JP2701611B2 - 同一波長双方向送受信モジュール - Google Patents
同一波長双方向送受信モジュールInfo
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- JP2701611B2 JP2701611B2 JP3230825A JP23082591A JP2701611B2 JP 2701611 B2 JP2701611 B2 JP 2701611B2 JP 3230825 A JP3230825 A JP 3230825A JP 23082591 A JP23082591 A JP 23082591A JP 2701611 B2 JP2701611 B2 JP 2701611B2
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- Japan
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- optical
- light
- optical fiber
- semiconductor laser
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長距離伝送に適用され
る同一波長双方向送受信モジュールに関するものであ
る。
る同一波長双方向送受信モジュールに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバを用いて同一波長で双
方向伝送を行う場合には、図２に示すような構成をとっ
ていた。すなわち図２に示すように伝送路７を介して各
々一対の光信号を発生する半導体レーザモジュール（以
下ＬＤモジュールという）１ａ，１ｂと、これらのＬＤ
モジュール１ａ，１ｂからの出力光を分岐する光方向性
結合器２ａ、２ｂと、伝送路７からの光を受信する受光
モジュール３ａ、３ｂとから構成されていた。ＬＤモジ
ュール１ａ、１ｂは、一般にファブリ・ペロー型半導体
レーザ（以下ＬＤという）からの出射光を光ファイバに
効率良く結合させるように構成されている。
方向伝送を行う場合には、図２に示すような構成をとっ
ていた。すなわち図２に示すように伝送路７を介して各
々一対の光信号を発生する半導体レーザモジュール（以
下ＬＤモジュールという）１ａ，１ｂと、これらのＬＤ
モジュール１ａ，１ｂからの出力光を分岐する光方向性
結合器２ａ、２ｂと、伝送路７からの光を受信する受光
モジュール３ａ、３ｂとから構成されていた。ＬＤモジ
ュール１ａ、１ｂは、一般にファブリ・ペロー型半導体
レーザ（以下ＬＤという）からの出射光を光ファイバに
効率良く結合させるように構成されている。
【０００３】図３は一般的なＬＤモジュールの構成を示
す断面図である。同図において、光ファイバ４とＬＤ５
とはレンズ６を介して光学的に結合されている。ＬＤ５
の光ビームの出射面の反射率は通常両面とも３０％程度
であり、両面からの出射ビームのうち、片側は光ファイ
バ４と結合させ、他端からの出射ビームは受光素子８と
結合させてＬＤ５の光出力をモニタしている。なお、９
はヒートシンク、２０はステムである。
す断面図である。同図において、光ファイバ４とＬＤ５
とはレンズ６を介して光学的に結合されている。ＬＤ５
の光ビームの出射面の反射率は通常両面とも３０％程度
であり、両面からの出射ビームのうち、片側は光ファイ
バ４と結合させ、他端からの出射ビームは受光素子８と
結合させてＬＤ５の光出力をモニタしている。なお、９
はヒートシンク、２０はステムである。
【０００４】また、光方向性結合器２ａ、２ｂと受光モ
ジュール３ａ，３ｂとの間もそれぞれ光ファイバと光学
素子とを光学的に結合して構成されている。
ジュール３ａ，３ｂとの間もそれぞれ光ファイバと光学
素子とを光学的に結合して構成されている。
【０００５】図２において、ＬＤモジュール１ａからの
出力信号光は、光方向性結合器２ａを通過した後、伝送
路７，光方向性結合器２ｂを通して受光モジュール３ｂ
で受光される。同様にしてＬＤモジュール１ｂからの光
出力信号は、２個の光方向性結合器２ａ，２ｂを通して
受光モジュール３ａで受光される。
出力信号光は、光方向性結合器２ａを通過した後、伝送
路７，光方向性結合器２ｂを通して受光モジュール３ｂ
で受光される。同様にしてＬＤモジュール１ｂからの光
出力信号は、２個の光方向性結合器２ａ，２ｂを通して
受光モジュール３ａで受光される。
【０００６】このように構成される同一波長双方向送受
信モジュールによる光通信方式は、送信側と受信側とを
結ぶ伝送路が１本で良いため、経済的に有利であるとい
う利点をもっている。
信モジュールによる光通信方式は、送信側と受信側とを
結ぶ伝送路が１本で良いため、経済的に有利であるとい
う利点をもっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
同一波長双方向伝送では、光方向性結合器を２個使用す
るが、この光方向性結合器を通過後の光パワーは、一般
に３〜４ｄＢ低下するため、ＬＤモジュールからの光出
力は、２個の光方向性結合器により６〜８ｄＢ低下す
る。このため、送信側と受信側との間の伝送距離を長く
することができないという問題があった。
同一波長双方向伝送では、光方向性結合器を２個使用す
るが、この光方向性結合器を通過後の光パワーは、一般
に３〜４ｄＢ低下するため、ＬＤモジュールからの光出
力は、２個の光方向性結合器により６〜８ｄＢ低下す
る。このため、送信側と受信側との間の伝送距離を長く
することができないという問題があった。
【０００８】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、長
距離伝送を可能とした同一波長双方向送受信モジュール
を提供することにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、長
距離伝送を可能とした同一波長双方向送受信モジュール
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による同一波長双方向送受信モジュール
は、一方の面に全反射コーティングを施したファブリ・
ペロー型半導体レーザと、この半導体レーザの全反射コ
ーティング面と対向する他方の面に対向して配置されそ
の対向する先端面が斜め研磨された光ファイバと、半導
体レーザと光ファイバとの間に配置された少なくとも１
個のレンズと、半導体レーザと光ファイバとの間の光路
上に配置されかつ光路上の光出力を２分割する分割手段
と、この分割手段により分割された半導体レーザの光出
力の一方を光路に垂直な面に対し所定の傾斜角で傾けら
れた受光面で受光する第１の受光素子と、この分割手段
により分割された光ファイバの光出力の一方を光路に垂
直な面に対し所定の傾斜角で傾けられた受光面で受光す
る第２の受光素子とから構成される。
るために本発明による同一波長双方向送受信モジュール
は、一方の面に全反射コーティングを施したファブリ・
ペロー型半導体レーザと、この半導体レーザの全反射コ
ーティング面と対向する他方の面に対向して配置されそ
の対向する先端面が斜め研磨された光ファイバと、半導
体レーザと光ファイバとの間に配置された少なくとも１
個のレンズと、半導体レーザと光ファイバとの間の光路
上に配置されかつ光路上の光出力を２分割する分割手段
と、この分割手段により分割された半導体レーザの光出
力の一方を光路に垂直な面に対し所定の傾斜角で傾けら
れた受光面で受光する第１の受光素子と、この分割手段
により分割された光ファイバの光出力の一方を光路に垂
直な面に対し所定の傾斜角で傾けられた受光面で受光す
る第２の受光素子とから構成される。
【００１０】
【作用】本発明においては、半導体レーザが低電流で大
きな光出力を出力し、光出力を分割しても伝送距離が延
長される。また、光ファイバの先端面が斜め研磨されて
いることにより、この先端面からの戻り光が抑制され
る。また、第１および第２の受光素子の受光面が光路に
垂直な面に対し所定の傾斜角で傾けられていることによ
り、受光素子の受光面からの反射戻り光が抑制される。
きな光出力を出力し、光出力を分割しても伝送距離が延
長される。また、光ファイバの先端面が斜め研磨されて
いることにより、この先端面からの戻り光が抑制され
る。また、第１および第２の受光素子の受光面が光路に
垂直な面に対し所定の傾斜角で傾けられていることによ
り、受光素子の受光面からの反射戻り光が抑制される。
【００１１】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明による同一波長双方向送受信モ
ジュールの一実施例による構成を示す図である。同図に
おいて、ＬＤ１０は出射面の片面に全反射コート１１が
施されており、この全反射コート１１を施したＬＤ１０
からの出射光は、レンズ１２により光ファイバ１４の先
端で結像するようにＬＤ１０，レンズ１２，光ファイバ
１４が配置されている。光ファイバ１４の先端は、斜研
磨され、端面からの戻り光が抑制されている。レンズ１
２と光ファイバ１４との間には、光路に対して４５゜傾
けてハーフミラー１３が配置され、ＬＤ１０から出射す
る実線の矢印で示す出射光の一部をモニタ用受光素子１
５で受光している。一方、伝送路を介して光ファイバ１
４から出射される破線の矢印で示す光ビームは、ハーフ
ミラー１３で分割され、分割された光ビームの一方を受
信用受光素子１６で受光している。また、受信用受光素
子１６とハーフミラー１３との間の光路上にはレンズ１
２ａが配置され、光ファイバ１４からの出射光を集光し
て受信用受光素子１６に入射させ、光ファイバ１４から
の出射光を効率良く受光させている。この場合、モニタ
用受光素子１５および受信用受光素子１６の受光面は、
光路に垂直な面に対して８゜傾けられており、受光素子
１５および１６の受光面からの反射戻り光を抑制してい
る。
説明する。図１は本発明による同一波長双方向送受信モ
ジュールの一実施例による構成を示す図である。同図に
おいて、ＬＤ１０は出射面の片面に全反射コート１１が
施されており、この全反射コート１１を施したＬＤ１０
からの出射光は、レンズ１２により光ファイバ１４の先
端で結像するようにＬＤ１０，レンズ１２，光ファイバ
１４が配置されている。光ファイバ１４の先端は、斜研
磨され、端面からの戻り光が抑制されている。レンズ１
２と光ファイバ１４との間には、光路に対して４５゜傾
けてハーフミラー１３が配置され、ＬＤ１０から出射す
る実線の矢印で示す出射光の一部をモニタ用受光素子１
５で受光している。一方、伝送路を介して光ファイバ１
４から出射される破線の矢印で示す光ビームは、ハーフ
ミラー１３で分割され、分割された光ビームの一方を受
信用受光素子１６で受光している。また、受信用受光素
子１６とハーフミラー１３との間の光路上にはレンズ１
２ａが配置され、光ファイバ１４からの出射光を集光し
て受信用受光素子１６に入射させ、光ファイバ１４から
の出射光を効率良く受光させている。この場合、モニタ
用受光素子１５および受信用受光素子１６の受光面は、
光路に垂直な面に対して８゜傾けられており、受光素子
１５および１６の受光面からの反射戻り光を抑制してい
る。
【００１２】このように構成されるＬＤ１０，レンズ１
２，レンズ１２ａ，モニタ用受光素子１５，受信用受光
素子１６，ハーフミラー１３および光ファイバ１４等
は、図示されないが、同一パッケージ内に収容され封入
されている。なお、光出力を分割する手段としてハーフ
ミラー１３の代わりに光ファイバを融着したものや光導
波路を用いても良い。
２，レンズ１２ａ，モニタ用受光素子１５，受信用受光
素子１６，ハーフミラー１３および光ファイバ１４等
は、図示されないが、同一パッケージ内に収容され封入
されている。なお、光出力を分割する手段としてハーフ
ミラー１３の代わりに光ファイバを融着したものや光導
波路を用いても良い。
【００１３】このような構成において、送受信モジュー
ルのＬＤ１０には、その出射面の片面に全反射コート１
１を施したことによって得られる効果について説明す
る。一般にＬＤの光出力の効率を示す外部微分量子効率
ηdは次式で示される。 ηd＝ηiｌn（１／Ｒ1Ｒ2）／［２αiＬ＋ｌn（１／Ｒ1
Ｒ2）］ ここでηiはＬＤの内部微分量子効率，Ｒ1Ｒ2はＬＤの
出射端面の反射率，αiはＬＤの活性層内の吸収係数，
ＬはＬＤの共振器長である。従来の場合、ηi＝１００
％，Ｌ＝３００μｍ，Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ＝０．３２，αi＝
２０ｃｍ-1とすると、ηd ＝６６％となる。しかし、レ
ーザ光は両反射面から出射されるので、片側３３％の効
率であった。次にＬＤの片側に全反射コートを施した場
合、ηi ＝１００％，Ｌ＝３００μｍ，Ｒ1＝０．３
２，Ｒ2＝１，αi＝２０ｃｍ-1とすると、ηd ＝４９％
となり、従来のＬＤに比べて効率が１．５倍向上する。
さらにＬＤの利得係数も小さくなるので、ＬＤの発振閾
値電流も小さくなる。
ルのＬＤ１０には、その出射面の片面に全反射コート１
１を施したことによって得られる効果について説明す
る。一般にＬＤの光出力の効率を示す外部微分量子効率
ηdは次式で示される。 ηd＝ηiｌn（１／Ｒ1Ｒ2）／［２αiＬ＋ｌn（１／Ｒ1
Ｒ2）］ ここでηiはＬＤの内部微分量子効率，Ｒ1Ｒ2はＬＤの
出射端面の反射率，αiはＬＤの活性層内の吸収係数，
ＬはＬＤの共振器長である。従来の場合、ηi＝１００
％，Ｌ＝３００μｍ，Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ＝０．３２，αi＝
２０ｃｍ-1とすると、ηd ＝６６％となる。しかし、レ
ーザ光は両反射面から出射されるので、片側３３％の効
率であった。次にＬＤの片側に全反射コートを施した場
合、ηi ＝１００％，Ｌ＝３００μｍ，Ｒ1＝０．３
２，Ｒ2＝１，αi＝２０ｃｍ-1とすると、ηd ＝４９％
となり、従来のＬＤに比べて効率が１．５倍向上する。
さらにＬＤの利得係数も小さくなるので、ＬＤの発振閾
値電流も小さくなる。
【００１４】なお、前述した実施例においては、レンズ
１２と光ファイバ１４との間の光路上にハーフミラー１
３を配置した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、半導体レーザ１０とレンズ１
２との間の光路上にハーフミラー１３を配置しても前述
と同様の効果が得られる。
１２と光ファイバ１４との間の光路上にハーフミラー１
３を配置した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、半導体レーザ１０とレンズ１
２との間の光路上にハーフミラー１３を配置しても前述
と同様の効果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
送信用光源の一方の面に全反射コーティングを施したフ
ァブリ・ペロー型半導体レーザを用いたことにより、低
電流で大きな光出力を得ることができるので、同一波長
双方向伝送のために光出力を分割しても従来よりも伝送
距離を延ばすことができる。また、半導体レーザは低電
流で動作するので、低消費電力化が可能となる。さら
に、半導体レーザや受光素子を同一パッケージ内に封入
するようにすれば、小型化を図り、伝送装置内での実装
容積を小さくし、装置全体の小型化が可能となる等の極
めて優れた効果が得られる。また、光ファイバの先端面
が斜め研磨されていることにより、この先端面からの戻
り光が抑制されるものとなり、また、第１および第２の
受光素子の受光面が光路に垂直な面に対し所定の傾斜角
で傾けられていることにより、第１および第２の受光素
子の受光面からの反射戻り光が抑制されるものとなり、
伝送距離の延長化に寄与する。
送信用光源の一方の面に全反射コーティングを施したフ
ァブリ・ペロー型半導体レーザを用いたことにより、低
電流で大きな光出力を得ることができるので、同一波長
双方向伝送のために光出力を分割しても従来よりも伝送
距離を延ばすことができる。また、半導体レーザは低電
流で動作するので、低消費電力化が可能となる。さら
に、半導体レーザや受光素子を同一パッケージ内に封入
するようにすれば、小型化を図り、伝送装置内での実装
容積を小さくし、装置全体の小型化が可能となる等の極
めて優れた効果が得られる。また、光ファイバの先端面
が斜め研磨されていることにより、この先端面からの戻
り光が抑制されるものとなり、また、第１および第２の
受光素子の受光面が光路に垂直な面に対し所定の傾斜角
で傾けられていることにより、第１および第２の受光素
子の受光面からの反射戻り光が抑制されるものとなり、
伝送距離の延長化に寄与する。
【図１】本発明による同一波長双方向受信モジュールの
一実施例による構成を示す図である。
一実施例による構成を示す図である。
【図２】同一波長で双方向伝送を行う場合の光部品の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】従来から用いられている一般的な半導体レーザ
モジュールの構成を示す断面図である。
モジュールの構成を示す断面図である。
１ａ 半導体レーザ（ＬＤ）モジュール １ｂ 半導体レーザ（ＬＤ）モジュール ２ａ 光方向性結合器 ２ｂ 光方向性結合器 ３ａ 受光モジュール ３ｂ 受光モジュール ４ 光ファイバ ５ 半導体レーザ（ＬＤ） ６ レンズ ７ 伝送器 ８ 受光素子 ９ ヒートシンク １０ 半導体レーザ（ＬＤ） １１ 全反射コート １２ レンズ １２ａ レンズ １３ ハーフミラー １４ 光ファイバ １５ モニタ用受光素子 １６ 受信用受光素子 ２０ ステム
Claims (1)
- 【請求項１】 一方の面に全反射コーティングを施した
ファブリ・ペロー型半導体レーザと、 前記半導体レーザの前記全反射コーティング面と対向す
る他方の面に対向して配置されその対向する先端面が斜
め研磨された光ファイバと、 前記半導体レーザと前記光ファイバとの間の光路上に配
置された少なくとも１個のレンズと、 前記半導体レーザと前記光ファイバとの間の光路上に配
置されかつ光路上の光出力を２分割する分割手段と、 前記分割手段で２分割された前記半導体レーザの光出力
の一方を光路に垂直な面に対し所定の傾斜角で傾けられ
た受光面でする第１の受光素子と、 前記分割手段で２分割された光ファイバの光出力の一方
を光路に垂直な面に対し所定の傾斜角で傾けられた受光
面で受光する第２の受光素子とを備えたことを特徴とす
る同一波長双方向送受信モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230825A JP2701611B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 同一波長双方向送受信モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230825A JP2701611B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 同一波長双方向送受信モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548535A JPH0548535A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2701611B2 true JP2701611B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=16913874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3230825A Expired - Lifetime JP2701611B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 同一波長双方向送受信モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701611B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005116867A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-04-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 光信号伝送装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142729A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-15 | Fujitsu Ltd | 双方向光送受信装置 |
| JPH01123493A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| JP3021506B2 (ja) * | 1989-01-31 | 2000-03-15 | ソニー株式会社 | 光空間伝送装置 |
-
1991
- 1991-08-19 JP JP3230825A patent/JP2701611B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0548535A (ja) | 1993-02-26 |
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