JP3096558B2 - Receiver / transmitter module for optical communication - Google Patents

Receiver / transmitter module for optical communication

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JP3096558B2
JP3096558B2 JP06038654A JP3865494A JP3096558B2 JP 3096558 B2 JP3096558 B2 JP 3096558B2 JP 06038654 A JP06038654 A JP 06038654A JP 3865494 A JP3865494 A JP 3865494A JP 3096558 B2 JP3096558 B2 JP 3096558B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光通信用受発信モジュー
ルに関する。さらに詳しくは、光ファイバを用いた加入
者系通信の端末のうち、時分割双方向通信などに好適な
受発信モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmitting / receiving module for optical communication. More specifically, the present invention relates to a transmission / reception module suitable for time-division two-way communication among subscriber communication terminals using an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信用受発信モジュールの基本的構成
は図に示されるように、送信信号光を発生する半導体
レーザなどの発光素子21と、受信信号光をハーフミラー
23を介して受光するフォトダイオード、フォトトランジ
スタ、光電池などからなる受光素子22と、送信信号光を
光ファイバなどの光伝送路に結合させる集光レンズ24
と、集光した光を光伝送路のフェルール26と結合するた
めのロッドレンズ25とからなり、ロッドレンズ25とフェ
ルール26の中心のファイバ27とのセンターが一致するよ
うに、ロッドレンズ25とフェルール26とは割りスリープ
28で保持されている。ロッドレンズ25およびフェルール
26の接触面は、それぞれ凸球面研摩されてフィジカルコ
ンタクトするようにされている。フェルール26は光ファ
イバの先端にあたる。ここにフィジカルコンタクトとは
レンズやフェルール端面の接合面を凸球面研摩すること
などによって接触面を密着させ、フレネル反射をなくす
るような接触をいう。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4 , a basic configuration of a transmission / reception module for optical communication is as follows: a light emitting element 21 such as a semiconductor laser for generating a transmission signal light;
A light receiving element 22 including a photodiode, a phototransistor, a photovoltaic cell, and the like, which receives light via the light source 23;
And a rod lens 25 for coupling the condensed light to a ferrule 26 of an optical transmission line.The rod lens 25 and the ferrule 26 are aligned so that the centers of the rod lens 25 and the fiber 27 at the center of the ferrule 26 match. Sleep split from 26
Held at 28. Rod lens 25 and ferrule
The 26 contact surfaces are each polished by a convex spherical surface so as to make physical contact. The ferrule 26 corresponds to the tip of the optical fiber. Here, the physical contact refers to a contact in which the contact surfaces are brought into close contact with each other by, for example, polishing the joint surfaces of the lens and ferrule end surfaces with a convex spherical surface to eliminate Fresnel reflection.

【0003】この受発信モジュールにおいては、ハーフ
ミラー23を光路に挿入することによって送信信号光と受
信信号光とを分離し、発光素子21と受光素子22とを分離
して配置し、発光素子21からの発信信号光は集光レンズ
24により集光されてロッドレンズ25とフェルール26のフ
ィジカルコンタクト部に収束するようにされている。ま
た光ファイバからの受信信号光はハーフミラー23で50%
反射されて受光素子22により受信される。受光素子22の
表面で反射し、またはハーフミラー23を透過した受信信
号光が発光素子21の端面で反射した光が、光ファイバへ
戻ってノイズ源とならぬように、発光素子21の端面およ
び受光素子22の受光面を光軸に対して傾けている。
In this transmission / reception module, a transmission signal light and a reception signal light are separated by inserting a half mirror 23 into an optical path, and a light emitting element 21 and a light receiving element 22 are separately arranged. The signal light transmitted from the condenser lens
The light is condensed by 24 and converges on the physical contact portion between the rod lens 25 and the ferrule 26. The received signal light from the optical fiber is 50% at the half mirror 23
The light is reflected and received by the light receiving element 22. The end face of the light emitting element 21 and the light reflected by the end face of the light emitting element 21 when the received signal light reflected on the surface of the light receiving element 22 or transmitted through the half mirror 23 returns to the optical fiber and does not become a noise source. The light receiving surface of the light receiving element 22 is inclined with respect to the optical axis.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の光通信用受発信
モジュールは前述のように、受光素子部が発光素子部か
らの光路と別の光路を形成するように、受信信号光が光
伝送路を出たところでハーフミラーなどにより分離され
ている。このように収束ビーム中にハーフミラーを置く
と、非点収差が生じスポットがぼけるため、光伝送路と
のカップリング効率が低下するという問題がある。
As described above, the conventional transmission / reception module for optical communication transmits the received signal light to the optical transmission path such that the light receiving element forms an optical path different from the optical path from the light emitting element. Where they are separated by a half mirror. When the half mirror is placed in the convergent beam, astigmatism occurs and the spot is blurred, so that there is a problem that the coupling efficiency with the optical transmission line is reduced.

【0005】また発光素子の端面を送信信号光の光軸に
対して傾けているため、カップリング効率が低下する。
さらに、従来のモジュールは、受光素子が発光素子と光
ファイバを結ぶ光軸から直角方向にはみ出ており、軸対
称形状から大きくはずれている。そのため、発光素子な
どの光学系をバネで浮かせてロッドレンズやフェルール
などとの心出しをしようとしても受光素子が悪影響を及
ぼすという問題がある。
[0005] Further, since the end face of the light emitting element is inclined with respect to the optical axis of the transmission signal light, the coupling efficiency decreases.
Further, in the conventional module, the light receiving element protrudes from the optical axis connecting the light emitting element and the optical fiber in a direction perpendicular to the optical axis, and largely deviates from the axially symmetric shape. For this reason, there is a problem that the light receiving element has an adverse effect even when the optical system such as the light emitting element is floated by a spring to center the rod with a rod lens or a ferrule.

【0006】さらにハーフミラーは無偏光多層膜で形成
されるため、高価になるとともに、部品点数が多くな
り、組立て工数の増加につながり、装置が大型化し、コ
ストアップになるという問題がある。
Further, since the half mirror is formed of a non-polarizing multilayer film, it is expensive, and the number of parts is increased, which leads to an increase in the number of assembling steps.

【0007】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、ハーフミラーを使用しないで送信
信号光と受信信号光を分離することができる簡単な構成
の光通信用受発信モジュールを提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and has a simple configuration of a transmission / reception module for optical communication which can separate transmission signal light and reception signal light without using a half mirror. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の光通信用受発信
モジュールは、送信信号光を発生させる発光素子と、該
発光素子からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光
レンズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受
光素子とからなる光通信用受発信モジュールであって、
前記発光素子からの送信信号光の光路にフーコープリズ
ムが設けられ、発光部および受光部の中心部が該フーコ
ープリズムの分割線と前記送信信号光の進行方向とで形
成される面を挟んで位置するように前記発光素子および
受光素子が設けられ、かつ、前記フーコープリズムと集
光レンズとが一体に形成されている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a transmitting / receiving module for optical communication, comprising: a light emitting element for generating a transmission signal light; a condenser lens for coupling the transmission signal light from the light emitting element to an optical transmission path; An optical communication transceiver module comprising a light receiving element for receiving a signal light received from the optical transmission line,
A Foucault prism is provided on the optical path of the transmission signal light from the light emitting element, and the central portion of the light emitting portion and the light receiving portion is positioned with a surface formed by the dividing line of the Foucault prism and the traveling direction of the transmission signal light interposed therebetween. the light emitting element and the light receiving element is provided so as to, and the Foucault prism and the condenser
The optical lens is integrally formed .

【0009】ここにフーコープリズムとは、頂角の小さ
い2つのプリズムを底面をそろえて斜面が交差するよう
に合わせた形状を有し、点光源から出た光が2つのプリ
ズムによって分離される光学素子をいう。またフーコー
プリズムの分割線とは、2つのプリズムの斜面が交わっ
てできる線をいう。
Here, the Foucault prism has a shape in which two prisms having a small apex angle are aligned so that the slopes intersect with the bottom surface aligned, and light emitted from a point light source is separated by the two prisms. Refers to an element. The dividing line of the Foucault prism refers to a line formed by intersecting the slopes of the two prisms.

【0010】[0010]

【0011】また前記フーコープリズムと集光レンズを
通過した送信信号光が、一端が凸球面に研摩されたロッ
ドレンズの他端側に入射し、該凸球面に焦点を結び、か
つ、該凸球面に光伝送路のフェルールがフィジカルコン
タクトするように前記ロッドレンズが設けられることが
光ファイバ端面での反射光が半導体レーザへ戻りノイズ
を発生することがなくなるため好ましい。
The transmission signal light having passed through the Foucault prism and the condenser lens is incident on the other end of the rod lens having one end polished to a convex spherical surface, focuses on the convex spherical surface, and focuses on the convex spherical surface. It is preferable that the rod lens is provided so that the ferrule of the optical transmission line makes physical contact with the semiconductor laser so that reflected light at the end face of the optical fiber does not return to the semiconductor laser and generate noise.

【0012】また前記フーコープリズムと集光レンズを
通過した送信信号光が、光伝送路に接続されるフェルー
ルの斜め研摩された端部の該フェルールの中心部に設け
られたファイバ部に焦点を結ぶように該斜め研摩フェル
ールが設けられてもよい。
The transmission signal light passing through the Foucault prism and the condenser lens is focused on a fiber portion provided at the center of the ferrule connected to the optical transmission line at the obliquely polished end of the ferrule. As described above, the oblique polishing ferrule may be provided.

【0013】さらに前記受光素子の少なくとも一部が前
記発光素子の後端面からの光を受光し、該発光素子の発
光量をモニタできるように前記発光素子および受光素子
が配置されていることが部品点数を減らしてコストダウ
ンを図れる点から好ましい。
Further, the light-emitting element and the light-receiving element are arranged so that at least a part of the light-receiving element receives light from a rear end face of the light-emitting element and the amount of light emitted from the light-emitting element can be monitored. This is preferable because the number of points can be reduced to reduce costs.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、フーコープリズムと集光レン
とを一体にしたプリズムレンズを用いてるので、
出しが1回でよく、光学系の組立が非常に容易である。
さらに、フーコープリズムが透過光を2分割し、送受信
光を分離するとともに、発光素子側に戻った受信信号が
再度光伝送路に戻ることがない。すなわち光ファイバな
どの光伝送路から送られてきた受信信号光のうち半分は
受光素子に入射し、他方の半分は発光素子側に分離され
て入射するが、ここで発光素子で反射された光は、フー
コープリズムの分割線で分けられる2つの三角プリズム
のうち、反射前に通ったプリズムと異なるプリズムを通
って光伝送路側に戻るため、光伝送路から外れた位置に
戻り、光伝送路には入射しない。そのため発光素子端面
を斜めにしなくてもよいから発光素子から送信する送信
信号光と光伝送路とのカップリング効率を高くできる。
According to the present invention, we have used a prism lenses integrally and Foucault prism and a condenser lens Runode, heart
Only one pull-out is required, and the assembly of the optical system is very easy.
Further, the Foucault prism divides the transmitted light into two to separate the transmitted and received light, and the received signal returned to the light emitting element does not return to the optical transmission path again. That is, half of the received signal light transmitted from an optical transmission line such as an optical fiber enters the light receiving element, and the other half separates and enters the light emitting element side, where the light reflected by the light emitting element is reflected. Of the two triangular prisms divided by the dividing line of the Foucault prism, returns to the optical transmission path side through a different prism from the prism that has passed before reflection, so returns to a position off the optical transmission path and returns to the optical transmission path. Does not enter. Therefore, since the end face of the light emitting element does not need to be inclined, the coupling efficiency between the transmission signal light transmitted from the light emitting element and the optical transmission path can be increased.

【0015】[0015]

【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の受発信モ
ジュールについて説明する。図1は本発明の受発信モジ
ュールの原理を説明する図、図2は本発明による受発信
モジュールの一実施例、図3は本発明による受発信モジ
ュールの他の実施例説明する図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a transmitting / receiving module according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the transmitting / receiving module of the present invention , and FIG. 2 is a transmitting / receiving module according to the present invention .
FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the module according to the present invention.

【0016】図に示される本発明の受発信モジュール
の一実施例は、発光素子1と受光素子2とがその発光端
面および受光面が同じ方向を向いて相互に近くに配置さ
れ、前記発光端面および受光面に対向してプリズムレン
34およびロッドレンズ5が設けられ、光ファイバなど
の光伝送路に接続されるフェルール6とフィジカルコン
タクトするロッドレンズ5の凸球面5aの中心部に集光
するように、発光素子1やプリズムレンズ34が配置され
ている。プリズムレンズ34は、フーコープリズムと集光
レンズとが一体に形成されたもので、図1(a)に示さ
れるように、フーコープリズム3と集光レンズ4とに分
解して考えることができ、図1の原理説明図を参照しな
がら説明をする
In one embodiment of the transmitting / receiving module of the present invention shown in FIG. 2 , a light emitting element 1 and a light receiving element 2 are arranged close to each other with their light emitting end faces and light receiving faces facing in the same direction. A prism lens 34 and a rod lens 5 are provided facing the end face and the light receiving surface, and the center of the convex spherical surface 5a of the rod lens 5 that makes physical contact with a ferrule 6 connected to an optical transmission path such as an optical fiber. The light-emitting element 1 and the prism lens 34 are arranged so as to converge light on the portion. The prism lens 34 condenses with the Foucault prism
The lens and the lens are integrally formed, as shown in FIG.
To separate the Foucault prism 3 and the condenser lens 4
It can be understood by referring to FIG.
I will explain it .

【0017】発光素子1は、たとえばシリコンサブマウ
ント1b上に半導体レーザチップ1aが設けられた半導
体レーザなどからなり、音声などの入力信号に応じた送
信信号光を発生する。受光素子2はフォトダイオード、
フォトトランジスタ、光電池などからなり、光伝送路か
ら送られてきた受信信号光である光信号を電気信号に変
えるものである。この受光素子2はまた、その一部を利
用して発光素子1の後面から出る光を受光して発光素子
1の発光量をモニタするモニタ用受光素子としての機能
を兼用することが、アンプも共用することができて部品
の低減化につながり好ましい。受光素子2をモニタ用
受光素子と兼用するばあい、受信信号光の受光用と別に
受光部を形成しなくても、通常送信と受信は時分割で交
互に行われるため、送信時と受信時は時間が異なり、一
つの同じ受光面で受信信号光の受光とモニタ用の受光の
両方を行うこともできる。
The light emitting element 1 is composed of, for example, a semiconductor laser in which a semiconductor laser chip 1a is provided on a silicon submount 1b, and generates a transmission signal light corresponding to an input signal such as voice. The light receiving element 2 is a photodiode,
It comprises a phototransistor, a photocell, and the like, and converts an optical signal, which is a received signal light sent from an optical transmission line, into an electric signal. The light-receiving element 2 can also use a part of the light-receiving element to receive light emitted from the rear surface of the light-emitting element 1 and also function as a monitoring light-receiving element for monitoring the light emission amount of the light-emitting element 1. Parts that can be shared
This is preferable because the number can be reduced. When the light receiving element 2 is also used as a monitoring light receiving element, normal transmission and reception are performed alternately in a time-division manner without forming a light receiving section separately for receiving the reception signal light. Are different in time, and it is possible to perform both reception of the reception signal light and reception of light for monitoring on the same light receiving surface.

【0018】フーコープリズム3は図1(b)および
(c)にそれぞれ頂角θを誇張した側面図および斜視図
を示すように、2つの頂角の小さい3角プリズム31、32
が分割線33で合成された構造をしており、頂角θは2〜
3°程度になるように、アクリル樹脂の射出成形によ
り、またはガラスのプレス成形により成形して研摩仕上
げされている。このばあい、アクリル樹脂は熱による屈
折率の変化が大きいため、変化の小さいガラスの方が好
ましい。このフーコープリズム3の全体に入射した円形
ビームは上側のプリズム31に入射した半円部分と下側の
プリズム32に入射した半円部分とに別れて進み、集光レ
ンズ4により集光される点は図1に示す例では下側のプ
リズム32を透過した光は図1(a)の凸球面5aの中心
部A、すなわちフェルール6の中心部のファイバ7に入
射するようになっているが、上側のプリズム31を透過し
た光は図1(a)の点Bに収束するように分れ、点Bに
収束した光はファイバ7には入射せず、送信信号光とし
ては使用されない。そのため発光素子1から発せられる
送信信号光は半分以下しか使用されないことになる。前
述のフーコープリズムは、2つのプリズムの斜面が低く
なったところで合わされる凹み形の形状で説明したが、
斜面が高いことろで合わされる断面が3角形状のもので
も2つのプリズムを通過した光がそれぞれ交差して異な
る点に集光するのみで、同様に使用できる。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the Foucault prism 3 has two triangular prisms 31 and 32 having a small apex angle, as shown in a side view and a perspective view, respectively, in which the apex angle θ is exaggerated.
Has a structure synthesized by the dividing line 33, and the apex angle θ is 2 to 2.
Abrasion finishing is performed by injection molding of acrylic resin or press molding of glass so that the angle is about 3 °. In this case, since the change in refractive index of the acrylic resin due to heat is large, glass having a small change is preferable. The circular beam incident on the whole Foucault prism 3 separates into a semicircular portion incident on the upper prism 31 and a semicircular portion incident on the lower prism 32, and is condensed by the condenser lens 4. In the example shown in FIG. 1, light transmitted through the lower prism 32 is incident on the central portion A of the convex spherical surface 5a in FIG. The light transmitted through the upper prism 31 is split so as to converge at a point B in FIG. 1A, and the light converged at the point B does not enter the fiber 7 and is not used as transmission signal light. Therefore, less than half of the transmission signal light emitted from the light emitting element 1 is used. The above-mentioned Foucault prism has been described with a concave shape that is fitted when the slopes of the two prisms are lowered,
Even if the cross section to be combined is triangular due to the high slope, the light passing through the two prisms only intersects and converges to different points, and can be used similarly.

【0019】集光レンズ4はフーコープリズム3と同様
にガラスやアクリル樹脂などからなり、発光素子1から
の光を収束するためのレンズで、非点収差が生じないよ
うに公知の軸対称となる非球面レンズとして形成され
る。ロッドレンズ5は集光レンズ4により集光された光
をフェルール6の中心のファイバ7に効率よくカップリ
ングするためのもので、集光レンズ4からの光を効率よ
く取り込むとともに、一端側の凸球面5aの中心部に収
差なく収束され、かつ、フェルール6とフィジカルコン
タクトさせてフェルール6の中心部のファイバ7内に発
光素子1からの光を入射させる。そのため、ロッドレン
ズ5の屈折率はフェルール6のファイバ7部と同程度の
屈折率にすることが望ましく1.42〜1.49程度のものが望
ましい。たとえばドイツ国ショット(SCHOTT)社の商品
名FK3(屈折率1.465 )のガラスなどが適している
が、他のガラスやサファイヤなどを用いることができ
る。またその一端部をフェルール7の端部とフィジカル
コンタクトさせるため、ロッドレンズ5およびフェルー
ル6の周囲を割り入りスリーブ8により保持し、球面の
中心のセンターずれがあっても確実にフィジカルコンダ
クトがえられるようにされている。なお9は発光素子1
および受光素子2の表面側に設けられたカバーガラスで
ある。またTは送信信号光の経路で、Rは受信信号光の
経路を示す。
The condenser lens 4 is made of glass, acrylic resin, or the like, like the Foucault prism 3, and is a lens for converging light from the light emitting element 1, and has a known axial symmetry so that astigmatism does not occur. Formed as an aspheric lens. The rod lens 5 is for efficiently coupling the light condensed by the condensing lens 4 to the fiber 7 at the center of the ferrule 6. Light from the light emitting element 1 is converged on the center of the spherical surface 5 a without aberration, and is brought into physical contact with the ferrule 6 to enter the fiber 7 at the center of the ferrule 6. For this reason, the refractive index of the rod lens 5 is desirably the same as the refractive index of the fiber 7 of the ferrule 6 and desirably about 1.42 to 1.49. For example, glass such as FK3 (refractive index: 1.465) manufactured by SCHOTT of Germany is suitable, but other glass or sapphire can be used. Further, in order to make one end of the ferrule 7 be in physical contact with the end of the ferrule 7, the periphery of the rod lens 5 and the ferrule 6 is held by a slit sleeve 8, so that even if there is a center deviation of the center of the spherical surface, a physical conduct can be obtained reliably. It has been like that. 9 is a light emitting element 1
And a cover glass provided on the surface side of the light receiving element 2. T is a path of the transmission signal light, and R is a path of the reception signal light.

【0020】この構成で、フーコープリズム3の分割線
33と光の進行方向とで形成される面の一方側にたとえば
Δyだけずれた位置に発光部の中心部が位置するように
発光素子1が配置され、前記分割線33と光の進行方向と
で形成される面の反対側のΔyの位置に受光部の中心部
が位置するように受光素子2が配置されている。
With this configuration, the dividing line of the Foucault prism 3
The light-emitting element 1 is arranged so that the center of the light-emitting portion is located at a position shifted by, for example, Δy on one side of a surface formed by 33 and the light traveling direction. The light receiving element 2 is arranged such that the center of the light receiving section is located at the position of Δy opposite to the surface formed by the step (1).

【0021】このΔyは、フーコープリズム3の屈折率
をn、頂角をθとすると、フーコープリスム3を透過し
た光は(n−1)θだけ入射光とずれる。ここでフーコ
ープリズム3と発光素子1の発光部との距離をLとした
ときの光の光軸からのずれΔyは Δy = Ltan{(n−1)θ} (1) となり、発光素子1の発光部を式(1) で求まるΔyだけ
前述の分割線で形成される面からずらせて配置されてい
る(図1(d)参照)。
Assuming that the refractive index of the Foucault prism 3 is n and the apex angle is θ, the light transmitted through the Foucault prism 3 deviates from the incident light by (n−1) θ. Here, when the distance between the Foucault prism 3 and the light emitting portion of the light emitting element 1 is L, the deviation Δy of the light from the optical axis is Δy = LtanL (n−1) θ} (1) The light-emitting portion is arranged so as to be shifted from the surface formed by the above-mentioned division line by Δy obtained by the equation (1) (see FIG. 1D).

【0022】さらに受光素子2は光の進行方向に直角な
面より少しずれた方向に向いている。これは受信信号光
が受光素子2の受光面で反射して光伝送路に戻らないよ
うにするためである。
Further, the light receiving element 2 is directed in a direction slightly shifted from a plane perpendicular to the light traveling direction. This is to prevent the received signal light from being reflected on the light receiving surface of the light receiving element 2 and returning to the optical transmission path.

【0023】このような構成にすることにより、発光素
子1から発射した光が光伝送路のファイバ7に入射し、
光伝送路からの受信信号光が受光素子2により受信さ
れ、受信信号光が発光素子1の端面や受光素子2の受光
面で反射しても、光伝送路に戻ることはなく、ノイズ源
とはならない。その理由についてつぎに説明する。
With this configuration, the light emitted from the light emitting element 1 enters the fiber 7 of the optical transmission line,
Even if the received signal light from the optical transmission line is received by the light receiving element 2 and the received signal light is reflected by the end face of the light emitting element 1 or the light receiving surface of the light receiving element 2, the light does not return to the optical transmission path, and the noise source Not be. The reason will be described below.

【0024】発光素子1から放射された送信信号光は、
フーコープリズム3により2分割され、前述のように、
図1で下側のプリズム32を透過した光は集光レンズ4に
よりロッドレンズ5の凸球面5aの中心点Aに収束し、
ファイバ7と結合される。一方上側のプリズム31を透過
した光は図1(a)のB点に収束し、送信信号光には寄
与しない。ファイバ7の表面で反射した光は図1のRで
示した光路と同じ光路をたどり、発光素子1側には戻ら
ないため、発光素子に何ら影響を及ぼさない。
The transmission signal light emitted from the light emitting element 1 is
It is divided into two by Foucault prism 3, and as described above,
The light transmitted through the lower prism 32 in FIG. 1 is converged by the condenser lens 4 to the center point A of the convex spherical surface 5a of the rod lens 5,
Coupled with fiber 7. On the other hand, the light transmitted through the upper prism 31 converges to the point B in FIG. 1A and does not contribute to the transmission signal light. The light reflected on the surface of the fiber 7 follows the same optical path as indicated by R in FIG. 1 and does not return to the light emitting element 1 side, so that it has no influence on the light emitting element.

【0025】また光伝送路から送られてきた受信信号光
はファイバ7から凸球面5aのA点よりロッドレンズ5
に入り、集光レンズ4およびフーコープリズム3を経て
上側半分の光は受光素子2に、下側半分の光は発光素子
1側に分れて収束する。受光素子2側に収束した受信信
号光の大部分は受光素子2により受信され、受光面で反
射した一部は受光面が光の進行方向に対して斜めになる
ように受光素子2が配置されているため、横の方向に反
射し、光伝送路へは戻らない。また発光素子1側に分れ
てきた光は発光素子1の端面で反射されるが、下側から
斜めに発光素子1に入射しているため、上側に反射し、
上側プリズム31に入射する。そのため、その反射光は前
述のようにB点に収束し、フェルールのファイバ7には
入射せず、光伝送路に戻ってノイズ源となることはな
い。
The received signal light transmitted from the optical transmission line is transmitted from the fiber 7 to the rod lens 5 from the point A of the convex spherical surface 5a.
After passing through the condenser lens 4 and the Foucault prism 3, the upper half of the light is split to the light receiving element 2 and the lower half of the light is split to the light emitting element 1 and converges. Most of the received signal light converged on the light receiving element 2 side is received by the light receiving element 2, and the light receiving element 2 is arranged such that a part of the light reflected from the light receiving surface is oblique to the light traveling direction. Therefore, the light is reflected in the horizontal direction and does not return to the optical transmission line. The light split into the light emitting element 1 is reflected by the end face of the light emitting element 1, but is reflected upward because the light is incident on the light emitting element 1 obliquely from below.
The light enters the upper prism 31. Therefore, the reflected light converges to the point B as described above, does not enter the fiber 7 of the ferrule, and does not return to the optical transmission line and become a noise source.

【0026】[0026]

【0027】プリズムレンズ34の設計方法は、まず、光
軸上に発光素子1を置き、フーコープリズムなしの通常
の方法により非点収差が生じないで、所定の焦点距離と
なるように、非球面の集光レンズを設計する。つぎに集
光レンズと同一の屈折率nのフーコープリズムを非球面
の集光レンズと発光素子間の集光レンズに接して配置す
る。
The design method of the prism lens 34 is as follows. First, the light emitting element 1 is placed on the optical axis, and the aspherical surface is formed so as to have a predetermined focal length without astigmatism by a normal method without a Foucault prism. Design a condenser lens. Next, a Foucault prism having the same refractive index n as the condenser lens is arranged in contact with the condenser lens between the aspherical condenser lens and the light emitting element.

【0028】つぎに、発光素子1の発光点を光軸から前
記式(1) により求められるΔyだけずらして集光レンズ
の非球面形状を補正する。ついで集光レンズを2分割
し、あいだにフーコーレンズを挟み、集光レンズの面形
状を補正する。そしてその形に合わせて型を作りガラス
をプレス成形してプリズムレンズを作製する。このプリ
ズムレンズ34はガラスやアクリル樹脂で作製することが
できるが、温度による屈折率差の小さいガラスで作製す
ることが好ましい。
Next, the light emitting point of the light emitting element 1 is shifted from the optical axis by Δy obtained by the above equation (1) to correct the aspherical shape of the condenser lens. Next, the condenser lens is divided into two parts, and a Foucault lens is interposed therebetween to correct the surface shape of the condenser lens. Then, a mold is formed according to the shape, and glass is press-molded to produce a prism lens. The prism lens 34 can be made of glass or acrylic resin, but is preferably made of glass having a small difference in refractive index depending on temperature.

【0029】このように集光レンズとフーコープリズム
とを一体化したプリズムレンズ34とすると、心出しが1
回でよく、光学系の組立が非常に容易となる。
If the condensing lens and the Foucault prism are integrated into the prism lens 34 as described above, the centering is one.
It only takes a few turns and the assembly of the optical system becomes very easy.

【0030】図3は本発明による受発信モジュールの他
の実施例の断面説明図である。前記図の実施例に相当
する部分には同一符号を付してその説明を省略する。図
3において10は端部が斜め研摩されたフェルールで、光
伝送路である光ファイバのフェルール6と割りスリーブ
8でフィジカルコンタクトされるものでもよく、直接ピ
グテールなどの光ファイバのフェルール端面が斜め研摩
されたものでもよい。このフェルールの端部の斜め研摩
は光ファイバを進行してきた受信信号光が端面で反射し
てファイバ内に戻らないようにするもので、従来から行
われている手法であるが、本発明はこのようなフェルー
ルにも結合することができる。本実施例において受発信
信号光は、この斜め研摩のフェルール10の端面10aに収
束するように発光素子1、集光レンズ4などの距離が設
定されている。
FIG. 3 is an explanatory sectional view of another embodiment of the transmission / reception module according to the present invention. Portions corresponding to the embodiment of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a ferrule whose end is obliquely polished, which may be in physical contact with the ferrule 6 of an optical fiber as an optical transmission line and a split sleeve 8, and the ferrule end face of an optical fiber such as a pigtail is obliquely polished. It may be done. The oblique polishing of the end of the ferrule is to prevent the received signal light traveling along the optical fiber from being reflected at the end face and returning to the inside of the fiber. Such ferrules can also be combined. In this embodiment, the distance between the light emitting element 1, the condenser lens 4, and the like is set so that the transmission / reception signal light converges on the end face 10a of the obliquely-polished ferrule 10.

【0031】記実施例において、フーコーブリズムと
非球面レンズを一体化したプリズムレンズとして、レン
ズにフーコープリズムを非球面レンズで挟んだ形で説明
したが、本発明はこれに限られず中心部のみで接した一
体型形状であってもよい。
[0031] In previous SL embodiment, as prism lens with an integrated Foucault blanking rhythm and aspheric lenses have been described Foucault prism lens in a manner sandwiched by the aspherical lens, the present invention is the heart not limited thereto It may be an integrated shape in which it contacts only with each other.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、ハーフミラーを用いな
いで送受信光を分離することができる。その結果、ハー
フミラーを用いないので、50%反射膜などの高価な成膜
を必要とせず、ローコストにできるとともに、非点収差
を小さくすることができてカップリング効率を向上させ
ることができる。
According to the present invention, transmitted and received light can be separated without using a half mirror. As a result, since a half mirror is not used, expensive film formation such as a 50% reflection film is not required, cost can be reduced, astigmatism can be reduced, and coupling efficiency can be improved.

【0033】また受光素子と発光素子とを同じ軸方向に
配列したので、光学系が同軸状となり、小型化でき、構
造も簡単になり組立も容易になるとともに、発光素子や
集光レンズなどの光学系をバネで浮し、フリーコンタク
トとすることができる。
Further, since the light receiving element and the light emitting element are arranged in the same axial direction, the optical system becomes coaxial, the size can be reduced, the structure can be simplified, the assembly becomes easy, and the light emitting element and the condensing lens can be used. The optical system can be floated by a spring to provide free contact.

【0034】さらに発光素子端面を光軸方向に対して斜
めにしなくてもフーコープリズムが光路をずらすため、
受信信号光の反射光が光ファイバーに入射しないととも
に、発光素子からの送信信号光のカップリング効率が高
い。
Further, since the Foucault prism shifts the optical path even if the end face of the light emitting element is not inclined with respect to the optical axis direction,
The reflected light of the received signal light does not enter the optical fiber, and the coupling efficiency of the transmitted signal light from the light emitting element is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の受発信モジュールのプリズムレンズを
フーコープリズムと集光レンズとに分解して、その原理
を説明する図である。
FIG. 1 shows a prism lens of a transmission / reception module of the present invention.
Decomposed into Foucault prism and condenser lens, the principle
Is a diagram illustrating a.

【図2】本発明による受発信モジュールの実施例の断
面説明図である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view of one embodiment of the transmission / reception module according to the present invention.

【図3】本発明による受発信モジュールの他の実施例を
説明する図である。
FIG. 3 shows another embodiment of the transmission / reception module according to the present invention.
It is a diagram for explaining.

【図4】従来の受発信モジュールの説明図であるFIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional transmitting / receiving module .

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 送信信号光を発生させる発光素子と、該
発光素子からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光
レンズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受
光素子とからなる光通信用受発信モジュールであって、
前記発光素子からの送信信号光の光路にフーコープリズ
ムが設けられ、発光部および受光部の中心部が該フーコ
ープリズムの分割線と前記送信信号光の進行方向とで形
成される面を挟んで位置するように前記発光素子および
受光素子が設けられ、かつ、前記フーコープリズムと集
光レンズとが一体に形成されてなる光信用受発信モジ
ュール。
A light emitting element for generating a transmission signal light; a condenser lens for coupling the transmission signal light from the light emitting element to an optical transmission path; and a light receiving element for receiving a reception signal light from the optical transmission path. An optical communication receiving and transmitting module comprising:
A Foucault prism is provided on the optical path of the transmission signal light from the light emitting element, and the central portion of the light emitting portion and the light receiving portion is positioned with a surface formed by the dividing line of the Foucault prism and the traveling direction of the transmission signal light interposed therebetween. the light emitting element and the light receiving element is provided so as to, and the Foucault prism and the condenser
Light passing credit transceiving module and an optical lens is integrally formed.
【請求項2】 前記フーコープリズムと集光レンズを通
過した送信信号光が、一端が凸球面に研摩されたロッド
レンズの他端側に入射し、該凸球面に焦点を結び、か
つ、該凸球面に光伝送路のフェルールがフィジカルコン
タクトするように前記ロッドレンズが設けられてなる請
求項1記載の光通信用受発信モジュール。
2. The transmission signal light having passed through the Foucault prism and the condenser lens is incident on the other end of a rod lens having one end polished to a convex spherical surface, focuses on the convex spherical surface, and focuses on the convex spherical surface. the rod lens is provided according to claim 1 Symbol mounting optical communication transceiving module as ferrule of the optical transmission line is physical contact spherical.
【請求項3】 前記フーコープリズムと集光レンズを通
過した送信信号光が、光伝送路に接続されるフェルール
の斜め研摩された端部の該フェルールの中心部に設けら
れたファイバ部に焦点を結ぶように該斜め研摩フェルー
ルが設けられてなる請求項1記載の光通信用受発信モジ
ュール。
3. The transmission signal light having passed through the Foucault prism and the condenser lens is focused on a fiber portion provided at the center of the ferrule obliquely polished and connected to the optical transmission line. claim 1 Symbol mounting optical communication transceiving module the oblique polishing the ferrule is provided so as to connect.
【請求項4】 前記受光素子の少なくとも一部が前記発
光素子の後端面からの光を受光し、該発光素子の発光量
をモニタできるように前記発光素子および受光素子が配
置されてなる請求項1、2または3記載の光通信用受発
信モジュール。
4. The light-emitting element and the light-receiving element are arranged so that at least a part of the light-receiving element receives light from a rear end face of the light-emitting element and a light emission amount of the light-emitting element can be monitored. 4. The receiving / transmitting module for optical communication according to 1 , 2, or 3 .
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