JP3573314B2 - Optical transceiver - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを用いた一芯双方向光通信回線に用いられる光送受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバを用いた双方向光通信の方式として、1本の光ファイバを用いて双方向の光信号の伝送を行う一芯双方向光通信回線方式がある。一芯双方向光通信回線では、2つの光送受信装置間が1本の光ファイバで接続される。一芯双方向光通信回線における光送受信装置としては、図7および図8に示すようなものが考えられている。図7は光送受信装置の一例の要部を示す側面図、図8は図7に示した光送受信装置の要部の斜視図である。この光送受信装置は、例えばシリコン半導体やガリウムヒ素半導体からなり、上面部に受光素子としてのフォトダイオード102が形成された半導体基板101と、この半導体基板101上に接合されたプリズム103と、半導体基板101上に接合された直方体形状の半導体素子104と、この半導体素子104上に接合された発光素子としてのレーザダイオード105と、レーザダイオード105から出射され、他の光送受信装置に対して送信するための第1の光信号L1 を、通信回線となる光ファイバ106の端面に入射させると共に、光ファイバ106を介して他の光送受信装置から送られ、光ファイバ106の端面より出射される第2の光信号L2 を集光してフォトダイオード102に導くためのレンズ107とを備えている。
【0003】
プリズム103は、半導体基板101上において、フォトダイオード102の上に配置されている。半導体素子104は、プリズム103の側方に配置され、レーザダイオード105は、プリズム103側に向けて第1の光信号L1 を出射するように配置されている。プリズム103は、レーザダイオード105に対向する側に、例えば半導体基板101の上面に対して45°をなす斜面が形成され、この斜面にハーフミラー面103aが形成されている。なお、光ファイバ106としては、例えば大口径のプラスチック光ファイバが用いられる。
【0004】
このように構成された光送受信装置では、図示しない駆動回路によってレーザダイオード105が駆動されて、このレーザダイオード105より第1の光信号L1 が出射される。この第1の光信号L1 は、例えば開口数0.1でプリズム103のハーフミラー面103aに入射し、ここで例えば光量の略50%が反射され、レンズ107に入射する。この第1光信号L1 は、レンズ107で集光され、例えば開口数0.1で光ファイバ106に入射する。なお、レーザダイオード105から出射する際の第1の光信号L1 の開口数は、レーザダイオード105によって決まる。
【0005】
一方、光ファイバ106を介して他の光送受信装置から送られてきた第2の光信号L2 は、例えば開口数0.3で光ファイバ106より出射される。この第2の光信号L2 は、レンズ107で例えば開口数0.3となるように集光され、プリズム103のハーフミラー面103aに入射し、例えば光量の略50%が透過して、フォトダイオード102に入射し、このフォトダイオード102によって電気信号に変換される。なお、光ファイバ106から出射する際の第2の光信号L2 の開口数は、光ファイバ106によって決まる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
光送受信装置では、小型化および高信頼性の確保が要望されている。ところが、図7および図8に示したような光送受信装置では、レンズ107通過後の第2の光信号L2 の開口数が小さいため、フォトダイオード102に入射する際の第2の光信号L2 の光径(光束の径)が大きなってしまう。一般に、フォトダイオードは、寸法が大きいほど、基板との間の寄生容量が大きくなって動作速度が遅くなるため、第2の光信号L2 の光径に合わせてフォトダイオード102の寸法を大きくしたのでは、光送受信装置の大型化をまねくと共に、フォトダイオード102の動作速度が遅くなり、信頼性が低くなるという問題点がある。更に、図7および図8に示したような光送受信装置では、第2の光信号L2 の光径に合わせてプリズム103の寸法も大きくする必要があり、光送受信装置が大型化してしまうという問題点がある。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、受光素子に対する光信号の入射光径を小さくすることによって、小型化および高信頼性の確保を可能とした光送受信装置を提供することにある。
【0009】
請求項1記載の光送受信装置は、第1の光信号を出射するための発光素子と、第2の光信号を受光するための受光素子と、発光素子より出射される第1の光信号を集光して光ファイバの端面に入射させ且つ光ファイバの端面より出射される第2の光信号を集光して受光素子に導くと共に、第2の光信号における光束の外側部分について、受光素子入射時における開口数を光ファイバ出射時における開口数よりも大きくする光学系とを備えたものである。この光学系は、発光素子より出射される第1の光信号の光路と受光素子に入射する第2の光信号の光路とを分離する第1の光学素子と、この第1の光学素子を経由した第1の光信号を集光して光ファイバに導くと共に光ファイバの端面より出射される第2の光信号を集光して第1の光学素子に導く第2の光学素子とを有し、第2の光学素子は、主に第1の光信号が通過する中央部分と主に第2の光信号における光束の外側部分が通過する周辺部分とを含み、周辺部分が中央部分に比べて焦点距離が短くなるように構成されているものである。
【0011】
請求項1記載の光送受信装置では、発光素子より出射された第1の光信号は、光学系によって集光されて光ファイバの端面に入射する。また、光ファイバを介して送られてくる第2の光信号は、光学系によって集光されて受光素子に導かれ、受光素子によって受光される。光学系は、第2の光信号における光束の外側部分について、受光素子入射時における開口数を光ファイバ出射時における開口数よりも大きくし、これにより、受光素子に対する第2の光信号の入射光径が小さくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る光送受信装置の構成を示す断面図、図2は図1に示した光送受信装置の要部の斜視図である。本実施の形態に係る光送受信装置は、大口径のプラスチックファイバを通信回線とした宅内・構内通信網等に用いるのに好適なものである。この光送受信装置は、ハウジング11を備え、このハウジング11にはコネクタ部12が設けられている。このコネクタ部12には、一芯双方向光通信回線における通信回線となる光ファイバ1の端部に設けられたコネクタ2が着脱自在に接続されるようになっている。なお、光ファイバ1としては、例えば大口径のプラスチック光ファイバが用いられる。
【0013】
ハウジング11内には、例えばシリコン半導体やガリウムヒ素半導体からなる半導体基板21と、この半導体基板21の上面部に形成された受光素子としてのフォトダイオード22と、半導体基板21上に接合された第1の光学素子としてのプリズム23と、半導体基板21上に接合された直方体形状の半導体素子24と、この半導体素子24上に接合された発光素子としてのレーザダイオード25と、レーザダイオード25から出射され、他の光送受信装置に対して送信するための第1の光信号L1 を、光ファイバ1の端面の手前の所定位置で一旦収束させた後、光ファイバ1の端面に入射させると共に、光ファイバ1を介して他の光送受信装置から送られ、光ファイバ1の端面より出射される第2の光信号L2 を集光してフォトダイオード22に導くための第2の光学素子としてのレンズ27と、第1の光信号L1 が収束される位置に配置され、第2の光信号L2 の見かけの出射位置を光ファイバ1の端面位置よりもレンズ27に対して遠ざける第3の光学素子としてのレンズ28とが設けられている。レンズ27およびレンズ28は、第1の光信号L1 および第2の光信号L2 と光ファイバ1とを最適に結合するようになっている。
【0014】
プリズム23は、半導体基板21上において、フォトダイオード22の上に配置されている。半導体素子24は、プリズム23の側方に配置され、レーザダイオード25は、プリズム23側に向けて第1の光信号L1 を出射するように配置されている。プリズム23は、レーザダイオード25に対向する側に、例えば半導体基板21の上面に対して45°をなす斜面が形成され、この斜面にハーフミラー面23aが形成されている。
【0015】
ハウジング11内の上記各構成部材は、パッケージ13およびレンズ支持枠14によって一体化されている。すなわち、半導体基板21はパッケージ13内の底部に固着され、レンズ27はパッケージ13の上面部に取り付けられている。また、レンズ28は、レンズ27を囲うようにパッケージ13の上面部に固着されたレンズ支持枠14によって支持されている。パッケージ13は、ハウジング11の内面に対して固定されている。
【0016】
次に、本実施の形態に係る光送受信装置の作用について説明する。レーザダイオード25は、図示しない駆動回路によって駆動されて、第1の光信号L1 を出射する。この第1の光信号L1 は、例えば開口数0.1でプリズム23のハーフミラー面23aに入射し、ここで例えば光量の略50%が反射され、レンズ27に入射する。この第1光信号L1 は、レンズ27によって、例えば開口数0.1で集光され、光ファイバ1の端面の手前の所定位置、すなわちレンズ28の中心位置で一旦収束した後、光ファイバ1の端面に入射する。なお、光ファイバ1の端面位置は、第1光信号L1 の入射光径が光ファイバ1のコアの径を越えないように設定される。また、レーザダイオード25から出射する際の第1の光信号L1 の開口数は、レーザダイオード25によって決まる。
【0017】
一方、光ファイバ1を介して他の光送受信装置から送られてきた第2の光信号L2 は、例えば開口数0.3で光ファイバ1の端面より出射される。この第2の光信号L2 は、まずレンズ28によって集光され、更にレンズ27によって集光されて、プリズム23のハーフミラー面23aに入射し、例えば光量の略50%が透過して、フォトダイオード22に入射し、このフォトダイオード22によって電気信号に変換される。なお、光ファイバ1から出射する際の第2の光信号L2 の開口数は、光ファイバ1によって決まる。
【0018】
本実施の形態に係る光送受信装置では、第1の光信号L1 の出射位置であるレーザダイオード25の位置と、第1の光信号L1 の収束位置であるレンズ28の位置は、レンズ27に対して対象な位置関係にある。すなわち、レーザダイオード25の位置をレンズ27に対する物点、レンズ28の位置をレンズ27に対する像点とすると、レンズ27の中心から物点までの距離とレンズ27の中心から像点までの距離は等しくなっている。従って、第1の光信号L1 のレンズ27入射前後の開口数は、共に例えば0.1であり、等しくなっている。一方、第2の光信号L2 の出射位置である光ファイバ1の端面の位置は、第1の光信号L1 の収束位置であるレンズ28の位置よりもレンズ27に対して若干遠くなっている。更に、レンズ28の作用により、第2の光信号L2 の見かけの出射位置は、光ファイバ1の端面位置よりもレンズ27に対して遠ざけられている。従って、第2の光信号L2 の見かけの出射位置をレンズ27に対する物点、レンズ27通過後の第2の光信号L2 の収束位置を像点とすると、レンズ27の中心から像点までの距離は、レンズ27の中心から物点までの距離よりも短くなり、光ファイバ1より開口数0.3で出射された第2の光信号L2 は、レンズ27によって開口数0.3+α(αは正の数)で集光されることになる。ここで、αは、第2の光信号L2 の見かけの出射位置がレンズ27に対して遠ざけられていることによる効果分である。その結果、フォトダイオード22上における第2の光信号L2 の光径は、図7および図8に示した光送受信装置に比べて小さくなる。
【0019】
例えばα=0.1とし、レンズ28を設けずに図7および図8と同様に構成した場合におけるフォトダイオード22上における第2の光信号L2 の開口面積と、レンズ28を設けて図1および図2に示したように構成した場合におけるフォトダイオード22上における第2の光信号L2 の開口面積との比を、9:1と設定すると、本実施の形態に係る光送受信装置によれば、第2の光信号L2 は、レンズ27で開口数0.4で集光され、フォトダイオード22上における第2の光信号L2 の光径は、図7および図8に示した光送受信装置に比べて、√(1/9)≒33%に縮小する。なお、第2の光信号L2 は、必ずしもフォトダイオード22上において収束する必要はなく、フォトダイオード22に到達する前に一旦収束しても良いし、収束せずにフォトダイオード22に到達しても良い。
【0020】
なお、第1の光信号L1 は、レンズ28の中心位置で収束してレンズ28を通過するので、レンズ28の中心部分はほとんど平坦であるとみなすと、第1の光信号L1 は、そのままレンズ28を通過することになり、第1の光信号L1 はレンズ28によって影響を受けない。なお、レンズ28の中心部分を平坦に加工するか、レンズ28の中心部分に微小な孔をあければ、レンズ28の第1の光信号L1 に与える影響を完全を除去することができる。
【0021】
以上説明したように、本実施の形態に係る光送受信装置によれば、第1の光信号L1 の光ファイバ1への入射光径を適当な大きさに保ちながら、第2の光信号L2 のフォトダイオード22への入射光径のみを例えば33%に縮小することができる。その結果、フォトダイオード22およびプリズム23の小型化が可能となると共に、フォトダイオード22の小型化によりフォトダイオード22の動作速度が速くなり、光送受信装置の小型化および高信頼性の確保が可能となる。
【0022】
図3は、本実施の形態に係る光送受信装置の第1の変形例における要部を示す説明図である。図1および図2に示した光送受信装置では、1枚の半導体基板21上にフォトダイオード22,プリズム23およびレーザダイオード25を集積して、装置の小型化を図っているが、これらの構成部材は、互いに分離されていても良い。図3に示した第1の変形例は、プリズム23の代わりにハーフミラー31を設けると共に、フォトダイオード22,レーザダイオード25およびハーフミラー31を一体化せずに分離して設けた例である。この第1の変形例における作用は、第1の実施の形態と同様である。
【0023】
図4は、本実施の形態に係る光送受信装置の第2の変形例における要部を示す説明図である。この第2の変形例は、第1の変形例におけるフォトダイオード22とレーザダイオード25の位置を入れ替えた例である。この第2の変形例では、レーザダイオード25から出射された第1の光信号L1 は、ハーフミラー31で例えば光量の略50%が透過してレンズ27に入射し、第2の光信号L2 はハーフミラー31で例えば光量の略50%が反射されてフォトダイオード22に入射する。
【0024】
図5は本発明の第2の実施の形態に係る光送受信装置の構成を示す断面図である。本実施の形態に係る光送受信装置では、レンズ28を、第1の光信号L1 の収束位置よりもレンズ27側に配置している。この場合、レンズ28は、レンズ27と協働して、第1の光信号L1 を光ファイバ1の端面の手前の所定位置で一旦収束させた後、光ファイバ1の端面に入射させると共に、第1の実施の形態と同様に第2の光信号L2 の見かけの出射位置を光ファイバ1の端面位置よりもレンズ27に対して遠ざける機能を有する。
【0025】
本実施の形態に係る光送受信装置では、第1の光信号L1 は、プリズム23のハーフミラー面23aで例えば光量の略50%が反射され、レンズ27およびレンズ28によって集光され、光ファイバ1の端面の手前の所定位置で一旦収束した後、光ファイバ1の端面に入射する。なお、第1の実施の形態と同様に、光ファイバ1の端面位置は、第1光信号L1 の入射光径が光ファイバ1のコアの径を越えないように設定される。一方、光ファイバ1を介して他の光送受信装置から送られてきた第2の光信号L2 は、光ファイバ1の端面より出射され、レンズ28およびレンズ27によって集光され、プリズム23のハーフミラー面23aで例えば光量の略50%が透過して、フォトダイオード22に入射する。
【0026】
本実施の形態においても、第2の光信号L2 の見かけの出射位置をレンズ27に対する物点、レンズ27通過後の第2の光信号L2 の収束位置を像点とすると、レンズ27の中心から像点までの距離は、レンズ27の中心から物点までの距離よりも短くなり、光ファイバ1より例えば開口数0.3で出射された第2の光信号L2 は、レンズ27によって開口数0.3+α(αは正の数)で集光されることになる。その結果、フォトダイオード22上における第2の光信号L2 の光径は、図7および図8に示した光送受信装置に比べて小さくなる。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は第1の実施の形態と同様である。
【0027】
図6は本発明の第3の実施の形態に係る光送受信装置の構成を示す断面図である。本実施の形態に係る光送受信装置では、第1の実施の形態におけるレンズ28およびレンズ支持枠14を設けておらず、また、第1の実施の形態におけるレンズ27の代わりに、レンズ41を設けている。このレンズ41は、主に第1の光信号L1 が通過する中央部分41aと、主に第2の光信号L2 における光束の外側部分が通過する周辺部分41bとを含み、周辺部分41bが中央部分41aに比べて焦点距離が短くなるように設計されている。このレンズ41を、図7および図8に示した光送受信装置におけるレンズ107と比較すると、中央部分41aの焦点距離はレンズ107と同様であるが、周辺部分41bの焦点距離はレンズ107の焦点距離よりも短くなっている。
【0028】
本実施の形態に係る光送受信装置では、レーザダイオード25より例えば開口数0.1で出射された第1の光信号L1 は、プリズム23のハーフミラー面23aで例えば光量の略50%が反射され、レンズ27の中央部分41aに入射して集光され、略光ファイバ1の端面位置で収束するように、光ファイバ1の端面に入射する。一方、光ファイバ1を介して他の光送受信装置から送られてきた第2の光信号L2 は、光ファイバ1の端面より例えば開口数0.3で出射され、レンズ27の中央部分41aおよび周辺部分41bに入射する。ここで、第2の光信号L2 のうち、レンズ41において焦点距離の短い周辺部分41bを通過する光束の外側部分は、0.3よりも大きい開口数で集光され、プリズム23のハーフミラー面23aで例えば光量の略50%が透過して、フォトダイオード22に入射する。従って、第2の光信号L2 における光束の外側部分のフォトダイオード22入射時の光径は、図7および図8に示した光送受信装置の場合に比べて小さくなる。なお、第2の光信号L2 のうちレンズ41の中央部分41aを通過する部分は、例えば開口数0.3で集光されてフォトダイオード22に入射するが、第2の光信号L2 のうちレンズ41の中央部分41aを通過する部分の光径は第2の光信号L2 全体の光径に比べて元々小さいので、フォトダイオード22入射時の光径は、やはり図7および図8に示した光送受信装置の場合に比べて小さくなる。
【0029】
このように、本実施の形態に係る光送受信装置によれば、第1の光信号L1 の光ファイバ1への入射光径を適当な大きさに保ちながら、第2の光信号L2 のフォトダイオード22への入射光径のみを縮小することができる。なお、本実施の形態において、レンズ41の代わりに、単一の焦点距離を有するレンズの中央部分に小径の凹レンズを接合して、レンズ41と同等の機能を有するように構成したものを用いても良いし、レンズ41と同等の機能を有するように形成したホログラムを用いても良い。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は第1の実施の形態と同様である。
【0030】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、例えば、発光素子としては、レーザダイオードの代わりに発光ダイオード(LED)等を用いても良い。また、また、本発明は、プラスチック光ファイバ以外の大口径光ファイバを通信回線とした宅外・公衆通信網等、一芯双方向光通信回線全般に適用することができる。
【0032】
請求項1に記載の光送受信装置によれば、発光素子より出射される第1の光信号を集光して光ファイバの端面に入射させ且つ光ファイバの端面より出射される第2の光信号を集光して受光素子に導くと共に、第2の光信号における光束の外側部分について、受光素子入射時における開口数を光ファイバ出射時における開口数よりも大きくする光学系を備えたので、受光素子に対する第2の光信号の入射光径が小さくなり、その結果、受光素子や光学系を構成する光学部材の小型化が可能となり、光送受信装置の小型化および高信頼性の確保が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光送受信装置の構成を示す断面図である。
【図2】図1に示した光送受信装置の要部の斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る光送受信装置の第1の変形例における要部を示す説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る光送受信装置の第2の変形例における要部を示す説明図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る光送受信装置の構成を示す断面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る光送受信装置の構成を示す断面図である。
【図7】光送受信装置の一例の要部を示す側面図である。
【図8】図7に示した光送受信装置の要部の斜視図である。
【符号の説明】
1…光ファイバ、21…半導体基板、22…フォトダイオード、23…プリズム、23a…ハーフミラー面、25…レーザダイオード、27…レンズ、28…レンズ、L1 …第1の光信号、L2 …第2の光信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmitting / receiving device used for a single-core bidirectional optical communication line using an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
As a bidirectional optical communication system using an optical fiber, there is a single-core bidirectional optical communication line system that transmits a bidirectional optical signal using a single optical fiber. In a single-core bidirectional optical communication line, two optical transceivers are connected by one optical fiber. As an optical transmission / reception device in a single-core bidirectional optical communication line, those shown in FIGS. 7 and 8 are considered. FIG. 7 is a side view showing a main part of an example of the optical transceiver, and FIG. 8 is a perspective view of a main part of the optical transceiver shown in FIG. This optical transceiver includes, for example, a
[0003]
The
[0004]
In this configuration optical transceiver as is the
[0005]
On the other hand, the second optical signal L 2 via the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In optical transmission and reception devices, miniaturization and high reliability are required. However, in the optical transmitting and receiving device as shown in FIGS. 7 and 8, since the lens 107 a second numerical aperture of the optical signal L 2 after passing through a small, second optical signal L at the time of entering the
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical transmitting and receiving apparatus capable of ensuring miniaturization and ensuring high reliability by reducing the incident light diameter of an optical signal to a light receiving element. Is to do.
[0009]
請 Motomeko 1 optical transceiver according includes a light emitting element for emitting a first optical signal, a light receiving element for receiving the second optical signal, a first optical signal emitted from the light emitting element Is condensed and made incident on the end face of the optical fiber, and a second optical signal emitted from the end face of the optical fiber is condensed and guided to the light receiving element. An optical system for increasing the numerical aperture when the element enters the optical fiber than the numerical aperture when exiting the optical fiber. The optical system includes a first optical element that separates an optical path of a first optical signal emitted from a light emitting element from an optical path of a second optical signal incident on a light receiving element, and the optical path passing through the first optical element. A second optical element that condenses the first optical signal and guides it to the optical fiber, and condenses a second optical signal emitted from the end face of the optical fiber and guides the second optical signal to the first optical element. , The second optical element mainly includes a central portion through which the first optical signal passes and a peripheral portion through which the outer portion of the light beam in the second optical signal mainly passes, and the peripheral portion is smaller than the central portion. The focal length is configured to be short.
[0011]
In the optical transceiver of 請 Motomeko 1 wherein the first optical signal emitted from the light emitting element is condensed and enters the end face of the optical fiber by the optical system. Further, the second optical signal sent via the optical fiber is condensed by the optical system, guided to the light receiving element, and received by the light receiving element. The optical system increases the numerical aperture of the second light signal outside the light beam at the time of incidence on the light receiving element to be larger than the numerical aperture at the time of exiting the optical fiber. The diameter becomes smaller.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical transceiver according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a main part of the optical transceiver shown in FIG. The optical transmitting and receiving apparatus according to the present embodiment is suitable for use in a home / premises communication network or the like using a large-diameter plastic fiber as a communication line. The optical transceiver includes a
[0013]
In the
[0014]
The
[0015]
The above components in the
[0016]
Next, the operation of the optical transceiver according to the present embodiment will be described. The
[0017]
On the other hand, the second optical signal L 2 via the optical fiber 1 has been sent from another optical transceiver is emitted from the end face of the optical fiber 1, for example a numerical aperture of 0.3. The second optical signal L 2 is first focused by a
[0018]
In the optical transmitting and receiving apparatus according to this embodiment, the position of the first position of the
[0019]
For example, the alpha = 0.1, and a second opening area of the light signal L 2 on the
[0020]
The first optical signal L 1, since converge at the center of the
[0021]
As described above, according to the optical transmitting and receiving apparatus according to the present embodiment, while keeping the incident light diameter of the first to the optical fiber 1 of the optical signal L 1 to a suitable size, the second optical signal L Only the diameter of light incident on the second
[0022]
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a main part of a first modification of the optical transceiver according to the present embodiment. 1 and 2, the
[0023]
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a main part of a second modification of the optical transceiver according to the present embodiment. The second modification is an example in which the positions of the
[0024]
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the optical transceiver according to the second embodiment of the present invention. In the optical transmitting and receiving apparatus according to the present embodiment,
[0025]
In the optical transmitting and receiving apparatus according to this embodiment, the first optical signal L 1 is approximately 50% of the half-
[0026]
Also in this embodiment, the object point of the exit position of the second optical signal L 2 apparent with respect to the
[0027]
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical transceiver according to a third embodiment of the present invention. In the optical transmitting and receiving apparatus according to the present embodiment, the
[0028]
In the optical transmitting and receiving apparatus according to the present embodiment, for example, approximately 50% of the light amount of the first optical signal L 1 emitted from the
[0029]
Thus, according to the optical transmitting and receiving apparatus according to the present embodiment, while keeping the incident light diameter of the first to the optical fiber 1 of the optical signal L 1 to a suitable size, the second optical signal L 2 Only the diameter of light incident on the
[0030]
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, a light emitting diode (LED) may be used instead of a laser diode as a light emitting element. Further, the present invention can be applied to all single-core bidirectional optical communication lines, such as outside-home / public communication networks using large-diameter optical fibers other than plastic optical fibers as communication lines.
[0032]
According to the optical transmitter-receiver according to 請 Motomeko 1, second light emitted from the end face of and optical fiber to be incident by condensing a first optical signal emitted from the light-emitting element on the end face of the optical fiber Since the optical system condenses the signal and guides it to the light receiving element, and for the outer part of the light beam in the second optical signal, the optical system has a numerical aperture at the time of incidence of the light receiving element larger than the numerical aperture at the time of exiting the optical fiber. The diameter of the incident light of the second optical signal on the light receiving element is reduced, and as a result, the light receiving element and the optical members constituting the optical system can be reduced in size, and the optical transceiver can be reduced in size and high reliability can be secured. This has the effect of becoming
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical transceiver according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the optical transceiver shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a main part of a first modified example of the optical transceiver according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a main part of a second modified example of the optical transceiver according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical transceiver according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical transceiver according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing a main part of an example of the optical transceiver.
FIG. 8 is a perspective view of a main part of the optical transceiver shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
1 ... optical fiber, 21 ... semiconductor substrate, 22 ... photodiode, 23 ... prisms, 23a ... half mirror surface, 25 ... laser diode, 27 ... lens, 28 ... lens, L 1 ... first optical signal, L 2 ... Second optical signal
Claims (1)
前記第1の光信号を出射するための発光素子と、
前記第2の光信号を受光するための受光素子と、
前記発光素子より出射される第1の光信号を集光して前記光ファイバの端面に入射させ且つ前記光ファイバの端面より出射される第2の光信号を集光して前記受光素子に導くと共に、第2の光信号における光束の外側部分について、前記受光素子入射時における開口数を前記光ファイバ出射時における開口数よりも大きくする光学系と
を備え、
前記光学系は、前記発光素子より出射される第1の光信号の光路と前記受光素子に入射する第2の光信号の光路とを分離する第1の光学素子と、この第1の光学素子を経由した第1の光信号を集光して前記光ファイバに導くと共に前記光ファイバの端面より出射される第2の光信号を集光して前記第1の光学素子に導く第2の光学素子とを有し、前記第2の光学素子は、主に第1の光信号が通過する中央部分と主に第2の光信号における光束の外側部分が通過する周辺部分とを含み、周辺部分が中央部分に比べて焦点距離が短くなるように構成されていることを特徴とする光送受信装置。A first optical signal to be transmitted is connected to an optical fiber serving as a communication line in a single-core bidirectional optical communication line, and a first optical signal to be transmitted is made incident on the optical fiber, and a second optical signal transmitted through the optical fiber is received. An optical transmitting and receiving device,
A light emitting element for emitting the first optical signal;
A light receiving element for receiving the second optical signal;
A first optical signal emitted from the light emitting element is collected and made incident on the end face of the optical fiber, and a second optical signal emitted from the end face of the optical fiber is collected and guided to the light receiving element. And an optical system for increasing the numerical aperture at the time of incidence of the light-receiving element than the numerical aperture at the time of emission of the optical fiber, for an outer portion of the light beam in the second optical signal ,
A first optical element for separating an optical path of a first optical signal emitted from the light emitting element from an optical path of a second optical signal incident on the light receiving element; and the first optical element A second optical signal that condenses the first optical signal passing through the optical fiber and guides the optical signal to the optical fiber, and condenses a second optical signal emitted from the end face of the optical fiber and guides the second optical signal to the first optical element. A second optical element, wherein the second optical element mainly includes a central portion through which the first optical signal passes and a peripheral portion through which an outer portion of the light beam mainly in the second optical signal passes; Wherein the focal length is shorter than that of the central part .
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