JP3139881B2 - 光受信装置および光伝送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信用の光受信装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザを光源とする光通信システ
ムにおいて、フォトダイオードを受信装置として用いる
に際し、光ファイバを伝送してきた信号光を容易に得る
ためにフォトダイオードはモジュール化され、たとえば
信号光はピッグテイルと呼ばれる光ファイバとレンズに
より効率よくフォトダイオードに結合させることができ
る。

【０００３】以下に従来の光受信モジュールについて説
明する。図４は従来の光受信装置の光学系を示すもので
ある。図４において３１はフォトダイオード、３２はレ
ンズ、３３は光ファイバ、３４は光コネクタ、３５はフ
ェルール、３６は信号光である。ここでフェルール３５
の端面は、信号光３６がその端面で反射し光源である半
導体レーザに戻るのを防ぐために斜め研磨されている。
同様にフォトダイオード３１もレンズ３２の光軸に対し
て斜め実装され、フェルール３５の端面、レンズ３２、
フォトダイオード３１が互いに平行面をなさないように
固定されている。上記構成において信号光３６が光コネ
クタ３４を介して光ファイバ３３に入射し、フェルール
３５から出射した信号光３６はレンズ３２により集光さ
れフォトダイオード３１に入射する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の光受信装置においては、フォトダイオード３１
に入射する信号光３６がフォトダイオード３１の受光部
から一部外れている場合や、そのスポット径が受光径よ
り大きい場合には、信号光３６がフォトダイオード３１
受光面端やその外側に当たって乱反射し、その反射光が
ノイズ成分となって伝送特性を劣化させたり、不安定な
ものにするという問題点を有していた。また、仮に信号
光３６がレンズ３２によって収光され、そのスポット径
がフォトダイオード３１受光径より小さくなるように調
整されている場合においても、クラッドを全反射しなが
ら伝搬する不要な信号成分クラッドモードが信号光３６
に含まれているときには、その信号光３６がフォトダイ
オード３１に入射したとき、伝搬モードよりもクラッド
モードの方がスポット径は大きくなる。そのため、同様
に信号光３６がフォトダイオード３１受光面端やその外
側に当たって乱反射し、その反射光がノイズ成分となっ
て伝送特性を劣化させたり、不安定なものにするという
問題点を有していた。

【０００５】本発明はかかる点に鑑み、フォトダイオー
ド受光径より入射する信号光のスポット径が大きい場合
や、不要な信号成分クラッドモードが信号光に含まれて
いる場合において、安定した伝送特性の得られる光受信
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明は、光受信用光ファイバと、フォトダイオー
ドと、前記光受信用光ファイバと前記フォトダイオード
の間の光軸上に配置され、前記光受信用光ファイバから
の入射光を集光する少なくとも一個のレンズとを備え、
前記フォトダイオードの受光面に絞りを固定して設け、
前記絞りはフォトダイオード側が入射側よりも大きくな
るように通過孔を形成したナイフエッジで構成し、その
開口径はフォトダイオードの受光径以下で、かつ前記絞
りの入射側の面ならびに出射側の面に光学吸収体を塗布
して構成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この構成によると、フォトダイオード受光面
に、その受光径以下の開口径をもつ絞りを設けたことに
より、フォトダイオードに入射する信号光がフォトダイ
オードの受光部から一部外れている場合や、そのスポッ
ト径が受光径より大きい場合、不要な信号成分クラッド
モードが信号光に含まれている場合に発生するフォトダ
イオード受光径よりスポット径の大きな信号光を除去し
て、フォトダイオード受光面端やその外側での乱反射を
防止して安定した伝送特性が得られる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【０００９】図１は本発明の第１の実施例における光受
信装置の光学系図を示すものである。図１において、１
１はフォトダイオード、１２はレンズ、１３は光ファイ
バ、１４は光コネクタ、１５はフェルール、１６は信号
光、１７は絞りである。ここで、フェルール１５の端面
は斜め研磨されている。同様にフォトダイオード１１も
レンズ１２の光軸に対して斜め実装されている。これら
の構成要素による構成は前述従来例と同じ構成である。

【００１０】本実施例の特徴とする構成は、フォトダイ
オード１１受光面に絞り１７を設けたことにある。そし
て、この絞り１７はフォトダイオード１１受光面に固定
され、その開口径はフォトダイオード１１の受光径以下
となっている。また、その開口部は光の回折を防ぐため
にナイフエッジとなっている。

【００１１】以上のように構成されたこの実施例の光受
信装置において、以下その動作を説明する。信号光１６
が光コネクタ１４を介して光ファイバ１３に入射し、フ
ェルール１５から出射した信号光１６はレンズ１２によ
り集光され絞り１７を通過してフォトダイオード１１に
入射する。ここで、フォトダイオード１１に入射する信
号光１６がフォトダイオード１１の受光部から一部外れ
ている場合や、そのスポット径が受光径より大きい場
合、さらに不要な信号成分クラッドモードが信号光１６
に含まれている場合に、レンズ１２とフォトダイオード
１１の受光面に固定された絞りによりフォトダイオード
１１の受光径外の信号光１６は除去され、信号光１６が
フォトダイオード１１の受光面端やその外側で乱反射す
るのを防ぐ。したがって、安定した伝送特性が得られ
る。

【００１２】以上のようにこの実施例によれば、フォト
ダイオード１１の受光面に、その受光径以下の開口径を
もつ絞り１７を固定することにより、フォトダイオード
受光径より大きなスポット径を有した信号光がフォトダ
イオードに入射する場合においても、フォトダイオード
１１受光径外の信号光は除去され、フォトダイオード受
光面端やその外側での乱反射を防止して安定した伝送特
性を得ることができる。

【００１３】

【００１４】また、信号光１６にクラッドモードが含ま
れている場合について、光ファイバ１３の長さをクラッ
ドモードが十分に減衰するだけ長くすることにより、ク
ラッドモードがフォトダイオード１１へ入射するのを回
避できる。 （実施例２）以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。

【００１５】図２は本発明の第２の実施例における絞り
の構成図を示すものである。図２において２１は絞り、
２２は光学吸収体である。絞り２１は、その両面に光学
吸収体２２が塗布されて構成されている。

【００１６】以上のように構成されたこの実施例の絞り
２１において、以下その効果を説明する。フォトダイオ
ードに入射する信号光がフォトダイオードの受光部から
一部外れている場合や、そのスポット径が受光径より大
きい場合、さらに不要な信号成分クラッドモードが信号
光に含まれている場合に、フォトダイオードの受光面に
設けた絞り２１によりフォトダイオードの受光径外の信
号光は除去され、受光面外で信号光を受けることはな
い。このとき、光学吸収体２２により絞り２１の開口部
外で反射しないので絞り２１端面での戻り光は発生しな
い。また、フォトダイオード受光面と絞り２１端面との
多重反射も発生しない。なお、光学吸収体２２として黒
アルマイトなどがある。

【００１７】以上のようにこの実施例によれば、絞り２
１の両端面に光学吸収体２２を塗布することにより、絞
り２１の端面での戻り光やフォトダイオード受光面と絞
り２１端面との多重反射も防ぎ、安定した伝送特性を得
ることができる。 （実施例３）以下本発明の第３の実施例について図面を
参照しながら説明する。

【００１８】図３は本発明の第３の実施例における光伝
送システムの構成図を示すものである。図３において、
３１は電気信号、３２は光送信装置、３３は駆動回路、
３４は光信号、３５は光ファイバ、３６は光受信装置、
３７は増幅回路である。なお光受信装置３６は請求項１
または請求項２記載の絞りを有している。

【００１９】以上のように構成されたこの実施例の光伝
送システムにおいて、以下その動作を説明する。デジタ
ルまたはアナログの電気信号３１が光送信装置３２に入
力され光信号３４に変換される。そして光信号３４は光
ファイバ３５を伝送媒体として光受信装置３６に伝送さ
れる。このとき、光信号３４は電気信号３１に変換され
かつ増幅回路３７で増幅して出力される。

【００２０】以上のようにこの実施例によれば、請求項
１または請求項２記載の光受信装置３６を用いることに
より、光受信部で新たに発生する伝送特性の劣化を防
ぎ、安定した伝送特性を有する光伝送システムを得るこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フォトダイオード受光面に、絞りを固定して設け、前記
絞りはフォトダイオード側が入射側よりも大きくなるよ
うに通過孔を形成したナイフエッジで構成し、その開口
径はフォトダイオードの受光径以下で、かつ前記絞りの
入射側の面ならびに出射側の面に光学吸収体を塗布して
構成したことにより、フォトダイオードに入射する信号
光がフォトダイオードの受光部から一部外れている場合
や、不要な信号成分であるクラッドモードが信号光に含
まれている場合に、あるいは入射する信号光のスポット
径が受光径より大きい場合に、受光径より外側の入射成
分を規正し、またナイフエッジにより光の回折によるビ
ーム拡がりを抑制して、フォトダイオード受光面端やそ
の外側での乱反射を防止することができる。更に、光学
吸収体により、絞り入射面での反射による光ファイバへ
の戻り光やフォトダイオード面と絞り面での多重反射も
抑えることができ、光受信装置の伝送特性の安定化が図
れ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光受信装置の光
学系図

【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例における絞りの
平面図 （ｂ）は同絞りの側面図

【図３】本発明の第３の実施例における光伝送システム
の構成図

【図４】従来の光受信装置の光学系図

【符号の説明】

１１ フォトダイオード １２ レンズ １３ 光ファイバ １４ 光コネクタ １５ フェルール １６ 信号光 １７ 絞り

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光受信用光ファイバと、 フォトダイオードと、 前記光受信用光ファイバと前記フォトダイオードの間の
   光軸上に配置され、前記光受信用光ファイバからの入射
   光を集光する少なくとも一個のレンズとを備え、前記フ
   ォトダイオードの受光面に絞りを固定して設け、 前記絞りはフォトダイオード側が入射側よりも大きくな
   るように通過孔を形成したナイフエッジで構成し、その
   開口径はフォトダイオードの受光径以下で、かつ前記絞
   りの入射側の面ならびに出射側の面に光学吸収体を塗布
   して構成した光受信装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光受信装置を有する光伝送
   システム。