JP3470867B2 - Optical transceiver module - Google Patents

Optical transceiver module

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JP3470867B2
JP3470867B2 JP07286998A JP7286998A JP3470867B2 JP 3470867 B2 JP3470867 B2 JP 3470867B2 JP 07286998 A JP07286998 A JP 07286998A JP 7286998 A JP7286998 A JP 7286998A JP 3470867 B2 JP3470867 B2 JP 3470867B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1本(1心)の光
ファイバを送受信で兼用して双方向通信を行う光通信シ
ステムに用いられる光送受信モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmitter / receiver module used in an optical communication system in which one (one core) optical fiber is used for both transmission and reception to perform bidirectional communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信用デバイスはこれまで幹線系シス
テムの大容量化と長距離化とともに発展してきた。現
在、光加入者システムの普及に向けて、各種伝送方式と
それに対応した光デバイスの研究開発が進められている
が、加入者系の光通信化を促進するためには、光デバイ
スの低価格化が大きな課題となっている。
2. Description of the Related Art Optical communication devices have been developed with the increase in capacity and long distance of trunk line systems. Currently, research and development of various transmission methods and optical devices compatible with them are in progress for the popularization of optical subscriber systems. However, in order to promote the optical communication of subscriber systems, the price of optical devices is low. Has become a major issue.

【0003】この点に関し、図20に示すように、局側
装置(OSU:Optical Subscriber
Unit)と、複数の加入者装置(ONU:Opti
cal Network Unit)との間を、光スタ
ーカプラ(SC:StarCoupler)を用いて1
対多数の通信を行う形態を採り、光信号の合分岐にパッ
シブデバイスであるSCを用いて高信頼化を図り、更に
1本の光ファイバを送受信で兼用(双方向)することに
よって、低価格、即ち、経済的なシステムの構築を可能
にするPDS(Passive Double Sta
r)システムがNTTにより提唱されている。
In this regard, as shown in FIG. 20, a station side device (OSU: Optical Subscriber) is used.
Unit) and a plurality of subscriber units (ONU: Opti)
The optical network is connected to the cal network unit (SC) using an optical star coupler (SC) 1
Low-priced by adopting the form of communication to a large number of people, achieving high reliability by using SC which is a passive device for optical signal branching, and also using one optical fiber for both transmission and reception (bidirectional) That is, PDS (Passive Double Sta) that enables the construction of an economical system.
r) The system has been proposed by NTT.

【0004】なお、このPDSシステムは、文献「HP
Design Symposium ’95p13−
1〜13−22」に記載されている。
This PDS system is described in the document "HP
Design Symposium '95p13-
1-13-22 ".

【0005】ここで、上記のPDSシステムでは、1本
の光ファイバで双方向の通信を行うTCM(Time
Compression Multiple)を採用し
ている。OSUにおいては、各ONUへの信号をTDM
(Time Division Multiple)と
し、更にTCMバースト光信号に変換している。変換さ
れたTCMバースト光信号は下り信号としてOSUから
送出され、SCによって各ONUに分岐される。逆に、
各ONUからOSUへ送出する信号は互いに別時間に割
り付けられたTCM−TDMA(Time Divis
ion Multiple Access)光信号に変
換され、上り信号としてSC及び光ファイバを介してO
SUに送信される。
Here, in the above PDS system, a TCM (Time) for performing bidirectional communication with one optical fiber.
The Compression Multiple) is adopted. In OSU, signals to each ONU are sent to TDM.
(Time Division Multiple), and further converted into a TCM burst optical signal. The converted TCM burst optical signal is transmitted from the OSU as a downlink signal and is branched by the SC to each ONU. vice versa,
The signals transmitted from each ONU to the OSU are allocated to different times from each other by TCM-TDMA (Time Divis).
Ion Multiple Multiple Access) optical signal is converted to an O signal through the SC and the optical fiber as an upstream signal.
Sent to SU.

【0006】このような光送受信モジュールの一従来例
として、特開平7−104154号公報に開示されたも
のがある(以下では、第1従来例と称する)。この第1
従来例の光送受信モジュールでは、光分岐素子にホログ
ラフィック回折格子を用いることにより、光送受信モジ
ュールの小型化及び低価格化を図っている。
As a conventional example of such an optical transceiver module, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-104154 (hereinafter referred to as a first conventional example). This first
In the conventional optical transceiver module, a holographic diffraction grating is used as an optical branching element to reduce the size and cost of the optical transceiver module.

【0007】以下に、図21に基づき、その構成を動作
と共に説明する。ステム100に支持されたサブマウン
ト101に搭載された発光素子102から出射された送
信信号光はパッケージ103に取り付けられたカバーガ
ラス104を透過し、続いて、カバーガラス104の出
射面側に形成されたホログラフィック回折格子105に
て0次光と+1次光とに2分された後、集光レンズ10
6により集光され、0次光のみが光ファイバ107の端
面に入射する。
The configuration and operation thereof will be described below with reference to FIG. The transmission signal light emitted from the light emitting element 102 mounted on the submount 101 supported by the stem 100 passes through the cover glass 104 attached to the package 103, and is subsequently formed on the emission surface side of the cover glass 104. After being halved by the holographic diffraction grating 105 into 0th-order light and + 1st-order light,
The light is condensed by 6, and only the 0th-order light is incident on the end face of the optical fiber 107.

【0008】一方、光ファイバ107から出射された受
信信号光は、集光レンズ106により集光された後、ホ
ログラフィック回折格子105に入射し、0次光と+1
次光とに2分され、続いて、カバーガラス104を透過
し、+1次光のみが受光素子108へ入射する。なお、
109は信号光モニター用の受光素子である。
On the other hand, the received signal light emitted from the optical fiber 107 is condensed by the condenser lens 106 and then incident on the holographic diffraction grating 105, and the 0th order light and +1 are added.
The light is divided into the next light and then transmitted through the cover glass 104, and only the + 1st light enters the light receiving element 108. In addition,
Reference numeral 109 is a light receiving element for a signal light monitor.

【0009】ところで、PDSシステムでは幹線系と同
様にSMF(シングルモード光ファイバ)が用いられる
が、そのコア径はφ9.5μmと細いため、光ファイバ
やレンズの実装装置にサブミクロンレベルの精度が要求
される。
By the way, in the PDS system, an SMF (single mode optical fiber) is used similarly to the trunk line system, but its core diameter is as small as 9.5 μm, so that it has a submicron level accuracy in a mounting device for optical fibers and lenses. Required.

【0010】この結果、第1従来例の構成では、調整時
間が長くなり、大量生産が難しいため、光送受信モジュ
ールの低価格化を阻害する。また、光学部品が最適調整
後に固定されていることから、温度や経年変化により部
品間に位置ずれが生じ、性能が低下するという問題も発
生する。
As a result, in the configuration of the first conventional example, the adjustment time becomes long and mass production is difficult, which hinders the cost reduction of the optical transceiver module. Further, since the optical components are fixed after the optimum adjustment, there is a problem that the components are misaligned due to temperature and aging, and the performance is deteriorated.

【0011】このような第1従来例が有する問題を解決
するために、光ディスク装置の技術を転用することが、
特許公報第2509000号に開示されている(以下で
は、第2従来例と称する)。
In order to solve the problem of the first conventional example, it is possible to divert the technology of the optical disk device to
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2509000 (hereinafter, referred to as a second conventional example).

【0012】図22〜図24はこの第2従来例を示す。
光ファイバ200はその端面にコア4とクラッド205
に反射率差を与える被覆202を持っており、そこから
反射された送信光を多分割受光素子225にて検出し、
その検出信号によりレンズサーボ機構226を動作させ
ている。サーボ機構226により送信光は光ファイバ2
00の最適位置に常時調整されるため、温度や経年変化
による性能低下は発生しない。
22 to 24 show this second conventional example.
The optical fiber 200 has a core 4 and a clad 205 on its end face.
Has a coating 202 that gives a reflectance difference to the transmission light reflected from the coating 202 by the multi-division light receiving element 225,
The lens servo mechanism 226 is operated by the detection signal. The transmitted light is transmitted through the optical fiber 2 by the servo mechanism 226.
Since it is constantly adjusted to the optimum position of 00, performance deterioration due to temperature and aging does not occur.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第2従
来例では以下に示す問題点がある。
However, the second conventional example has the following problems.

【0014】(1)送信専用のモジュールであり、送受
信モジュールではないため、PDSシステムには使えな
い。
(1) Since it is a module dedicated to transmission and not a transmission / reception module, it cannot be used in a PDS system.

【0015】(2)コア204の表面に被覆202を設
けているため信号光の透過率が劣化する。但し、コア2
04の表面に被覆202を設けないと、反射光量が低下
するため、検出精度が低下し、サーボの精度が悪くな
る。
(2) Since the coating 202 is provided on the surface of the core 204, the transmittance of signal light is deteriorated. However, core 2
If the coating 202 is not provided on the surface of 04, the amount of reflected light is reduced, so that the detection accuracy decreases and the servo accuracy deteriorates.

【0016】(3)クラッド205に設けられた被覆2
02の反射率が不連続な変化をするため、送信光の集光
位置のコア中心からの距離と方向の情報が得られず、サ
ーボの整定時間(調整完了までの時間)が長くなる。こ
の結果、例えば、急激な温度変化による光学部品の位置
変化に追随できない。
(3) Coating 2 provided on the clad 205
Since the reflectance of No. 02 changes discontinuously, information on the distance and direction from the core center of the focus position of the transmission light cannot be obtained, and the servo settling time (time until the adjustment is completed) becomes long. As a result, for example, it is not possible to follow the position change of the optical component due to the rapid temperature change.

【0017】以下に、上記(3)の問題点を図25に基
づき詳しく説明する。図25は光ファイバの断面とその
端面の1軸方向の反射率分布を示す。今、送信光の集光
ビームが光ファイバ端面の1点である点1に当たったと
すると、その左右で反射率が同じであるため、サーボ回
路は集光ビームを左へ移動させるべきか右へ移動させる
べきかを判断ができない。
The problem (3) will be described in detail below with reference to FIG. FIG. 25 shows the uniaxial reflectance distribution of the cross section of the optical fiber and its end face. Now, if the focused beam of transmitted light hits point 1, which is one point on the end face of the optical fiber, since the reflectance is the same on the left and right sides, the servo circuit should move the focused beam to the left or to the right. I can't decide if it should be moved.

【0018】このような場合は集光ビームを左側へ移動
することにしておくと、点2(つまり、光ファイバ20
0の径方向の左端部)に来て初めて、サーボ回路は動か
した方向が間違っていたことを知る。そして、その後、
集光ビームを右側へ移動させる。すると、コア204の
端点3に当たる。この位置はその左右両側において反射
率が異なっているため、サーボ回路が集光ビームはコア
204の端にあることを認識できる。
In such a case, if the focused beam is moved to the left side, the point 2 (that is, the optical fiber 20
Only when it comes to the left end (in the radial direction of 0), the servo circuit knows that the moving direction is wrong. And then
Move the focused beam to the right. Then, it hits the end point 3 of the core 204. Since the reflectance at this position is different on the left and right sides, the servo circuit can recognize that the focused beam is at the end of the core 204.

【0019】しかし、コア204の中心はまだ分からな
い。従って、集光ビームはなお右へ移動させられる。そ
うすると、コア204の端(点4)の位置が判明する。
コア204の中心は点3と点4の真ん中であることか
ら、移動速度と移動時間を先の過程で得るようにしてお
けば、コア204の中心へ集光ビームを移動するには、
(点3から点4への移動速度)×(点3から点4への移
動にかかった時間)/2だけ、集光ビームを点4から左
側へ動かせば良い。
However, the center of the core 204 is still unknown. Therefore, the focused beam is still moved to the right. Then, the position of the end (point 4) of the core 204 is known.
Since the center of the core 204 is in the middle of the points 3 and 4, if the moving speed and the moving time are obtained in the previous process, the focused beam can be moved to the center of the core 204.
It is sufficient to move the focused beam from the point 4 to the left by (moving speed from the point 3 to the point 4) × (time taken to move from the point 3 to the point 4) / 2.

【0020】しかしながら、この制御方法では集光ビー
ムの移動に無駄が多く、サーボの整定時間が長くなる。
また、制御の目標であるコア中心が間接的にしか分から
ないため、誤差が生じサーボの精度が悪くなる。
However, with this control method, there is much waste in the movement of the focused beam, and the servo settling time becomes long.
In addition, since the center of the core, which is the target of control, can only be known indirectly, an error occurs and the accuracy of servo deteriorates.

【0021】更には、上記(3)の問題点に起因して、
以下の(4)及び(5)の問題点が発生する。
Further, due to the problem of (3) above,
The following problems (4) and (5) occur.

【0022】(4)サーボ整定までの間に発光素子へ入
力された送信データは光ファイバ200には入射しない
ので、送信データの初めに送りこぼしが発生する。ま
た、サーボ整定後であっても信号を送信すると、多分割
受光素子225の受光信号に送信信号が重複するため、
サーボ動作が不安定になり、送信信号が光ファイバ20
0に入射しなくなる。
(4) Since the transmission data input to the light emitting element before the servo settling does not enter the optical fiber 200, a spillage occurs at the beginning of the transmission data. Further, if a signal is transmitted even after servo settling, the transmission signal overlaps with the light reception signal of the multi-divided light receiving element 225.
The servo operation becomes unstable, and the transmission signal becomes the optical fiber 20.
It will not enter 0.

【0023】(5)サーボ機構226を四六時中動作さ
せているため消費電力が大きい。PDSシステムは電話
回線も兼ねることから、停電時でも使用できるようにバ
ッテリーを持つが、消費電力が大きいことはバッテリー
容量の増加を招き、価格・サイズが増大する。
(5) Power consumption is large because the servo mechanism 226 is operated 24 hours a day. Since the PDS system also serves as a telephone line, it has a battery so that it can be used even during a power outage, but the large power consumption causes an increase in battery capacity, resulting in an increase in price and size.

【0024】加えて、以下の問題点もある。In addition, there are the following problems.

【0025】(6)多分割受光素子225にて受信光を
受光しようとすると、サーボ信号を得るための反射光が
受信信号に重なるため、受信信号が得られない。
(6) When the multi-divided light receiving element 225 tries to receive the received light, the received light cannot be obtained because the reflected light for obtaining the servo signal overlaps the received signal.

【0026】(7)ATM−PDSシステムと呼ばれ
る、送信光1.3μm・受信光1.5μmの波長多重通
信に対応していない。
(7) It does not support wavelength-multiplexed communication of 1.3 μm for transmitted light and 1.5 μm for received light, which is called an ATM-PDS system.

【0027】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、上記従来技術の諸問題を解決できる光送受
信モジュールを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical transceiver module capable of solving the above-mentioned problems of the prior art.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明の光送受信モジュ
ールは、1本の光ファイバを送受信で兼用して双方向通
信を行う光送受信モジュールにおいて、送信光を発光す
る発光素子と、該送信光が導かれる該光ファイバ端面で
の反射光を2分する第1の光分岐素子と、該光ファイバ
端面からの反射光を受光する多分割受光素子と、該発光
素子と該光ファイバとの間に配置され、送受信光を2分
する第2の光分岐素子、受信光を受光する受光素子及び
送受信光を集光するレンズと、該レンズ又は該光ファイ
バを少なくとも光軸に直交する2軸方向に移動させるサ
ーボ動作を行うアクチュエータとを備え、前記光ファイ
バの先端は凹面又は凸面からなる曲面に加工され、前記
送信光の該光ファイバ端面での反射光量が該送信光の集
光位置により変化することを前記多分割受光素子で検出
し、該多分割受光素子の検出信号に基づき前記アクチュ
エータにサーボ動作を行わせるようになっており、その
ことにより上記目的が達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An optical transceiver module of the present invention is an optical transceiver module that performs bidirectional communication by using one optical fiber for both transmission and reception, and a light emitting element that emits transmission light and the transmission light. Between the first light branching element that divides the reflected light at the end face of the optical fiber into which the light is guided, the multi-segment light receiving element that receives the reflected light from the end face of the optical fiber, and the light emitting element and the optical fiber Second optical branching element for dividing the transmitted / received light into two, a light receiving element for receiving the received light, and a lens for condensing the transmitted / received light, and the lens or the optical fiber at least in a biaxial direction orthogonal to the optical axis. And an actuator for performing a servo operation to move the optical fiber to the optical fiber.
The tip of the bar is processed into a curved surface consisting of a concave surface or a convex surface.
The amount of transmitted light reflected by the end face of the optical fiber is
The multi-divided light receiving element detects that it changes depending on the light position
Then, based on the detection signal of the multi-divided light receiving element, the actuation
The data is adapted to perform a servo operation, thereby achieving the above object.

【0029】好ましくは、前記アクチュエータは前記レ
ンズ又は前記光ファイバを光軸及び該光軸に直交する2
軸方向に移動させる3軸サーボ動作を行うアクチュエー
タである構成とする。
Preferably, the actuator has the lens or the optical fiber as an optical axis and 2 orthogonal to the optical axis.
The actuator is configured to perform a three-axis servo operation of moving in the axial direction.

【0030】[0030]

【0031】また、好ましくは、入力される送信データ
に基づき前記アクチュエータにサーボ動作を行わせると
共に、前記発光素子に入力される該送信データをサーボ
整定時間以上遅延させ、且つサーボ整定後は位置制御対
象の前記レンズ又は前記光ファイバの位置を保ちながら
前記アクチュエータの動作を停止させる構成とする。
Preferably, the actuator is caused to perform a servo operation based on the input transmission data, the transmission data input to the light emitting element is delayed by a servo settling time or more, and position control is performed after the servo settling. The operation of the actuator is stopped while maintaining the position of the target lens or the optical fiber.

【0032】また、好ましくは、前記アクチュエータの
サーボ動作停止時に前記受信光が前記受光素子へ入射す
るように、前記第2の光分岐素子を配置し、且つ受信時
に該アクチュエータをサーボ動作停止状態に保つ構成と
する。
Further, preferably, in the actuator,
As the received light during the servo operation stop is incident on the light receiving element, placing the second optical branching device, and a structure to maintain the actuator in the servo operation is stopped upon reception.

【0033】また、好ましくは、前記多分割受光素子が
前記受光素子を兼用する構成とする。
Preferably, the multi-divided light receiving element also serves as the light receiving element.

【0034】また、好ましくは、前記第1の光分岐素子
及び前記第2の光分岐素子が1つのホログラム光学素子
で形成されている構成とする。
Further, it is preferable that the first light branching element and the second light branching element are formed by one hologram optical element.

【0035】また、好ましくは、前記第2の光分岐素子
が波長分岐素子である構成とする。
Preferably, the second optical branching element is a wavelength branching element.

【0036】以下に本発明の作用を説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0037】本発明の光送受信モジュールは、送信光及
び受信光をそれぞれ2分する光分岐素子と受信光の検出
を行う受光素子とを備えているので、1心の光ファイバ
を用いた双方向通信が可能となる。よって、PDSシス
テムに適用可能となる。
Since the optical transmission / reception module of the present invention comprises the optical branching element for dividing the transmission light and the reception light into two and the light receiving element for detecting the reception light, the bidirectional using one optical fiber is used. Communication becomes possible. Therefore, it can be applied to the PDS system.

【0038】また、光ファイバの先端、つまりその端面
を凹面又は凸面からなる曲面に加工する構成によれば、
光ファイバへの入射角が送信光の集光位置により変化す
る。このため、見かけ上反射率が集光位置により連続的
に変化していることになるので、その方向及び移動距離
がわかる。この結果、サーボの整定時間を短くできる。
また、光ファイバのコアの表面に加工を施しても透過率
は劣化しないため光の利用効率は高い。加えて、光ファ
イバの中心はコアの面頂であるため、反射光量を直接知
ることができるので、サーボ精度を向上できる。
Further, according to the construction in which the tip of the optical fiber, that is, the end surface thereof is processed into a curved surface composed of a concave surface or a convex surface
The angle of incidence on the optical fiber changes depending on the position where the transmitted light is focused. Therefore, the reflectance apparently continuously changes depending on the condensing position, and the direction and the moving distance can be known. As a result, the servo settling time can be shortened.
Moreover, since the transmittance does not deteriorate even if the surface of the core of the optical fiber is processed, the light utilization efficiency is high. In addition, since the center of the optical fiber is the apex of the core, the amount of reflected light can be directly known, so that the servo accuracy can be improved.

【0039】また、入力される送信データに基づきアク
チュエータにサーボ動作を行わせると共に、発光素子に
入力される送信データをサーボ整定時間以上遅延させ、
且つサーボ整定後は位置制御対象のレンズ又は光ファイ
バの位置を保ちながらアクチュエータの動作を停止させ
る構成によれば、データが発光素子へ入力された時には
サーボ機構はサーボ整定を完了しているため、送信デー
タの送りこぼしは発生しない。加えて、送信信号が多分
割受光素子へ入射してもアクチュエータは整定位置を保
っているため、信号の送信時に多分割受光素子の受光信
号に送信信号が重複してもサーボ動作が不安定になるこ
とはない。更には、アクチュエータが一時的に停止され
ており、サーボ回路に流れる電流を低減できるため、消
費電力の節約が図れる。
Further, the actuator is caused to perform a servo operation based on the input transmission data, and the transmission data input to the light emitting element is delayed by the servo settling time or more.
And after the servo settling, according to the configuration in which the operation of the actuator is stopped while maintaining the position of the lens or the optical fiber to be position controlled, the servo mechanism has completed the servo settling when the data is input to the light emitting element. No spill of transmitted data occurs. In addition, even if the transmission signal is incident on the multi-segment light receiving element, the actuator maintains the set position, so that the servo operation becomes unstable even if the transmission signal overlaps the light reception signal of the multi-segment light receiving element during signal transmission. It never happens. Furthermore, since the actuator is temporarily stopped and the current flowing through the servo circuit can be reduced, power consumption can be saved.

【0040】今少し具体的に説明すると、送信時は送信
光を光ファイバのコア径φ9.5μmの狭い領域に入射
する必要があるため、高精度な位置決め(つまりサーボ
動作)が必要であるが、受信時は受信光を受光素子の受
光領域φ75μmの広い領域に入射させればよく、高精
度な位置決め(サーボ動作)が不要であるので、受信時
にサーボ機構の動作を停止させることができる結果、消
費電力を節約できるのである。この点に関しては、本発
明者等が見い出したものである。
More specifically, when transmitting light, it is necessary to make the transmitted light incident on a narrow region of the optical fiber having a core diameter of φ9.5 μm, so that highly accurate positioning (that is, servo operation) is required. When receiving, the received light may be incident on a wide area of the light receiving area φ75 μm of the light receiving element, and high-precision positioning (servo operation) is not required, so that the operation of the servo mechanism can be stopped during reception. , Power consumption can be saved. In this regard, the present inventors have found out.

【0041】サーボ機構の動作を停止させれば、多分割
受光素子へ光ファイバ端面からの反射光が入射すること
はないので、受信信号を正しく受光できる。
When the operation of the servo mechanism is stopped, the reflected light from the end face of the optical fiber does not enter the multi-divided light receiving element, so that the received signal can be received correctly.

【0042】また、多分割受光素子が受光素子を兼用す
る構成によれば、安価な光送受信モジュールを実現でき
る。
Further, if the multi-divided light receiving element also serves as a light receiving element, an inexpensive optical transceiver module can be realized.

【0043】また、第1の光分岐素子及び第2の光分岐
素子を1つのホログラム光学素子で形成する構成によっ
ても、安価な光送受信モジュールを実現できる。
An inexpensive optical transmission / reception module can also be realized by a configuration in which the first optical branching element and the second optical branching element are formed by one hologram optical element.

【0044】また、第2の光分岐素子に波長分岐素子を
用いる構成によれば、例えば、1.3μm光と1.5μ
m光を分離できるため波長多重通信が可能となる。
Further, according to the structure using the wavelength branching element as the second optical branching element, for example, 1.3 μm light and 1.5 μm light are used.
Since m lights can be separated, wavelength division multiplexing becomes possible.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0046】(実施形態1)図1〜図13は本発明光送
受信モジュールの実施形態1を示す。まず、図1に基づ
きその概略構成及びその動作を説明する。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 13 show Embodiment 1 of the optical transceiver module of the present invention. First, the schematic configuration and operation thereof will be described with reference to FIG.

【0047】この光送受信モジュールは、カンパッケー
ジ内に気密状態に封止された半導体レーザー素子(L
D)1と、レンズ2と、光分岐素子(BS)3と、レン
ズ4と、シリンドリカルレンズ(円柱レンズ)5と、カ
ンパッケージ内に気密状態に封止された多分割受光素子
(PD)6と、光分岐素子(BS)7と、レンズ8と、
カンパッケージ内に気密状態に封止された受光素子(P
D)9と、レンズ10と、レンズ10を光軸及びこれに
直交する2軸方向の合計3軸方向に微調整するアクチュ
エータ(3軸レンズアクチュエータ)11と、レセプタ
クル12と、これらの光学部品を保持する光学べース1
3とを備えて構成されている。
This optical transmitter / receiver module comprises a semiconductor laser device (L) which is hermetically sealed in a can package.
D) 1, a lens 2, a light branching element (BS) 3, a lens 4, a cylindrical lens (cylindrical lens) 5, and a multi-divided light receiving element (PD) 6 hermetically sealed in a can package. A light branching element (BS) 7, a lens 8 and
Light receiving element (P
D) 9, a lens 10, an actuator (three-axis lens actuator) 11 for finely adjusting the lens 10 in a total of three axial directions of the optical axis and two axial directions orthogonal to the optical axis, a receptacle 12, and these optical components. Optical base to hold 1
3 and 3.

【0048】図2(a)に示すように、PD6は、a〜
hの8つの分割セルを周方向に均等間隔で配列してなる
円形状の8分割受光素子によって構成されている。な
お、同図(b)に示す正方形状の8分割受光素子であっ
てもよい。
As shown in FIG. 2A, PD 6 has a
It is configured by a circular 8-segment light receiving element in which eight segment cells of h are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Alternatively, the square 8-divided light receiving element shown in FIG.

【0049】次に、この光送受信モジュールの動作につ
いて説明する。LD1から出射されたレーザー光線、即
ち、送信光はレンズ2により平行光束とされてBS3に
入射する。BS3では、入射光の10%の光が反射する
ように貼り合わせ面に反射膜が形成されている。
Next, the operation of this optical transceiver module will be described. The laser beam emitted from the LD1, that is, the transmitted light is collimated by the lens 2 and enters the BS3. In BS3, a reflection film is formed on the bonding surface so that 10% of the incident light is reflected.

【0050】この結果、入射光の90%の光束はそのま
ま直進し、BS7に入射する。BS7では入射光の50
%の光が反射するように反射膜が形成されている。この
結果、入射光の50%の光束は直進してレンズ10に入
射する。入射した光束はレンズ10にて集光され、レセ
プタクル12に固定された光ファイバ15に入射する。
As a result, 90% of the incident light beam goes straight on and enters the BS 7. In BS7, the incident light is 50
The reflective film is formed so that% of the light is reflected. As a result, 50% of the incident light flux goes straight and enters the lens 10. The incident light flux is condensed by the lens 10 and is incident on the optical fiber 15 fixed to the receptacle 12.

【0051】光ファイバ15の端面では、フレネル反射
するので最大4%の光が反射され、この反射光は上記と
は逆の光路を経てBS3に入射し、ここで反射される。
この反射光はBS3の下方に配置されたレンズ4及びシ
リンドリカルレンズ5を経てPD6に入射する。PD6
へ入射した反射光から発生する各分割セルの光電流を後
述する演算を行うことにより、X軸方向,Y軸方向及び
Z軸方向(光軸方向)方向のサーボ信号が得られる。
Fresnel reflection causes a maximum of 4% of the light to be reflected at the end face of the optical fiber 15, and this reflected light enters the BS 3 through the optical path opposite to the above, and is reflected here.
The reflected light enters the PD 6 through the lens 4 and the cylindrical lens 5 arranged below the BS 3. PD6
A servo signal in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction (optical axis direction) is obtained by performing a later-described calculation of the photocurrent of each divided cell generated from the reflected light that has entered the.

【0052】そして、このサーボ信号に基づきサーボ回
路43(図12参照)がレンズ10の集光位置を光ファ
イバ15のコア中心に合わせるようにアクチュエータ1
1を微調整する。
Based on this servo signal, the actuator circuit 1 (see FIG. 12) causes the servo circuit 43 (see FIG. 12) to align the focus position of the lens 10 with the center of the core of the optical fiber 15.
Fine-tune 1.

【0053】一方、光ファイバ15から出射された受信
光は、レンズ10により平行光束とされ、その後、BS
7で反射され、レンズ8を通過し、収束光として2分割
受光素子からなるPD9へ入射し、受信信号に変換され
る。
On the other hand, the received light emitted from the optical fiber 15 is collimated by the lens 10 and then BS
It is reflected by 7, passes through the lens 8, enters as a convergent light into the PD 9 composed of a two-divided light receiving element, and is converted into a reception signal.

【0054】次に、上記光学部品の詳細について説明す
る。図3はレセプタクル12の構造を示す。この構造の
詳細はJlS C5973「FC04型単心光ファイバ
コネクタ」のアダプタに詳細が記述されている。機能と
しては、プラグ(JlS C5973「FC04型単心
光ファイバコネクタ」のプラグとして詳細に記述されて
いる。)内のフェルール14の内部に固定された光ファ
イバ15の端面を特定の位置に保持するものである。
Next, the details of the optical component will be described. FIG. 3 shows the structure of the receptacle 12. The details of this structure are described in the adapter of JLS C5973 "FC04 type single-core optical fiber connector". As a function, it holds the end face of the optical fiber 15 fixed inside the ferrule 14 in the plug (described in detail as the plug of JLS C5973 “FC04 type single-core optical fiber connector”) at a specific position. It is a thing.

【0055】なお、光送受信モジュールとしてレセプタ
クル12を持つ構成はレセプタクル型と称せられ、第1
従来例のように光ファイバ15が直接モジュールから出
ている構成のものはピグテール型と称せられている。本
実施形態1ではレセプタクル型を示しているが、ピグテ
ール型にも適用できることは勿論である。
The structure having the receptacle 12 as the optical transmission / reception module is called a receptacle type, and is called a first type.
A configuration in which the optical fiber 15 directly goes out of the module as in the conventional example is called a pigtail type. In the first embodiment, the receptacle type is shown, but it goes without saying that the present invention can also be applied to the pigtail type.

【0056】図4(a)に示すように、光ファイバ15
の先端はレンズ10の集光ビームの位置に応じた反射光
を得るために凸面15aに加工されている。なお、同図
(b)に示すように凹面15bに加工することにしても
よい。
As shown in FIG. 4A, the optical fiber 15
The tip of is processed into a convex surface 15a in order to obtain reflected light according to the position of the condensed beam of the lens 10. The concave surface 15b may be processed as shown in FIG.

【0057】レセプタクル型では、プラグの先端として
光ファイバ15の先端はジルコニア等のセラミックス製
のパイプであるフェルール14に覆われている。光ファ
イバ15の先端加工、即ち、凸面15a又は凹面15b
の加工は、フェルール14に光ファイバ15が組み込ま
れた状態で研磨すればよい。
In the receptacle type, the tip of the optical fiber 15 as the tip of the plug is covered with the ferrule 14 which is a pipe made of ceramics such as zirconia. Processing of the tip of the optical fiber 15, that is, convex surface 15a or concave surface 15b
The processing may be performed by polishing with the optical fiber 15 incorporated in the ferrule 14.

【0058】プラグ同志を接触させ光ファイバ同志を光
学的に接続するためにプラグの先端を凸面に加工し、互
いの接触で凸面が変形することにより光学的損失を少な
くする手法は従来から用いられており、その曲面を併用
すれば加工の生産性は一層向上する。
Conventionally, a method has been used in which the ends of the plugs are processed into a convex surface in order to bring the plugs into contact with each other and to optically connect the optical fibers to each other, and the convex surfaces are deformed by mutual contact to reduce optical loss. If the curved surface is used together, the productivity of processing will be further improved.

【0059】図5はアクチュエータ11の構造を示す。
レンズ10は鏡筒16を介してらせん状ばね17に固定
されており、XYZ軸方向に移動可能である。鏡筒16
の周囲には磁気コイル18が各軸に対応して3組取付ら
れており、そこを流れる電流に比例した力がレンズ10
に加えられ、これにより、レンズ10が各軸方向に微動
可能となる。らせん状ばね17には図示しない粘弾性樹
脂接着剤が塗布されており、ダンパーとして機能する。
なお、図中の符号19はポールプレートを示し、20は
磁石を、21はヨークプレートを示す。
FIG. 5 shows the structure of the actuator 11.
The lens 10 is fixed to a spiral spring 17 via a lens barrel 16 and is movable in the XYZ axis directions. Lens barrel 16
Three sets of magnetic coils 18 are attached around the axis of the lens 10, and a force proportional to the current flowing therethrough is applied to the lens 10.
This allows the lens 10 to be finely moved in each axial direction. A viscoelastic resin adhesive (not shown) is applied to the spiral spring 17 and functions as a damper.
Reference numeral 19 in the drawing indicates a pole plate, 20 indicates a magnet, and 21 indicates a yoke plate.

【0060】なお、本実施形態ではアクチュエータ11
として、電磁式のレンズアクチュエータを用いている
が、ピエゾアクチュエータや静電アクチュエータ等の他
のアクチュエータを用いることも可能である。
In this embodiment, the actuator 11
As the above, an electromagnetic lens actuator is used, but it is also possible to use other actuators such as a piezo actuator and an electrostatic actuator.

【0061】本実施形態では、レンズ10を3軸方向に
微調整してその集光位置を光ファイバ15のコア中心に
合わせているが、光ファイバ15側を移動して位置合わ
せを行うことも可能である。図6はそのようなアクチュ
エータ、即ち、ファイバ2軸アクチュエータ30の構造
を示す。光ファイバ15には金属膜が蒸着されており、
ファイバ駆動用電極31に高電界を加えると、静電気力
により光ファイバ15がXY2軸方向に微動可能とな
る。なお、図中の符号32は光ファイバ固定用のV溝を
示し、33は絶縁用SiO2を示す。
In the present embodiment, the lens 10 is finely adjusted in the three-axis directions so that the focal point thereof is aligned with the center of the core of the optical fiber 15, but the optical fiber 15 side may be moved for alignment. It is possible. FIG. 6 shows the structure of such an actuator, a fiber biaxial actuator 30. A metal film is deposited on the optical fiber 15,
When a high electric field is applied to the fiber drive electrode 31, the optical fiber 15 can be finely moved in the XY biaxial directions by electrostatic force. Reference numeral 32 in the drawing denotes a V groove for fixing the optical fiber, and 33 denotes insulating SiO 2 .

【0062】なお、レンズにガラス製レンズを用いた場
合やレンズレス(直接結合)の光学系を採用する場合
は、後述するようにZ軸アクチュエータは不要である。
また、ピグテール型のようにフェルールを用いない場合
は、図7に示すように、光ファイバ15の先端を凸面1
5aに加工することは、先端に熱を加えて表面張力によ
り球面に加工することで可能である。
When a glass lens is used as the lens or when a lensless (direct coupling) optical system is used, the Z-axis actuator is unnecessary as described later.
In the case of not using a ferrule like the pigtail type, as shown in FIG.
Processing to 5a can be performed by applying heat to the tip and processing the surface into a spherical surface.

【0063】次に、レンズ2,4,5,8,10につい
て説明する。レンズ2は樹脂製の非球面レンズであり、
他のレンズ4,5,8,10は樹脂製の球面レンズであ
る。ここで、レンズ2を非球面レンズとしたのは以下の
理由による。
Next, the lenses 2, 4, 5, 8 and 10 will be described. The lens 2 is an aspherical lens made of resin,
The other lenses 4, 5, 8 and 10 are spherical lenses made of resin. Here, the reason why the lens 2 is an aspherical lens is as follows.

【0064】送信光を光ファイバ15のコアへ入射させ
るためには光を回折限界まで絞る必要があり、そのため
には、送信に関与する光学系の収差をマレシャル基準以
下に抑える必要がある。具体的には、波面収差で0.0
7λ以下にする必要がある。LD1から出射された送信
光は大きく広がるため(NA0.45位)、最初に入射
するレンズ2のみを非球面レンズとし、波面収差を補正
する必要が生じる。
In order to make the transmitted light incident on the core of the optical fiber 15, it is necessary to narrow the light to the diffraction limit, and for that purpose, it is necessary to suppress the aberration of the optical system involved in the transmission to the Marechal standard or less. Specifically, the wavefront aberration is 0.0
It must be 7λ or less. Since the transmission light emitted from the LD1 spreads widely (NA is about 0.45), it is necessary to correct only the first incident lens 2 as an aspherical lens to correct the wavefront aberration.

【0065】ここでは、低価格化のため樹脂製のレンズ
2を用いているが、ガラス製のレンズを用いることも可
能である。ガラス製レンズの場合は樹脂製のレンズと異
なり、周囲温度が変化しても焦点距離が変化しないとい
う長所を有する故、アクチュエータはXY軸方向の2軸
アクチュエータで良い。
Although the resin lens 2 is used here for the purpose of cost reduction, it is also possible to use a glass lens. Unlike the resin lens, the glass lens has an advantage that the focal length does not change even if the ambient temperature changes, and thus the actuator may be a biaxial actuator in the XY axis directions.

【0066】次に、図8に基づきXY軸方向のサーボ信
号を得る方法について説明する。但し、図8はX軸方向
(又はY軸方向)、即ち、1軸方向についての光ファイ
バ15端面からの反射光の2分割受光素子6’上での光
強度分布を示す。光ファイバ15の凸面15aの面頂は
コア15cの中心になるように加工されているため、同
図(a)に示すように、コア15cの中心に集光ビーム
が照射されている場合の光強度分布は左右対称となる。
これを2分割受光素子6’で受光する場合において、分
割線上に光強度分布のピークを受けるように配置されて
いると、左右の分割セルの受光電流の差は0となる。
Next, a method of obtaining servo signals in the XY axis directions will be described with reference to FIG. However, FIG. 8 shows the light intensity distribution of the reflected light from the end face of the optical fiber 15 in the X-axis direction (or the Y-axis direction), that is, in the 1-axis direction on the two-divided light receiving element 6 ′. Since the apex of the convex surface 15a of the optical fiber 15 is processed so as to be the center of the core 15c, the light when the focused beam is applied to the center of the core 15c as shown in FIG. The intensity distribution is symmetrical.
When this is received by the two-division light receiving element 6 ', if it is arranged so as to receive the peak of the light intensity distribution on the division line, the difference between the light reception currents of the left and right divided cells becomes zero.

【0067】一方、集光ビームがコア15cの中心から
左へずれていると、同図(b)に示すように、光強度分
布は左右非対称となるため、左右の分割セルの受光電流
の差はマイナスとなる。これに対して、集光ビームがコ
ア15cの中心から右へずれている場合は、同図(c)
に示すように、左右の分割セルの受光電流の差はプラス
となる。
On the other hand, when the focused beam is deviated from the center of the core 15c to the left, the light intensity distribution becomes asymmetrical as shown in FIG. 7B, and therefore the difference in the light receiving current between the left and right divided cells. Is negative. On the other hand, when the focused beam is deviated to the right from the center of the core 15c, FIG.
As shown in, the difference between the light receiving currents of the left and right divided cells becomes positive.

【0068】従って、左右の分割セルの受光電流の差信
号を縦軸に、集光ビームのコア中心からの変位を横軸に
とると、図9に示すようなSカーブと呼ばれるグラフを
得る。サーボ回路43は、このグラフに示されるように
差信号の大きさから集光ビームのコア中心からの距離
を、差信号の極性からコア中心の方向を知ることができ
る。このため、本実施形態によれば、第1従来例1とは
異なり、高速な自動制御が可能となる。X軸とY軸は直
交しているため、分割線が直交した4分割受光素子があ
れば、XY2軸方向のサーボ信号を得ることができる次
に、Z軸方向のサーボ信号を得る方法について説明す
る。これは下記表1に示す光ディスク装置のフォーカス
エラー検出方法を用いることができる。
Therefore, if the vertical axis is the difference signal of the light receiving currents of the left and right divided cells and the horizontal axis is the displacement of the focused beam from the core center, a graph called an S curve as shown in FIG. 9 is obtained. As shown in this graph, the servo circuit 43 can know the distance from the core center of the focused beam from the magnitude of the difference signal and the direction of the core center from the polarity of the difference signal. Therefore, according to the present embodiment, unlike the first conventional example 1, high-speed automatic control is possible. Since the X-axis and the Y-axis are orthogonal to each other, if there is a 4-division light-receiving element whose dividing lines are orthogonal to each other, a servo signal in the XY2-axis direction can be obtained. Next, a method of obtaining a servo signal in the Z-axis direction will be described. To do. For this, the focus error detection method of the optical disk device shown in Table 1 below can be used.

【0069】[0069]

【表1】 [Table 1]

【0070】本実施形態では、表1に示すフォーカスエ
ラー検出方法のうちの非点収差法を用いている。これ
は、図10に示すように光路にシリンドリカルレンズ5
を配置した場合に、ディスク(本実施形態では光ファイ
バ15の端面に相当)のZ方向位置に応じて、4分割受
光素子6''へ入射するビームの形状が変化することを利
用する検出方法である。
In this embodiment, the astigmatism method of the focus error detection methods shown in Table 1 is used. This is because the cylindrical lens 5 is placed in the optical path as shown in FIG.
Is arranged, the shape of the beam incident on the four-division light receiving element 6 ″ changes depending on the position of the disk (corresponding to the end face of the optical fiber 15 in the present embodiment) in the Z direction. Is.

【0071】即ち、同図中に示すように、集光ビームが
ディスクに対して合焦点状態にある場合は、4分割受光
素子6''に入射するビームの形状は円形になる。これに
対して、合焦点状態よりも遠い場合はビームの形状は横
長の楕円形になり、近い場合は縦長の楕円形になる。よ
って、ビームの形状によりZ軸方向のサーボ信号を得る
ことができる。
That is, as shown in the figure, when the focused beam is in focus on the disc, the beam incident on the four-division light receiving element 6 '' has a circular shape. On the other hand, if the beam is farther than the focused state, the shape of the beam is a horizontally long ellipse, and if it is close, it is a vertically long ellipse. Therefore, a servo signal in the Z-axis direction can be obtained depending on the shape of the beam.

【0072】具体的には、図11に示す4分割受光素子
6''と演算回路40によりフォーカス誤差信号(本実施
形態のZ軸サーボ信号に相当)を得ることができる。Z
軸サーボ信号とXY軸サーボ信号の独立性を高めるた
め、Z軸サーボ信号を得る分割線とシリンドリカルレン
ズ5は、Y軸回りに45度回転した配置形態をとる必要
がある。従って、このような検出形態において、XYZ
3軸方向のサーボ信号を得るためには、多分割受光素子
として、図2(a),(b)に示すような8分割受光素
子PD6が必要となる。
Specifically, the focus error signal (corresponding to the Z-axis servo signal in this embodiment) can be obtained by the four-division light receiving element 6 ″ and the arithmetic circuit 40 shown in FIG. Z
In order to increase the independence of the axis servo signal and the XY axis servo signal, it is necessary that the dividing line for obtaining the Z axis servo signal and the cylindrical lens 5 are arranged to be rotated by 45 degrees around the Y axis. Therefore, in such a detection mode, XYZ
In order to obtain the servo signals in the three-axis directions, the 8-division light receiving element PD6 as shown in FIGS. 2A and 2B is required as the multi-division light receiving element.

【0073】各サーボ信号は図2中にa〜hで示す各受
光セルの出力をa〜hとすると、X軸サーボ信号XS
は、下記(1)式で表される。
When the outputs of the light receiving cells indicated by a to h in FIG. 2 are a to h, the servo signals are X-axis servo signals XS.
Is expressed by the following equation (1).

【0074】 XS=(a+b+h+g)−(c+d+e+f) …(1) また、Y軸サーボ信号YS、Z軸サーボ信号ZSは下記
(2)式、(3)式でそれぞれ表される。
XS = (a + b + h + g)-(c + d + e + f) (1) Further, the Y-axis servo signal YS and the Z-axis servo signal ZS are expressed by the following equations (2) and (3), respectively.

【0075】 YS=(a+b+c+d)−(e+f+g+h) …(2) ZS=(a+b+f+e)−(c+d+h+g) …(3) 上記構成に加えて、本実施形態の光送受信モジュール
は、発光素子であるLD1へ入力する送信データをサー
ボ機構の整定時間以上遅延させ、且つサーボ整定後は位
置制御対象のレンズ10の位置を保ちながらアクチュエ
ータ11の動作を停止させる信号処理系を備えている。
YS = (a + b + c + d)-(e + f + g + h) (2) ZS = (a + b + f + e)-(c + d + h + g) (3) In addition to the above configuration, the optical transmission / reception module of this embodiment is connected to the light emitting element LD1. There is provided a signal processing system that delays the input transmission data for the settling time of the servo mechanism or more, and stops the operation of the actuator 11 after the servo settling while maintaining the position of the lens 10 to be position controlled.

【0076】図12はこの信号処理系のシステム構成を
示す。送信データを遅延させるにはディレイ41を設け
ればよく、例えば、光送受信モジュールの伝送速度を5
0Mbps、サーボ機構の整定時間を60msとする
と、このようなディレイ41は3MbitのFIFOメ
モリで実現できる。
FIG. 12 shows the system configuration of this signal processing system. A delay 41 may be provided to delay the transmission data. For example, if the transmission speed of the optical transceiver module is 5
If 0 Mbps and the settling time of the servo mechanism are 60 ms, such a delay 41 can be realized by a 3 Mbit FIFO memory.

【0077】この信号処理系は、ディレイ41及び上記
LD1,光分岐素子3,7、PD6、レンズ10、アク
チュエータ11に加えて、信号検出回路42、サーボ回
路43、サンプルホールド回路44を備えている。な
お、サーボ回路43、サンプルホールド回路44及びア
クチュエータ11でサーボ機構が構成される。
This signal processing system includes a signal detecting circuit 42, a servo circuit 43, and a sample hold circuit 44 in addition to the delay 41 and the LD 1, the optical branching elements 3 and 7, the PD 6, the lens 10 and the actuator 11. . The servo circuit 43, the sample hold circuit 44 and the actuator 11 constitute a servo mechanism.

【0078】以下にその動作を簡単に説明する。外部入
力として送信信号が入力されると、信号検出回路42が
その立ち上がりを検出し、検出信号をトリガー信号とし
てサーボ回路43を動作させる。サーボ回路43には上
述のようにPD6よりサーボ信号が与えられるが、この
サーボ信号はディレイ41によりサーボ機構の整定時間
を考慮した時間だけ遅延させられている。サーボ回路4
3はサンプルホールド回路44に制御信号と整定信号を
与える。サンプルホールド回路44は整定信号が入力さ
れたタイミングで制御信号を取り込んでアクチュエータ
11に出力する。この制御信号によってアクチュエータ
11の電流値は一定に保たれる。
The operation will be briefly described below. When a transmission signal is input as an external input, the signal detection circuit 42 detects its rising edge and operates the servo circuit 43 by using the detection signal as a trigger signal. The servo signal is applied to the servo circuit 43 from the PD 6 as described above, and this servo signal is delayed by the delay 41 by a time period in which the settling time of the servo mechanism is taken into consideration. Servo circuit 4
3 gives a control signal and a settling signal to the sample hold circuit 44. The sample hold circuit 44 takes in the control signal at the timing when the settling signal is input and outputs it to the actuator 11. The current value of the actuator 11 is kept constant by this control signal.

【0079】よって、この信号処理系によれば、サーボ
機構の整定後にアクチュエータ11の電流値を一定に保
つことが可能となるので、サーボ整定後に位置制御対象
のレンズ10の位置を保ちながらアクチュエータ11の
動作を停止させることができる。ここで、サーボ回路4
3の整定判断は整定時間を内蔵するタイマーで判断した
り、或いは誤差信号の大きさで判断することにより可能
である。
Therefore, according to this signal processing system, since the current value of the actuator 11 can be kept constant after the servo mechanism is settled, the actuator 11 can be maintained while the position of the lens 10 to be position controlled is kept after the servo settling. The operation of can be stopped. Here, the servo circuit 4
The settling judgment of No. 3 can be made by a timer having a built-in settling time or by the size of the error signal.

【0080】本実施形態の光送受信モジュールにおいて
は、図12に示すシステムに代えて図13に示すシステ
ム構成をとることもできる。図13のシステムは、サー
ボ機構の動作停止時に受信光がPD9へ入射する部品配
置をとり、且つ受信時にサーボ機構を動作させないシス
テム構成になっている。
The optical transmission / reception module of this embodiment may have the system configuration shown in FIG. 13 instead of the system shown in FIG. The system shown in FIG. 13 has a system configuration in which received light is incident on the PD 9 when the operation of the servo mechanism is stopped and the servo mechanism is not operated during reception.

【0081】なお、本システムにおいても、LD1へ入
力する送信データをサーボ機構の整定時間以上遅延さ
せ、且つサーボ整定後は位置制御対象のレンズ10の位
置を保ちながらアクチュエータ11の動作を停止させる
構成をとっている。但し、サーボ回路43の動作開始は
後述のように異なっている。
Also in this system, the transmission data input to the LD 1 is delayed for the settling time of the servo mechanism or more, and after the servo settling, the operation of the actuator 11 is stopped while maintaining the position of the lens 10 to be position controlled. Is taking. However, the operation start of the servo circuit 43 is different as described later.

【0082】図13と図12を比較すれば分かるよう
に、本システムは図12のシステムに、送信信号の立ち
下がりを検出する信号検出回路45、リレー46、タイ
マー47、電源48及びスイッチ49を付加して構成さ
れている。従って、図12と対応する部分には同一の符
号を付してある。
As can be seen by comparing FIG. 13 and FIG. 12, this system includes the signal detection circuit 45 for detecting the fall of the transmission signal, the relay 46, the timer 47, the power supply 48 and the switch 49 in the system of FIG. It is configured by adding. Therefore, the parts corresponding to those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals.

【0083】アクチュエータ11は上述の通り電力の供
給がなければ、らせん状ばね17と重力や摩擦力が釣り
合う位置で静止する。この状態でPD9に受信光が入射
するように光学部品を配置すれば、サーボ機構の動作停
止時に受信光がPD9へ入射する。
As described above, the actuator 11 stands still at a position where the helical spring 17 and gravity or frictional force are balanced, unless power is supplied as described above. If the optical components are arranged so that the received light enters the PD 9 in this state, the received light enters the PD 9 when the operation of the servo mechanism is stopped.

【0084】本発明者はサーボ機構に関し、送信時は送
信光を光ファイバ15のコア径φ9.5μmの狭い領域
に入射する必要があるため、高精度な位置決め(つま
り、サーボ動作)が必要であるが、受信時は受信光をP
D9の受光領域φ75μmの広い領域に入射させればよ
く、高精度な位置決め(サーボ動作)が不要であること
を見い出した。
The inventor of the present invention relates to a servomechanism. At the time of transmission, it is necessary to make the transmitted light incident on a narrow region of the optical fiber 15 having a core diameter φ9.5 μm. Therefore, highly accurate positioning (that is, servo operation) is required. However, when receiving, the received light is P
It has been found that high-precision positioning (servo operation) is not necessary as long as it is incident on a wide area of D9 light receiving area φ75 μm.

【0085】具体例をあげると、送信時のアクチュエー
タ11の位置精度は±0.5μmが必要であるが、受信
時の位置精度は±20μmで良いため、受信時にサーボ
動作を停止させることができる。
As a specific example, the position accuracy of the actuator 11 at the time of transmission needs to be ± 0.5 μm, but since the position accuracy at the time of reception is ± 20 μm, the servo operation can be stopped at the time of reception. .

【0086】次に、本システムにおける動作を簡単に説
明する。外部入力に送信データが入力された時の動作は
図12のシステムの場合と同様であるので、ここでは説
明を省略する。但し、本システムにおいて、サーボ回路
43の動作開始は上述のトリガー信号ではなく、サーボ
回路43への電力供給で行うようにしている。
The operation of this system will be briefly described below. The operation when the transmission data is input to the external input is the same as in the case of the system of FIG. 12, and therefore the description is omitted here. However, in this system, the operation of the servo circuit 43 is started by the power supply to the servo circuit 43 instead of the above trigger signal.

【0087】即ち、送信データの入力が終了したこと
は、一定時間送信データが入力されなければ終了したと
判断できるので、これには送信データの立ち下がりでタ
イマー限時がスタートするタイマー47を設ければよ
い。そこで、本システムでは、信号検出回路45が送信
信号の立ち下がりを検出すると、この検出信号をトリガ
ー信号としてタイマー47のタイマー限時をスタートさ
せ、タイマー限時になると、リレー46にOFF信号を
出力する。すると、リレー46がスイッチ49をOFF
するので、電源48からのサーボ機構、即ち、サーボ回
路43、サンプルホールド回路44及びアクチュエータ
11への電力の供給が遮断されるので、サーボ機構の動
作が停止する。
That is, it can be judged that the input of the transmission data is completed if the transmission data is not input for a certain period of time. Therefore, a timer 47 for starting the time limit at the fall of the transmission data is provided for this. Good. Therefore, in the present system, when the signal detection circuit 45 detects the fall of the transmission signal, the detection signal is used as a trigger signal to start the timer time limit of the timer 47, and when the timer time limit is reached, an OFF signal is output to the relay 46. Then, the relay 46 turns off the switch 49.
As a result, the supply of electric power from the power source 48 to the servo mechanism, that is, the servo circuit 43, the sample hold circuit 44 and the actuator 11 is cut off, so that the operation of the servo mechanism is stopped.

【0088】(実施形態2)図14〜図17は本発明光
送受信モジュールの実施形態2を示す。図14に示すよ
うに、この光送受信モジュールは、カンパッケージ内に
機密状態に封止されたLD51、レンズ52、BS5
3、レンズ54、カンパッケージ内に機密状態に封止さ
れたPD55、レンズ56、レンズ56をXYZ3軸方
向に微調整するアクチュエータ57及びレセプタクル5
8を備え、これらの部品は光学べース59上に保持され
ている。
(Embodiment 2) FIGS. 14 to 17 show Embodiment 2 of the optical transceiver module of the present invention. As shown in FIG. 14, the optical transceiver module includes an LD 51, a lens 52, and a BS 5 which are hermetically sealed in a can package.
3, lens 54, PD 55 hermetically sealed in a can package, lens 56, actuator 57 for finely adjusting lens 56 in the XYZ three-axis directions, and receptacle 5
8 and these parts are held on an optical base 59.

【0089】図15に示すように、PD55はa〜eの
5つの分割セルからなる5分割受光素子によって構成さ
れている。より具体的には、中心の受光セルeの周囲に
4つの受光セルa〜dを均等に配置した5分割受光素子
によって構成されている。
As shown in FIG. 15, the PD 55 is composed of a five-divided light receiving element composed of five divided cells a to e. More specifically, it is configured by a five-division light receiving element in which four light receiving cells a to d are evenly arranged around the center light receiving cell e.

【0090】この光送受信モジュールの基本動作は実施
形態1の光送受信モジュールと同様であるので、以下で
は異なる点のみについて説明する。
Since the basic operation of this optical transceiver module is the same as that of the optical transceiver module of the first embodiment, only different points will be described below.

【0091】上述の図13に記すシステム構成をとれ
ば、PD6でPD9を兼用することが可能となる。そこ
で、本実施形態2では、PD55が実施形態1のPD6
とPD9とを兼用し、BS7を省略した構成となってい
る。
With the system configuration shown in FIG. 13 described above, the PD 6 can also serve as the PD 9. Therefore, in the second embodiment, the PD 55 is the PD 6 of the first embodiment.
And PD9, and BS7 is omitted.

【0092】加えて、本実施形態2では、Z軸方向のサ
ーボ信号を得る検出方法として、表1及び図16に示す
ビームサイズ法を採用しており、実施形態1のシリンド
リカルレンズ5も省略されている。なお、図16中にビ
ームサイズ法の検出原理を表記してあるので、ここでは
説明を省略する。
In addition, in the second embodiment, the beam size method shown in Table 1 and FIG. 16 is adopted as the detection method for obtaining the servo signal in the Z-axis direction, and the cylindrical lens 5 of the first embodiment is also omitted. ing. Since the detection principle of the beam size method is shown in FIG. 16, the description is omitted here.

【0093】XY2軸方向のサーボ信号を得る方法は実
施形態1と同じであるため、XYZ3軸サーボ信号を得
るためには、図15(a),(b)に示す5分割受光素
子が必要となる。
Since the method of obtaining the servo signals in the XY2-axis directions is the same as that of the first embodiment, the 5-division light receiving element shown in FIGS. 15A and 15B is required to obtain the XYZ 3-axis servo signals. Become.

【0094】各サーボ信号は図15中にa〜eで示す各
受光セルの出力をa〜eとすると、X軸サーボ信号XS
は、下記(4)式で表される。
When the outputs of the light receiving cells indicated by a to e in FIG. 15 are a to e, the respective servo signals are X axis servo signals XS.
Is expressed by the following equation (4).

【0095】XS=(a+e)−(b+d) …(4) また、Y軸サーボ信号YS、Z軸サーボ信号ZSは下記
(5)式、(6)式でそれぞれ表される。
XS = (a + e)-(b + d) (4) The Y-axis servo signal YS and the Z-axis servo signal ZS are expressed by the following equations (5) and (6), respectively.

【0096】YS=(a+b)−(e+d) …(5) ZS=(a+b+d+e)−(c) …(6) また、受光信号は(a+b+c+d)で得られる。YS = (a + b)-(e + d) (5) ZS = (a + b + d + e)-(c) (6) The light reception signal is obtained by (a + b + c + d).

【0097】(実施形態3)図17は本発明光送受信モ
ジュールの実施形態3を示す。
(Embodiment 3) FIG. 17 shows Embodiment 3 of the optical transceiver module of the present invention.

【0098】本実施形態3の光送受信モジュールは、実
施形態1のBS7に相当する光分岐素子として波長分岐
素子(以下ではBSと称する)67を用いた点のみが実
施形態1の光送受信モジュールとは異なっている。な
お、実施形態1と対応する部分には同一の符号を付して
ある。
The optical transceiver module of the third embodiment is different from the optical transceiver module of the first embodiment only in that a wavelength branching element (hereinafter referred to as BS) 67 is used as the optical branch element corresponding to BS7 of the first embodiment. Are different. The parts corresponding to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0099】ここで、本実施形態3において、LD1か
ら出射される送信光の波長λは1.3μmであるのに対
し、光ファイバ15から出射される受信光の波長λは
1.5μmであり、両者の波長は異なっている。
Here, in the third embodiment, the wavelength λ of the transmission light emitted from the LD1 is 1.3 μm, while the wavelength λ of the reception light emitted from the optical fiber 15 is 1.5 μm. , The wavelengths of both are different.

【0100】次に、この光送受信モジュールの動作を説
明する。LD1から出射された送信光はレンズ2により
平行光束とされてBS3へ入射する。BS3では10%
の光が反射するように反射膜が形成されている。従っ
て、入射光の90%の光束は直進し、波長分岐素子から
なるBS7へ入射する。
Next, the operation of this optical transceiver module will be described. The transmission light emitted from the LD1 is collimated by the lens 2 and enters the BS3. 10% for BS3
A reflective film is formed so as to reflect the light. Therefore, 90% of the light flux of the incident light goes straight and is incident on BS7 which is a wavelength branching element.

【0101】BS7は1.5μmの波長の光を反射し、
1.3μmの波長の光は反射しないように誘電体多層膜
が形成されている。従って、BS7に入射した100%
の光束がレンズ10へ入射する。入射した光束はレンズ
10にて集光され、レセプタクル12に固定された光フ
ァイバ15に入射する。そこでは、上述のように、フレ
ネル反射するので最大4%の光が反射される。
BS7 reflects light having a wavelength of 1.5 μm,
A dielectric multilayer film is formed so as not to reflect light having a wavelength of 1.3 μm. Therefore, 100% incident on BS7
The light flux of is incident on the lens 10. The incident light flux is condensed by the lens 10 and is incident on the optical fiber 15 fixed to the receptacle 12. There, as described above, Fresnel reflection is performed, so that a maximum of 4% of light is reflected.

【0102】反射光は逆の光路を経てBS3で反射さ
れ、レンズ4及びシリンドリカルレンズ5を通過し、8
分割受光素子からなるPD6に入射する。PD6へ入射
した反射光から発生する各分割セルの光電流に基づき上
記(1)式〜(3)式の演算を実行すると、XYZ3軸
方向のサーボ信号を得ることができる。
The reflected light is reflected by BS3 via the opposite optical path, passes through the lens 4 and the cylindrical lens 5, and
The light is incident on the PD 6 composed of a divided light receiving element. When the calculation of the above formulas (1) to (3) is executed based on the photocurrent of each divided cell generated from the reflected light incident on the PD 6, it is possible to obtain the servo signals in the XYZ triaxial directions.

【0103】得られたサーボ信号を基づき図示しないサ
ーボ回路がレンズ10の集光位置を光ファイバ15のコ
ア中心に合わせるようにアクチュエータ11を微調整す
る。
Based on the obtained servo signal, a servo circuit (not shown) finely adjusts the actuator 11 so that the focusing position of the lens 10 is aligned with the center of the core of the optical fiber 15.

【0104】一方、光ファイバ15から出射された受信
光は、レンズ10により平行光束とされ、入射光束の1
00%がBS7で反射され、レンズ8を通過し、収束光
としてPD9へ入射し、受信信号に変換される。
On the other hand, the received light emitted from the optical fiber 15 is made into a parallel light flux by the lens 10 and the incident light flux becomes 1
00% is reflected by the BS 7, passes through the lens 8, enters the PD 9 as converged light, and is converted into a reception signal.

【0105】(実施形態4)図18及び図19は本発明
光送受信モジュールの実施形態4を示す。本実施形態4
の光送受信モジュールは、送信光の光ファイバ端面での
反射光を2分する光分岐素子と、送受信光を2分する光
分岐素子とを1つのホログラム素子81で構成した点に
特徴を有する。
(Fourth Embodiment) FIGS. 18 and 19 show a fourth embodiment of the optical transceiver module of the present invention. Fourth Embodiment
The optical transmission / reception module is characterized in that one hologram element 81 constitutes an optical branching element that divides the reflected light of the transmitted light at the end face of the optical fiber and an optical branching element that divides the transmitted / received light into two.

【0106】図18及び図19に示すように、この光送
受信モジュールは、LD71、受光素子(PD)72及
び多分割受光素子(PD)73を内部に気密状態に封止
したカンパッケージ74と、レンズ75と、レンズ75
をXYZ3軸方向に微調整するアクチュエータ76と、
レセプタクル77と、これらの部品を保持する光学べー
ス78等によって構成されている。
As shown in FIGS. 18 and 19, this optical transceiver module includes a can package 74 in which an LD 71, a light receiving element (PD) 72 and a multi-divided light receiving element (PD) 73 are hermetically sealed. Lens 75 and lens 75
An actuator 76 for finely adjusting the XYZ three-axis directions,
It is composed of a receptacle 77 and an optical base 78 for holding these components.

【0107】次に、動作を説明する。LD71から出射
された送信光はキャップ79の内面に貼付られたカバー
ガラス80を通過した後、キャップ79の外面に貼り付
けられたホログラム光学素子81により0次光、+1次
光、−1次光の3つの拡散光束に分けられる。3つの拡
散光束はレンズ75により収束されるが、その内の0次
光のみがレセプタクル77に固定された光ファイバ82
に入射する。
Next, the operation will be described. The transmission light emitted from the LD 71 passes through the cover glass 80 attached to the inner surface of the cap 79, and then the holographic optical element 81 attached to the outer surface of the cap 79 causes the 0th order light, the + 1st order light, and the −1st order light. Is divided into three diffused light fluxes. The three diffused light fluxes are converged by the lens 75, but only the 0th-order light thereof is fixed to the receptacle 77 in the optical fiber 82.
Incident on.

【0108】ここではフレネル反射するので、最大4%
の光が反射される。反射光は上記とは逆の光路を経て、
ホログラム光学素子41により0次光、+1次光、−1
次光の3つの収束光束に分けられる。このうち、+1次
光はPD72へ、−1次光はPD73へ入射する。
Since Fresnel reflection occurs here, the maximum is 4%.
Light is reflected. The reflected light goes through the optical path opposite to the above,
The holographic optical element 41 causes 0th order light, + 1st order light, -1
It is divided into three convergent light beams of the next light. Of these, the + 1st order light enters the PD 72 and the −1st order light enters the PD 73.

【0109】PD33へ入射した反射光から発生する各
分割セルの光電流に基づき上記(4)式〜(6)式で示
す演算を行う。これにより、XYZ3軸方向のサーボ信
号を得ることができる。そして、このサーボ信号に基づ
き図示しないサーボ回路がレンズ75の集光位置を光フ
ァイバ82のコア中心に合わせるようにアクチュエータ
76を微調整する。
The calculations shown in the equations (4) to (6) are performed based on the photocurrent of each divided cell generated from the reflected light incident on the PD 33. This makes it possible to obtain servo signals in the XYZ triaxial directions. Then, based on this servo signal, a servo circuit (not shown) finely adjusts the actuator 76 so that the focus position of the lens 75 is aligned with the core center of the optical fiber 82.

【0110】一方、光ファイバ82から出射された受信
光は、レンズ75により収束光束とされ、ホログラム光
学素子41により+1次光として回折されてPD32へ
入射し、受信信号に変換される。
On the other hand, the received light emitted from the optical fiber 82 is made into a convergent light flux by the lens 75, diffracted by the holographic optical element 41 as + 1st-order light, incident on the PD 32, and converted into a received signal.

【0111】[0111]

【発明の効果】以上の本発明光送受信モジュールによれ
ば、送信光及び受信光をそれぞれ2分する光分岐素子と
受信光の検出を行う受光素子とを備えているので、1心
の光ファイバを用いた双方向通信が可能となる。よっ
て、PDSシステムに適用可能となる。
As described above, according to the optical transmitting and receiving module of the present invention, the optical branching element for dividing the transmitted light and the received light into two and the light receiving element for detecting the received light are provided. Two-way communication using is possible. Therefore, it can be applied to the PDS system.

【0112】また、特に請求項3記載の光送受信モジュ
ールによれば、光ファイバの先端、つまりその端面を凹
面又は凸面からなる曲面に加工する構成をとるので、光
ファイバへの入射角が送信光の集光位置により変化す
る。このため、見かけ上反射率が集光位置により連続的
に変化していることになるので、その方向及び移動距離
がわかる。この結果、サーボの整定時間を短くできる。
また、光ファイバのコアの表面に加工を施しても透過率
は劣化しないため光の利用効率は高い。加えて、光ファ
イバの中心はコアの面頂であるため、反射光量を直接知
ることができるので、サーボ精度を向上できる。
According to the optical transceiver module of the third aspect, in particular, since the tip of the optical fiber, that is, the end face thereof is processed into a curved surface consisting of a concave surface or a convex surface, the incident angle to the optical fiber is transmitted light. It changes depending on the light collecting position of. Therefore, the reflectance apparently continuously changes depending on the condensing position, and the direction and the moving distance can be known. As a result, the servo settling time can be shortened.
Moreover, since the transmittance does not deteriorate even if the surface of the core of the optical fiber is processed, the light utilization efficiency is high. In addition, since the center of the optical fiber is the apex of the core, the amount of reflected light can be directly known, so that the servo accuracy can be improved.

【0113】また、特に請求項4記載の光送受信モジュ
ールによれば、入力される送信データに基づきアクチュ
エータにサーボ動作を行わせると共に、発光素子に入力
される送信データをサーボ整定時間以上遅延させ、且つ
サーボ整定後は位置制御対象のレンズ又は光ファイバの
位置を保ちながらアクチュエータの動作を停止させる構
成をとるので、データが発光素子へ入力された時にはサ
ーボ機構はサーボ整定を完了しているため、送信データ
の送りこぼしは発生しない。加えて、送信信号が多分割
受光素子へ入射してもアクチュエータは整定位置を保っ
ているため、信号の送信時に多分割受光素子の受光信号
に送信信号が重複してもサーボ動作が不安定になること
はない。更には、アクチュエータが一時的に停止されて
おり、サーボ回路に流れる電流を低減できるため、消費
電力の節約が図れる。
According to the optical transmission / reception module of the fourth aspect, the actuator is caused to perform the servo operation based on the input transmission data, and the transmission data input to the light emitting element is delayed by the servo settling time or more. And after the servo settling, because the configuration of stopping the operation of the actuator while maintaining the position of the lens or optical fiber of the position control target, because the servo mechanism has completed the servo settling when the data is input to the light emitting element, No spill of transmitted data occurs. In addition, even if the transmission signal is incident on the multi-segment light receiving element, the actuator maintains the set position, so that the servo operation becomes unstable even if the transmission signal overlaps the light reception signal of the multi-segment light receiving element during signal transmission. It never happens. Furthermore, since the actuator is temporarily stopped and the current flowing through the servo circuit can be reduced, power consumption can be saved.

【0114】また、特に請求項5記載の光送受信モジュ
ールによれば、アクチュエータの動作停止時に受信光が
受光素子へ入射するように光学系を配置し、且つ受信時
にアクチュエータを動作停止状態に保つ構成をとるの
で、多分割受光素子へ光ファイバ端面からの反射光が入
射することはないので、受信信号を正しく受光できる。
In particular, according to the optical transceiver module of the fifth aspect, the optical system is arranged so that the received light enters the light receiving element when the operation of the actuator is stopped, and the actuator is kept in the stopped state at the time of reception. Therefore, since the reflected light from the end face of the optical fiber does not enter the multi-divided light receiving element, the received signal can be correctly received.

【0115】また、特に請求項6記載の光送受信モジュ
ールによれば、多分割受光素子が受光素子を兼用する構
成をとるので、安価な光送受信モジュールを実現でき
る。
Further, according to the optical transceiver module of the sixth aspect, since the multi-divided light receiving element also serves as the light receiving element, an inexpensive optical transceiver module can be realized.

【0116】また、特に請求項7記載の光送受信モジュ
ールによれば、第1の光分岐素子及び第2の光分岐素子
を1つのホログラム光学素子で形成する構成をとるの
で、安価な光送受信モジュールを実現できる。
Further, according to the optical transmitter / receiver module of the seventh aspect, since the first optical branching element and the second optical branching element are formed by one hologram optical element, the optical transmitter / receiver module is inexpensive. Can be realized.

【0117】また、特に請求項8記載の光送受信モジュ
ールによれば、第2の光分岐素子に波長分岐素子を用い
る構成をとるので、ATM−PDSシステムと呼ばれる
送信光1.3μm、受信光1.5μmの波長多重通信に
対応できる。
Further, according to the optical transceiver module of the eighth aspect, since the wavelength branching element is used as the second optical branching element, the transmitting light of 1.3 μm and the receiving light of 1 called the ATM-PDS system are used. It can support wavelength multiplexing communication of 0.5 μm.

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

【図1】本発明光送受信モジュールの実施形態1を示す
模式的側面図。
FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of an optical transceiver module of the present invention.

【図2】(a)は実施形態1の多分割受光素子のセル構
造を示す平面図、(b)はセル構造の他の例を示す平面
図。
2A is a plan view showing a cell structure of the multi-divided light receiving element of Embodiment 1, and FIG. 2B is a plan view showing another example of the cell structure.

【図3】実施形態1のレセプタクルの構造を示す断面
図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the receptacle according to the first embodiment.

【図4】(a)は実施形態1の光ファイバをフェルール
と共に示す断面図、(b)は光ファイバの他の例をフェ
ルールと共に示す断面図。
4A is a sectional view showing the optical fiber of Embodiment 1 together with a ferrule, and FIG. 4B is a sectional view showing another example of the optical fiber together with a ferrule.

【図5】実施形態1のアクチュエータの構造を一部を破
断して示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing a partially broken structure of the actuator according to the first embodiment.

【図6】アクチュエータの他の例を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing another example of the actuator.

【図7】光ファイバの他の例をフェルールと共に示す断
面図。
FIG. 7 is a sectional view showing another example of an optical fiber together with a ferrule.

【図8】(a)〜(c)は実施形態1の光送受信モジュ
ールにおいてXY軸方向のサーボ信号を得る方法を説明
するための図。
8A to 8C are views for explaining a method of obtaining a servo signal in the XY axis directions in the optical transceiver module according to the first embodiment.

【図9】縦軸に差信号を、横軸に変位をとってXY軸方
向のサーボ信号のSカーブを示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing an S curve of a servo signal in the XY axis directions, where the vertical axis represents the difference signal and the horizontal axis represents the displacement.

【図10】実施形態1の光送受信モジュールにおいてZ
軸方向のサーボ信号を得る方法を説明するための図。
FIG. 10 is a diagram showing the optical transmission / reception module according to the first embodiment, Z
The figure for demonstrating the method of obtaining the servo signal of an axial direction.

【図11】Z軸方向のサーボ信号を得る方法を説明する
ため図。
FIG. 11 is a diagram for explaining a method of obtaining a servo signal in the Z-axis direction.

【図12】発光素子であるLDへ入力する送信データを
サーボ機構の整定時間以上遅延させ、且つサーボ整定後
は位置制御対象のレンズの位置を保ちながらアクチュエ
ータの動作を停止させるシステムのブロック図。
FIG. 12 is a block diagram of a system in which transmission data input to an LD, which is a light emitting element, is delayed for a settling time of a servo mechanism or more, and after the servo settling, the operation of an actuator is stopped while maintaining the position of a lens whose position is to be controlled.

【図13】サーボ機構の動作停止時に受信光がPDへ入
射する部品配置をとり、且つ受信時にサーボ機構を動作
させないシステムのブロック図。
FIG. 13 is a block diagram of a system in which components are arranged such that received light enters a PD when the operation of the servo mechanism is stopped, and the servo mechanism is not operated during reception.

【図14】本発明光送受信モジュールの実施形態2を示
す模式的側面図。
FIG. 14 is a schematic side view showing a second embodiment of the optical transceiver module of the present invention.

【図15】(a)は実施形態2の多分割受光素子のセル
構造を示す平面図、(b)はセル構造の他の例を示す平
面図。
15A is a plan view showing a cell structure of the multi-divided light receiving element of Embodiment 2, and FIG. 15B is a plan view showing another example of the cell structure.

【図16】実施形態2の光送受信モジュールにおいてZ
軸方向のサーボ信号を得る方法を説明するための図。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an optical transceiver module according to a second embodiment in which Z
The figure for demonstrating the method of obtaining the servo signal of an axial direction.

【図17】本発明光送受信モジュールの実施形態3を示
す模式的側面図。
FIG. 17 is a schematic side view showing a third embodiment of the optical transceiver module of the present invention.

【図18】本発明光送受信モジュールの実施形態4を示
す側面断面図。
FIG. 18 is a side sectional view showing a fourth embodiment of the optical transceiver module of the present invention.

【図19】図18のカンパッケージを拡大して示す側面
断面図。
FIG. 19 is an enlarged side sectional view showing the can package of FIG.

【図20】PDSシステムを示すシステム構成図。FIG. 20 is a system configuration diagram showing a PDS system.

【図21】光送受信モジュールの第1従来例を示す側面
断面図。
FIG. 21 is a side sectional view showing a first conventional example of an optical transceiver module.

【図22】光送受信モジュールの第2従来例を示す模式
的側面図。
FIG. 22 is a schematic side view showing a second conventional example of the optical transceiver module.

【図23】光ファイバを示す斜視図。FIG. 23 is a perspective view showing an optical fiber.

【図24】光ファイバの断面図。FIG. 24 is a sectional view of an optical fiber.

【図25】第2従来例の問題点を説明するための図。FIG. 25 is a diagram for explaining a problem of the second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51 半導体レーザー素子(LD) 2,4,8,10,52,54,56,74 レンズ 3,7,53 光分岐素子(BS) 5 シリンドリカルレンズ 6,55 多分割受光素子 9 受光素子 10 レンズ 11,57,76 アクチュエータ 12,58,77 レセプタクル 13,59,78 光学べース 14 フェルール 15,82 光ファイバ 15a 光ファイバの端面に形成された凸面 15b 光ファイバの端面に形成された凹面 15c 光ファイバのコア 41 ディレイ 42 信号検出回路 43 サーボ回路 44 サンプルホールド回路 45 信号検出回路 46 リレー 47 タイマー 48 電源 49 スイッチ 67 波長分岐素子 81 ホログラム素子 1,51 Semiconductor laser device (LD) 2,4,8,10,52,54,56,74 lens 3,7,53 Optical branching element (BS) 5 Cylindrical lens 6,55 Multi-divided photo detector 9 Light receiving element 10 lenses 11,57,76 Actuator 12,58,77 Receptacle 13,59,78 Optical Base 14 Ferrule 15,82 optical fiber 15a Convex surface formed on end face of optical fiber 15b Concave surface formed on end face of optical fiber 15c Optical fiber core 41 delay 42 Signal detection circuit 43 Servo circuit 44 Sample and hold circuit 45 Signal detection circuit 46 relay 47 timer 48 power 49 switch 67 Wavelength splitter 81 Hologram element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/14 10/24 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 6/42 G02B 13/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H04B 10/14 10/24 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/28 H04J 14/00-14/08 G02B 6/42 G02B 13/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1本の光ファイバを送受信で兼用して双
方向通信を行う光送受信モジュールにおいて、 送信光を発光する発光素子と、 該送信光が導かれる該光ファイバ端面での反射光を2分
する第1の光分岐素子と、 該光ファイバ端面からの反射光を受光する多分割受光素
子と、 該発光素子と該光ファイバとの間に配置され、送受信光
を2分する第2の光分岐素子、受信光を受光する受光素
子及び送受信光を集光するレンズと、 該レンズ又は該光ファイバを少なくとも光軸に直交する
2軸方向に移動させるサーボ動作を行うアクチュエータ
とを備え、 前記光ファイバの先端は凹面又は凸面からなる曲面に加
工され、前記送信光の該光ファイバ端面での反射光量が
該送信光の集光位置により変化することを前記多分割受
光素子で検出し、該多分割受光素子の検出信号に基づき
前記アクチュエータにサーボ動作を行わせる、 光送受信
モジュール。
1. An optical transmission / reception module for performing bidirectional communication by using a single optical fiber for both transmission and reception, wherein a light emitting element that emits transmission light and a reflection light at the end face of the optical fiber through which the transmission light is guided are provided. A first light splitting element that divides the light into two, a multi-divided light receiving element that receives the reflected light from the end face of the optical fiber, and a second light splitting element that is arranged between the light emitting element and the optical fiber and divides the transmitted and received light into two. Optical branching element, a light receiving element for receiving received light, a lens for condensing transmitted / received light, and an actuator for performing a servo operation for moving the lens or the optical fiber in at least two axial directions orthogonal to the optical axis.
And the tip of the optical fiber is added to a curved surface consisting of a concave surface or a convex surface.
The amount of reflected light of the transmitted light at the end face of the optical fiber
The multi-division reception that changes depending on the focus position of the transmitted light
It is detected by the optical element and based on the detection signal of the multi-divided light receiving element
An optical transceiver module that causes the actuator to perform a servo operation .
【請求項2】 前記アクチュエータは前記レンズ又は前
記光ファイバを光軸及び該光軸に直交する2軸方向に移
動させる3軸サーボ動作を行うアクチュエータである請
求項1記載の光送受信モジュール。
2. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the actuator is an actuator that performs a triaxial servo operation that moves the lens or the optical fiber in an optical axis and in two axial directions orthogonal to the optical axis.
【請求項3】 入力される送信データに基づき前記アク
チュエータにサーボ動作を行わせると共に、前記発光素
子に入力される該送信データをサーボ整定時間以上遅延
させ、且つサーボ整定後は位置制御対象の前記レンズ又
は前記光ファイバの位置を保ちながら前記アクチュエー
タの動作を停止させる請求項1または請求項2に記載の
光送受信モジュール。
3. The actuator is caused to perform a servo operation based on input transmission data, the transmission data input to the light emitting element is delayed by a servo settling time or more, and after the servo settling, the position control target is moved. lens or an optical transceiver module according to claim 1 or claim 2 stops the operation of the actuator while maintaining the position of the optical fiber.
【請求項4】 前記アクチュエータのサーボ動作停止時
に前記受信光が前記受光素子へ入射するように、前記第
2の光分岐素子を配置し、且つ受信時に該アクチュエー
タをサーボ動作停止状態に保つ請求項1〜請求項3のい
ずれかに記載の光送受信モジュール。
4. The first light receiving element is configured so that the received light enters the light receiving element when the servo operation of the actuator is stopped .
The optical transceiver module according to any one of claims 1 to 3 , wherein two optical branching elements are arranged and the actuator is kept in a servo operation stopped state during reception.
【請求項5】 前記多分割受光素子が前記受光素子を兼
用する請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光送受信
モジュール。
5. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the multi-divided light receiving element also serves as the light receiving element.
【請求項6】 前記第1の光分岐素子及び前記第2の光
分岐素子が1つのホログラム光学素子で形成されている
請求項1〜請求項5のいずれかに記載の光送受信モジュ
ール。
6. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the first optical branching element and the second optical branching element are formed by one hologram optical element.
【請求項7】 前記第2の光分岐素子が波長分岐素子で
ある請求項1〜請求項6のいずれかに記載の光送受信モ
ジュール。
7. The optical transceiver module according to claim 1, wherein the second optical branching element is a wavelength branching element.
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