting
(第3の実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、レンズを不要にすることができ、レンズを用いた構成と比べて構成を簡素にできる。なお、第1の発光部210Aをシングルモードのレーザ光を出射するもの、第2の発光部210Bをマルチモードのレーザ光を出射するものを用いてもよい。
(Effect of the third embodiment)
According to the present embodiment, a lens can be dispensed with, and the configuration can be simplified compared to a configuration using a lens. The first
[変形例]
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、上記各実施の形態では、面発光型半導体レーザの第1の発光部、マルチコア光ファイバのコア、及び受光素子の受光部をそれぞれ同心円上に配置したが、直線上に配置してもよい。
[Modification]
The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and implementations are possible without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the first light emitting unit of the surface emitting semiconductor laser, the core of the multi-core optical fiber, and the light receiving unit of the light receiving element are arranged concentrically, but may be arranged on a straight line. .
また、上記各実施の形態では、面発光型半導体レーザの第1の発光部、マルチコア光ファイバのコア、及び受光素子の受光部の数をそれぞれ6つとしたが、それぞれ2つでもよく、7つ以上でもよい。 In each of the above embodiments, the number of the first light emitting unit of the surface emitting semiconductor laser, the core of the multi-core optical fiber, and the number of the light receiving units of the light receiving element are each six. That's all.
また、マルチコア光ファイバの中心軸線にコアを配置し、受光素子の中心に受光部を配置してもよい。これにより、面発光型半導体レーザの第2の発光部から出力した第2の光信号を受光素子の中心に配置される受光部に伝送することができる。 Moreover, a core may be arrange | positioned at the center axis line of a multi-core optical fiber, and a light-receiving part may be arrange | positioned in the center of a light receiving element. Thus, the second optical signal output from the second light emitting unit of the surface emitting semiconductor laser can be transmitted to the light receiving unit disposed at the center of the light receiving element.
また、上記第1及び第2の実施の形態では、第1の発光部に対応してレンズを配置し、第2の発光部に対してはレンズを配置しなかったが、第2の発光部に対応して第1の発光部用のレンズよりも集光性の低いレンズを配置してもよい。 In the first and second embodiments, a lens is arranged corresponding to the first light emitting unit, and no lens is arranged for the second light emitting unit. Corresponding to the above, a lens having a light collecting property lower than that of the lens for the first light emitting unit may be arranged.
また、上記各実施の形態では、面発光型半導体レーザの中心とマルチコア光ファイバの中心軸線とを一致させたが、マルチコア光ファイバの入射面側及び出射面側にそれぞれ45°ミラーを配置し、面発光型半導体レーザの光出力面及び受光素子の受光面をそれぞれの45°ミラーの入射面に対向させてもよい。また、45°ミラーを配置する代わりにマルチコア光ファイバの入射面及び出射面を45°に傾斜させ、傾斜した面を反射面としてもよい。 In each of the above embodiments, the center of the surface emitting semiconductor laser is aligned with the central axis of the multicore optical fiber, but 45 ° mirrors are disposed on the incident surface side and the output surface side of the multicore optical fiber, respectively. The light output surface of the surface emitting semiconductor laser and the light receiving surface of the light receiving element may be opposed to the incident surfaces of the respective 45 ° mirrors. Further, instead of arranging the 45 ° mirror, the incident surface and the exit surface of the multi-core optical fiber may be inclined at 45 °, and the inclined surface may be used as the reflecting surface.
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記各実施の形態の構成要素の一部を省くことが可能である。 Further, it is possible to omit some of the constituent elements of each of the above embodiments within the scope not changing the gist of the present invention.
1…光伝送システム、2…送信装置、3…マルチコア光ファイバ、3a…中心軸線、3b…入射面、4…受信装置、5…レンズアレイ、6…面型受光素子、20…面発光型半導体レーザ、20a…中心、21…支持部材、21a…ベース部、21b…第1の支持部、21c…第2の支持部、22…スイッチ部、22a…第1端子、22b…第2端子、22c…第3端子、22d…可動切片、23…駆動回路、24…送信制御部、25…メモリ、30…コア、31…クラッド、40…受光素子、40a…中心、41…支持部材、41a…ベース部、41b…第1の支持部、41c…第2の支持部、42…増幅回路、43…受信制御部、44…メモリ、45…電気伝送路、50…レンズ、51…レンズホルダ、51a…開口部、51b…窓、200…基板、201…第1の光信号、202…第2の光信号、210A…第1の発光部、210B…第2の発光部、211…下部DBR層、212…活性層、213…電流狭窄層、213a…アパーチャ、214…上部DBR層、215…p側電極、215a…開口、216A、216B…配線パターン、217…電極パッド、220 …レンズ、230…n側電極、400…基板、410…受光部、411…p側電極、411a…開口、412…配線パターン、413…電極パッド、414…n側電極、415…配線パターン、416…電極パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmission system, 2 ... Transmission apparatus, 3 ... Multi-core optical fiber, 3a ... Center axis, 3b ... Incident surface, 4 ... Reception apparatus, 5 ... Lens array, 6 ... Surface light-receiving element, 20 ... Surface emitting semiconductor Laser, 20a ... center, 21 ... support member, 21a ... base portion, 21b ... first support portion, 21c ... second support portion, 22 ... switch portion, 22a ... first terminal, 22b ... second terminal, 22c 3rd terminal 22d
Claims (8)
少なくとも前記送信装置の前記第1の出力部の数と同数の複数のコアを有し、前記送信装置から出力された前記複数の第1の光信号及び前記第2の光信号を受光して伝送する光伝送路と、
前記光伝送路が伝送した前記複数の第1の光信号及び前記第2の光信号を受光する複数の受光部を有する受信装置と、
を備えた光伝送システム。 A transmitter having a plurality of first output units that output a first optical signal, and a second output unit that outputs a second optical signal having a larger spread angle than the spread angle of the first optical signal; ,
At least a plurality of cores equal to the number of the first output units of the transmission device are received, and the plurality of first optical signals and the second optical signals output from the transmission device are received and transmitted. An optical transmission line
A receiving device having a plurality of light receiving sections for receiving the plurality of first optical signals and the second optical signals transmitted by the optical transmission path;
Optical transmission system equipped with.
前記集光部材及び前記第1の発光部により前記第1の出力部を構成し、
前記第2の発光部により前記第2の出力部を構成した請求項1に記載の光伝送システム。 The transmission device includes a plurality of first light emitting units that output the first optical signal via a light collecting member having a light collecting property, and the second light emitting unit without using the light collecting member having a light collecting property. A surface emitting semiconductor laser having a second light emitting unit for outputting an optical signal,
The first output part is constituted by the light collecting member and the first light emitting part,
The optical transmission system according to claim 1, wherein the second output unit is configured by the second light emitting unit.
前記第1の発光部により前記第1の出力部を構成し、
前記第2の発光部により前記第2の出力部を構成する請求項1に記載の光伝送システム。 The transmission device outputs a plurality of first light emitting units that output the first optical signal, and a second optical signal that outputs a second optical signal having a spread angle larger than a spread angle of the first optical signal. A surface emitting semiconductor laser having a light emitting portion;
The first output unit is configured by the first light emitting unit,
The optical transmission system according to claim 1, wherein the second output unit is configured by the second light emitting unit.
第2の光信号を出力して前記予め定められた面上に前記複数の第1の光スポットを包含するように第2の光スポットを形成する第2の発光部とを備えた面発光型半導体レーザ。 A plurality of first light emitting units for outputting a first optical signal to form a plurality of first light spots on a predetermined surface;
A surface-emitting type comprising: a second light-emitting unit that outputs a second light signal and forms a second light spot so as to include the plurality of first light spots on the predetermined surface. Semiconductor laser.
The surface emitting semiconductor laser according to claim 7, wherein a plurality of condensing members having light condensing properties are disposed on the emission surfaces of the plurality of first light emitting units.
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