JP3774335B2 - 光送受信モジュール及びそれを用いた１芯双方向光通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１本の光ファイバを共有して送受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及びそれを用いた１芯双方向光通信システムに関するものである。特にＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ２などの高速伝送が可能なデジタル通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような光送受信モジュールの従来例として、特開平１０−１５３７２０号公報にて、光分岐素子に偏光分岐素子を用い、直線偏光を出射する光源と組み合わせることにより、送信側の光分岐損失を低減する光送受信モジュールが提案されている。
【０００３】
図７に、該光送受信モジュールの側面断面図を示す。図７において、光ケーブル６２は、光プラグ６１と該光ケーブル６２内に配設された光ファイバ（図示せず）とから構成される。
【０００４】
また、光送受信モジュール５０は、前記光プラグ６１が挿入され位置を保持するレセプタクル部５７、半導体基板５１に実装された三角プリズム５２、同様に半導体基板５１に実装され、発光素子５４を実装したサブマウント５３、レンズ５６から構成される。
【０００５】
発光素子５４を出射した送信信号光６３は半導体基板５１上に実装された三角プリズム５２の表面に形成された偏光分岐膜により、反射され光路が９０度偏向された後、レンズ５６により集光され、光プラグ６１の光ケーブル６２中の光ファイバに入射し、該光ファイバを伝送し、相手光送受信モジュールへ入射する。
【０００６】
一方、光ファイバを出射した受信信号光６４は、レンズ５６により集光され、該三角プリズム５２へ入射する。該三角プリズム５２に形成された偏光分岐膜はＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するように設計されているため、光ファイバを伝送する間に偏光状態が直線偏光からランダム偏光となった受信信号光６４は、偏光分岐膜をエネルギーの半分が通過し、半導体基板５１に形成された受光素子５５へ入射する。
【０００７】
また、提案例として本発明人は、特願平１０−８０５４号にて、光分岐素子に偏光分岐素子を用い、直線偏光を出射する光源と組み合わせることにより、送信側の光分岐損失を低減するとともに、デポラライザにより光ファイバを伝送する受信信号光の偏光状態が不安定であっても、受信に影響を受けない光送受信モジュールを提案した。
【０００８】
図８に、該光送受信モジュールの構成図を示す。図８において、光伝送モジュール８０は、直線偏光を出射する発光素子８１、レンズ８２、偏光ビームスプリッター８３、デポラライザ８４、レンズ８５、レンズ８６、受光素子８７から構成される。
【０００９】
発光素子８１を出射した送信信号光８８は、レンズ８２を透過し、平行光線とされた後、偏光ビームスプリッタ−８３に入射する。該偏光ビームスプリッタ−８３はＳ偏光を透過するため、送信信号光８８はエネルギー損失なく、偏光ビームスプリッタ−８３を通過し、デポラライザ８４に入射する。該デポラライザ８４に入射した送信信号光８８は、直線偏光からランダム偏光に変えられ、レンズ８５により集光され光ファイバ９０に入射し、該光ファイバ９０を伝送し、相手光送受信モジュールへ入射する。
【００１０】
一方、光ファイバ９０を出射した受信信号光８９は、レンズ８５により平行光線とされた後、デポラライザ８４に入射し、入射する偏光状態に係らず、ランダム偏光とされ、偏光ビームスプリッター８３へ入射する。偏光ビームスプリッター８３ではＳ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射するように設計されているため、受信信号光８９は偏光ビームスプリッタ８３をエネルギーの半分が反射し受光素子８７へ入射する。
【００１１】
図９は、図８に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの構成図である。該デポラライザは、（２ｎ−１）／２λ板と、それと同一の屈折率を持つ透明板とを貼り合わせ、その貼り合わせ面を光ファイバの光軸に置き、（２ｎ−１）／２λ板の光軸を偏光分岐素子の光軸に対し４５度回転させて形成される。
【００１２】
図１０は、図８に示す光送受信モジュールに用いる他のデポラライザの構成図である。該デポラライザは、９０度旋光板（旋光性材料）と、それと同一の屈折率を持つ透明板（透光性材料）とを貼り合わせ、その貼り合わせ面を光ファイバの光軸に置き形成される。
【００１３】
図９及び図１０に示すデポラライザは、直交する２つの偏光成分間の光強度を等しく２分するように機能する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例では、以下の問題が発生する。
【００１５】
１）光ファイバを伝送してきた受信信号光６４は、ファイバ長が１ｍと短い場合など、ランダム偏光とはならないため、受信効率が極端に低下する問題が生じる。
【００１６】
２）半導体レーザー素子からなる発光素子５４は消費電力が大きく、また寿命が短い問題があった。
【００１７】
３）光ファイバの振動などにより受信信号光６４の偏光状態が変化するため、受信信号光６４の強度が光ファイバの振動に応じて変化する。したがって、Ｓ／Ｎが低下する問題が生じる。
【００１８】
４）三角プリズム５２は別工程にて加工され、その上に誘電体多層膜により偏光分離膜が形成されるため、非常に高価である。
【００１９】
５）三角プリズム５２を半導体基板５１の上に設置する際、位置調整が必要であり低価格化を阻害していた。
【００２０】
６）光ファイバがＰＯＦ（Plastic Optical Fiber）とＰＣＦ（Polimer CladFiber）では使用波長やＮＡ（Numerical Aperture）が異なっており、どちらか一方の光ファイバは使用不可であった。
【００２１】
また、提案例では以下の問題が発生する。
【００２２】
１）デポラライザ８４が複雑であり、また材料が高価であった。
【００２３】
本発明は、上記課題に鑑み、受信効率が極端に低下することのない光送受信モジュール及びそれを用いた１芯双方向光通信システムの提供を目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光送受信モジュールは、１芯の光ファイバにより双方向通信を行う光送受信モジュールであって、送信信号光として直線偏光を発光する第１の発光素子と、受信信号光を受光する受光素子と、受信信号光を直交する偏光成分に２分する偏光分岐素子と、デポラライザとを有し、前記第１の発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて分岐せず反射し、前記デポラライザを通過した後、前記光ファイバに光結合され、該光ファイバからの受信信号光は、前記デポラライザを通過後、前記偏光分岐素子にて分岐され、前記受光素子へ入射し、上記偏光分岐素子は、上記受光素子を封止するモールド樹脂が有する面に、偏光フィルムが設けられて形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
加えて、参考例の光送受信モジュールは、ランダム偏光を発光する第２の発光素子を有し、前記第２の発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて２分されて通過した後、前記光ファイバに光結合され、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ以上では前記第１の発光素子を用いて光通信を行い、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ未満では前記第２の発光素子を用いて光通信を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
【００２７】
さらにまた、参考例の光送受信モジュールは、１芯の光ファイバにより双方向通信を行う光送受信モジュールであって、光ファイバ長が短い光ケーブルのプラグが脱着可能なレセプタクルと、送信信号光として直線偏光を発光する第１の発光素子と、送信信号光を発光する第２の発光素子と、受信信号光を受光する受光素子と、受信信号光を直交する偏光成分に２分する偏光分岐素子と、デポラライザとを有し、前記発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて分岐せず通過し、前記デポラライザを通過した後、前記光ファイバに光結合させ、該光ファイバからの受信信号光は、前記デポラライザを通過後、前記偏光分岐素子にて分岐され、前記受光素子へ入射させることを特徴とするものである。
【００２８】
加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記第１の発光素子が半導体レーザー素子からなるとともに、前記第２の発光素子がＳＬＤまたはＬＥＤからなり、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ以上では前記第１の発光素子を用いて光通信を行い、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ未満では前記第２の発光素子を用いて光通信を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
さらに加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記第１の発光素子が８５０ｎｍの波長の光を出射する発光素子からなるとともに、前記第２の発光素子が６５０ｎｍの波長の光を出射する発光素子からなり、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ以上では前記第１の発光素子を用いて光通信を行い、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ未満では前記第２の発光素子を用いて光通信を行うことを特徴とするものである。
【００３０】
加えて、一実施形態の光送受信モジュールは、前記デポラライザを、光束面積／２＝穴面積和を満たした穴空き（２ｎ−１）／２λ板を用い、その光軸を前記偏光分岐素子の光軸に対し４５度回転させることにより形成したことを特徴とするものである。
【００３１】
さらに加えて、一実施形態の光送受信モジュールは、前記デポラライザを、光束面積／２＝穴面積和を満たした穴空き９０度旋光板により形成したことを特徴とするものである。
【００３２】
加えて、一実施形態の光送受信モジュールは、前記（２ｎ−１）／２λ板又は９０度旋光板が、液晶性高分子膜からなることを特徴とするものである。
【００３３】
さらに加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記偏光分岐素子を、斜面に偏光フィルムを貼り付けて形成したことを特徴とするものである。
【００３４】
加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記斜面をモールド樹脂にて形成したことを特徴とするものである。
【００３５】
さらに加えて、参考例の光送受信モジュールは、送信光学系の励振ＮＡを、使用する光ファイバの中の一番小さいＮＡ以下に設定したことを特徴とするものである。
【００３６】
加えて、参考例の光ケーブルは、上記光送受信モジュールのレセプタクルに着脱可能なプラグを両端に取り付けたファイバ長が十分長いＰＯＦまたはＰＣＦからなることを特徴とするものである。
【００３７】
さらに加えて、参考例の光ケーブルは、上記光送受信モジュールのレセプタクルに着脱可能なプラグを両端に取り付けたＰＯＦまたはＰＣＦからなることを特徴とするものである。
【００３８】
加えて、本発明の１芯双方向光通信システムは、上記光送受信モジュールを備えたことを特徴とするものである。
【００３９】
上記参考例によれば、光ファイバ長が短い光ケーブルのプラグが脱着不可能なレセプタクルを光送受信モジュールに用いたので、脱着可能なプラグを用いた光ケーブルの最短ファイバ長を十分長く設定でき、ＰＯＦを伝送する受信信号光を十分にランダム偏光とできるため、光ファイバ長が短い光ケーブルの脱着を防止でき、受信効率が極端に低下することを防止できる。
【００４０】
また、ＳＬＤやＬＥＤは半導体レーザー素子よりも低速な素子であるため、低速伝送時は半導体レーザー素子の代わりにＳＬＤやＬＥＤを用いることにより、消費電力と半導体レーザー素子の寿命を稼ぐことができる。
【００４１】
上記本発明の構成によれば、デポラライザを通過した光はランダム偏光となるため、光ファイバ長が短い場合に受信効率が極端に低下したり、光ファイバの振動などにより受信信号光の偏光状態が変化することから受信信号光の強度が光ファイバの振動に応じて変化しＳ／Ｎが低下することを防止できる。
【００４２】
さらにまた、偏光分岐膜よりも偏光フィルムは安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００４３】
加えて、液晶性高分子膜は安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００４４】
さらに加えて、使用する光ファイバに応じて送信信号光の波長を切り替え、送信光学系の励振ＮＡを使用する光ファイバの最も小さいＮＡ以下にしたので、どの光ファイバを用いても光ファイバの十分広い帯域を使用することができ、ＰＯＦとＰＣＦの両方の光ファイバを用いて通信できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、理解のし易さのため、参考例について説明を行う。
【００４６】
（参考例）
図１は参考例の光送受信モジュールのプラグ挿入時を示す図であり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００４７】
図において、光ケーブルは、光ケーブルの両端に取り付けられたプラグ取っ手部１２、プラグ１３、光ケーブルの中央（中心軸）に配置された光ファイバ１４から構成される。
【００４８】
光送受信モジュール１０は、前記プラグ１３が挿入され位置を保持するレセプタクル部１１、レンズ１５、光デバイス２０、駆動集積回路１６、増幅集積回路１７、外部入出力端子１８，１９から構成される。
【００４９】
前記光デバイス２０の構成を図２に示す。図中、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００５０】
図において、光デバイス２０は、電極２５を持ったプリント基板２１、その上に実装された受光素子２２、発光素子２７の送信信号光をモニターするモニター用受光素子２３、前記両受光素子２２，２３を樹脂封止したモールド部２４、前記プリント基板２１に実装された前記発光素子２７付きサブマウント２６から構成される。
【００５１】
図１及び図２において、発光素子２７の一端から出射した送信信号光は、モールド部２４に入射し、モールド部２４の斜面２８で反射され、モニター用受光素子２３に入射し、発光素子２７の光量がモニターされる。この信号は、駆動集積回路１６に入り、発光素子２７の光量を一定に保つことに用いられる。
【００５２】
外部入出力端子１９から入力された送信電気信号は、駆動集積回路１６に入力され、発光素子２７を駆動し、送信信号光に変換される。
【００５３】
発光素子２７の他端から出射した送信信号光は、モールド部２４の斜面２９に貼付けられた偏光分岐素子である偏光フィルム３０により、分岐せずに光路を９０度偏向され、レンズ１５により集光された後、プラグ１３内部の光ファイバ１４に入射し、光ファイバ１４内を伝送し、相手光送受信モジュールに入射する。
【００５４】
相手光送受信モジュールからの受信信号光は、プラグ１３内部の光ファイバ１４から出射し、レンズ１５により集光され、モールド部２４の斜面２９に貼り付けられた偏光フィルム３０により、２分され透過光が受光素子２２へ入射して受信電気信号に変換され、増幅集積回路１７により増幅された後、外部入出力端子１９より、光送受信モジュール外部の電子回路（図示せず）へ入力される。
【００５５】
前記プラグ１３の直径を、例えばφ４ｍｍとすれば、既存のプラグ直径はφ１．２５，２．５，３．５であるから、既存の光ケーブルは本光送受信モジュールに取り付けることはできない。当然ながら、これに伴い、光送受信モジュール１０のレセプタクル部１１の孔径をφ４ｍｍに対応する孔径とする。
【００５６】
したがって、光ケーブル最低長を十分に長く、例えば１０ｍとすれば、光ファイバ１４を伝送してく受信信号光はランダム偏光となるため、受信効率が極端に低下する問題を回避することができる。
【００５７】
前記偏光フィルム３０は、液晶表示素子に用いられているものと同じであり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを一軸方向に延伸し形成したフィルムを保護フィルムで挟み込み、片面に粘着剤を塗布して形成される。このような偏光フィルムの一例として、住友化学工業製スミカランなどがある。
【００５８】
（実施の形態）
図３は本発明の実施の形態よりなる光送受信モジュールのプラグ挿入時を示す図であり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００５９】
図３において、光ケーブルは、光ケーブルの両端に取り付けられたプラグ取っ手１２、プラグ１３、光ケーブルの中央（中心軸）に配置された光ファイバ１４から構成される。
【００６０】
光送受信モジュール１０は、前記プラグ１３が挿入され位置を保持するレセプタクル部１１、レンズ１５、光デバイス２０、駆動集積回路１６、増幅集積回路１７、外部入出力端子１８，１９、デポラライザ３１から構成される。
【００６１】
前記光デバイス２０の構成を図４に示す。図中、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００６２】
図において、光デバイス２０は、電極２５を持ったプリント基板２１、その上に実装された受光素子２２、発光素子２７，３２の送信信号光をモニターするモニター用受光素子２３、前記両受光素子２２，２３を樹脂封止したモールド部２４、前記プリント基板２１に実装された発光素子２７，３２付きサブマウント２６から構成される。
【００６３】
図３及び図４において、発光素子２７または３２の一端から出射した送信信号光は、モールド部２４に入射し、モールド部２４の斜面２８で反射され、モニター用受光素子２３に入射し、発光素子２７または３２の光量がモニターされる。この信号は、駆動集積回路１６に入り、発光素子２７または３２の光量を一定に保つことに用いられる。
【００６４】
外部入出力端子１９から入力された送信電気信号は、駆動集積回路１６に入力され、発光素子２７または３２を駆動し、送信信号光に変換される。
【００６５】
発光素子２７または３２の他端から出射した送信信号光は、モールド部２４の斜面２９に貼付けられた偏光分岐素子である偏光フィルム３０により、分岐せずに光路を９０度偏向され、デポラライザ３１を透過しランダム偏光とされ、レンズ１５により集光された後、プラグ１３内部の光ファイバ１４に入射し、光ファイバ１４内を伝送し、相手光送受信モジュールに入射する。
【００６６】
相手光送受信モジュールからの受信信号光は、プラグ１３内部の光ファイバ１４から出射し、レンズ１５により集光され、デポラライザ３１を透過しランダム偏光とされ、モールド部２４の斜面２９に貼り付けられた偏光フィルム３０により、２分され透過光が受光素子２２へ入射して受信電気信号に変換され、増幅集積回路１７により増幅された後、外部入出力端子１９より、光送受信モジュール外部の電子回路（図示せず）へ入力される。
【００６７】
前記プラグ１３は既存のプラグである。ここでは、直径φ３．５のＥＩＡＪＲＣ５７２０光丸型コネクタとした。このコネクタはデジタルオーディオ光通信システムに用いられており、光ケーブルは最短６０ｃｍから存在する。しかしこのような短い光ケーブルを使用した場合でも、デポラライザ３１により、受信信号光はランダム偏光となるため、受信効率が極端に低下する問題を回避することができる。また、光ケーブルが振動し、受信信号光の偏光状態が変動してもデポラライザ３１を通過した光はランダム偏光となるため、Ｓ／Ｎが低下する問題は発生しない。
【００６８】
ＩＥＥＥ１３９４デジタル通信システムでは、伝送速度を１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓのカテゴリに区分し、光送受信モジュールに速度下位互換性を持たせている。例えば、１００Ｍｂｐｓと４００Ｍｂｐｓの光送受信モジュールが通信する場合は、４００Ｍｂｐｓの光送受信モジュールは１００Ｍｂｐｓで送信を行う。
【００６９】
したがって、第１の発光素子２７をＳＬＤ（Super Luminescence Diode）またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）とし、第２の発光素子３２を半導体レーザー素子とし、４００Ｍｂｐｓ以上では第２の発光素子３２を駆動し、４００Ｍｂｐｓ未満では第１の発光素子２７を駆動するようにすれば、消費電力を抑え、半導体レーザー素子の寿命を延ばすことが可能となる。これについては、本実施の形態に限らず、上述した第１の実施の形態において、第２の発光素子を追加し、本実施の形態同様に駆動制御することで、消費電力を抑え、半導体レーザー素子の寿命を延ばすことが可能である。
【００７０】
また、ＩＥＥＥ１３９４デジタル通信システムでは、光ファイバの種類として、８００Ｍｂｐｓ以上はＰＣＦ、８００Ｍｂｐｓ未満はＰＯＦと定まっている。光ファイバの種類と特性を表１に示す。
【００７１】
【表１】
表中、ＳＩ−ＰＯＦはStep Index−ＰＯＦの略であり、ＧＩ−ＰＯＦはGradedIndex−ＰＯＦの略である。
【００７２】
したがって、ＰＯＦは使用波長が６５０ｎｍ、最小ＮＡは０．３、ＰＣＦは８５０ｎｍ、ＮＡは０．３５であるから、第１の発光素子２７を８５０ｎｍの半導体レーザー素子、第２の発光素子３２を６５０ｎｍの半導体レーザー素子，ＳＬＤ又はＬＥＤ、光学系の励振ＮＡを０．３とし、８００Ｍｂｐｓ以上では第１の発光素子２７を駆動し、８００Ｍｂｐｓ未満では第２の発光素子３２を駆動するようにすれば、光ファイバの種類に依らず同じ光送受信モジュールで、広い伝送速度に対応することが可能となる。これについては、本実施の形態に限らず、上述した第１の実施の形態において、第２の発光素子を追加し、本実施の形態同様に駆動制御することで、光ファイバの種類に依らず同じ光送受信モジュールで、広い伝送速度に対応することが可能である。
【００７３】
本実施の形態では、２つの発光素子２７，３２をサブマウント２６上に並べたが、モノリシックに２つの発光素子２７，３２を１つの半導体チップに形成し、それを用いても良いことは言うまでもない。また、第１実施の形態において、第２の発光素子を追加した場合も同じである。
【００７４】
光学系の励振ＮＡは、レンズ１５の横倍率により定まる。レンズ１５の横倍率は、（励振ＮＡ）／（光源のＮＡ）で表されるから、第１の発光素子２７、第２の発光素子３２とも半導体レーザー素子を用いた場合は、光源のＮＡ＝０．７と励振ＮＡ＝０．３を先の式へ入力し横倍率０．４３を得る。したがって、レンズ１５の横倍率を０．４３に設計すれば、光学系の励振ＮＡを０．３とすることができる。
【００７５】
図５及び図６はそれぞれ、図３に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの上面図である。
【００７６】
本実施の形態の光送受信モジュールに用いるデポラライザ３１は、提案例のデポラライザ８４と異なり、透明板は使用していない。その理由は、光ファイバの直径が３００μｍ以上と大きいため、回折限界に光を絞る必要がないためである。よって、モールド部２４の表面側に直接貼り付けている。
【００７７】
また、該デポラライザ３１は、（２ｎ−１）／２λ板，９０度旋光板を液晶性高分子膜にて形成している。（２ｎ−１）／２λ板は、偏光フィルムにて形成することも可能である。どちらの材料を用いてもフィルム状であり、金型打ち抜きやエキシマレーザーによるレーザーアブレーションにて任意形状の穴をあけることが可能である。（２ｎ−１）／２λ板については、その光軸を偏光分岐素子である偏光フィルム３０の光軸に対し４５度回転させて形成される。なお、（２ｎ−１）／２λ板のｎは整数である。
【００７８】
図中、４３は光束であり、４２は穴である。本発明人が特願平１０−８０５４号にて提案したように、直交する２つの偏光成分間の光強度を等しく２分すれば、偏光分岐素子により分岐され受光素子に入射する光の強度は入射する光の偏光状態に依存しなくなるため、図５及び図６のデポラライザ３１は光強度を等しく２分するため、光束面積／２＝穴面積和を満たすように穴があけられている。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、参考例によれば、光ファイバ長が短い光ケーブルのプラグが脱着不可能なレセプタクルを光送受信モジュールに用いたので、脱着可能なプラグを用いた光ケーブルの最短ファイバ長を十分長く設定でき、ＰＯＦを伝送する受信信号光を十分にランダム偏光とできるため、光ファイバ長が短い光ケーブルの脱着を防止でき、受信効率が極端に低下することを防止できる。
【００８０】
本発明によれば、ＳＬＤやＬＥＤは半導体レーザー素子よりも低速な素子であるため、低速伝送時は半導体レーザー素子の代わりにＳＬＤやＬＥＤを用いることにより、消費電力と半導体レーザー素子の寿命を稼ぐことができる。
【００８１】
さらに、デポラライザを通過した光はランダム偏光となるため、光ファイバ長が短い場合に受信効率が極端に低下したり、光ファイバの振動などにより受信信号光の偏光状態が変化することから受信信号光の強度が光ファイバの振動に応じて変化しＳ／Ｎが低下することを防止できる。
【００８２】
さらにまた、偏光分岐膜よりも偏光フィルムは安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００８３】
加えて、液晶性高分子膜は安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００８４】
さらに加えて、使用する光ファイバに応じて送信信号光の波長を切り替え、送信光学系の励振ＮＡを使用する光ファイバの最も小さいＮＡ以下にしたので、どの光ファイバを用いても光ファイバの十分広い帯域を使用することができ、ＰＯＦとＰＣＦの両方の光ファイバを用いて通信できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の光送受信モジュールの構成図である。
【図２】図１に示す光送受信モジュールに用いる光デバイスの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態よりなる光送受信モジュールの構成図である。
【図４】図３に示す光送受信モジュールに用いる光デバイスの構成図である。
【図５】図３に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの上面図である。
【図６】図３に示す光送受信モジュールに用いる他のデポラライザの上面図である。
【図７】従来の光送受信モジュールの側面断面図である。
【図８】他の光送受信モジュールの構成図である。
【図９】図８に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの構成図である。
【図１０】図８に示す光送受信モジュールに用いる他のデポラライザの構成図である。
【符号の説明】
１０ 光送受信モジュール
１１ レセプタクル部
１２ プラグ取っ手部
１３ プラグ
１４ 光ファイバ
１５ レンズ
１６ 駆動集積回路
１７ 増幅集積回路
１８，１９ 外部入出力端子
２０ 光デバイス
２１ プリント基板
２２ 受光素子
２３ モニター用受光素子
２４ モールド部
２５ 電極
２６ サブマウント
２７，３２ 発光素子
２８，２９ 斜面
３０ 偏光フィルム
３１ デポラライザ
４２ 穴
４３ 光束
【発明の属する技術分野】
本発明は、１本の光ファイバを共有して送受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及びそれを用いた１芯双方向光通信システムに関するものである。特にＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ２などの高速伝送が可能なデジタル通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような光送受信モジュールの従来例として、特開平１０−１５３７２０号公報にて、光分岐素子に偏光分岐素子を用い、直線偏光を出射する光源と組み合わせることにより、送信側の光分岐損失を低減する光送受信モジュールが提案されている。
【０００３】
図７に、該光送受信モジュールの側面断面図を示す。図７において、光ケーブル６２は、光プラグ６１と該光ケーブル６２内に配設された光ファイバ（図示せず）とから構成される。
【０００４】
また、光送受信モジュール５０は、前記光プラグ６１が挿入され位置を保持するレセプタクル部５７、半導体基板５１に実装された三角プリズム５２、同様に半導体基板５１に実装され、発光素子５４を実装したサブマウント５３、レンズ５６から構成される。
【０００５】
発光素子５４を出射した送信信号光６３は半導体基板５１上に実装された三角プリズム５２の表面に形成された偏光分岐膜により、反射され光路が９０度偏向された後、レンズ５６により集光され、光プラグ６１の光ケーブル６２中の光ファイバに入射し、該光ファイバを伝送し、相手光送受信モジュールへ入射する。
【０００６】
一方、光ファイバを出射した受信信号光６４は、レンズ５６により集光され、該三角プリズム５２へ入射する。該三角プリズム５２に形成された偏光分岐膜はＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するように設計されているため、光ファイバを伝送する間に偏光状態が直線偏光からランダム偏光となった受信信号光６４は、偏光分岐膜をエネルギーの半分が通過し、半導体基板５１に形成された受光素子５５へ入射する。
【０００７】
また、提案例として本発明人は、特願平１０−８０５４号にて、光分岐素子に偏光分岐素子を用い、直線偏光を出射する光源と組み合わせることにより、送信側の光分岐損失を低減するとともに、デポラライザにより光ファイバを伝送する受信信号光の偏光状態が不安定であっても、受信に影響を受けない光送受信モジュールを提案した。
【０００８】
図８に、該光送受信モジュールの構成図を示す。図８において、光伝送モジュール８０は、直線偏光を出射する発光素子８１、レンズ８２、偏光ビームスプリッター８３、デポラライザ８４、レンズ８５、レンズ８６、受光素子８７から構成される。
【０００９】
発光素子８１を出射した送信信号光８８は、レンズ８２を透過し、平行光線とされた後、偏光ビームスプリッタ−８３に入射する。該偏光ビームスプリッタ−８３はＳ偏光を透過するため、送信信号光８８はエネルギー損失なく、偏光ビームスプリッタ−８３を通過し、デポラライザ８４に入射する。該デポラライザ８４に入射した送信信号光８８は、直線偏光からランダム偏光に変えられ、レンズ８５により集光され光ファイバ９０に入射し、該光ファイバ９０を伝送し、相手光送受信モジュールへ入射する。
【００１０】
一方、光ファイバ９０を出射した受信信号光８９は、レンズ８５により平行光線とされた後、デポラライザ８４に入射し、入射する偏光状態に係らず、ランダム偏光とされ、偏光ビームスプリッター８３へ入射する。偏光ビームスプリッター８３ではＳ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射するように設計されているため、受信信号光８９は偏光ビームスプリッタ８３をエネルギーの半分が反射し受光素子８７へ入射する。
【００１１】
図９は、図８に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの構成図である。該デポラライザは、（２ｎ−１）／２λ板と、それと同一の屈折率を持つ透明板とを貼り合わせ、その貼り合わせ面を光ファイバの光軸に置き、（２ｎ−１）／２λ板の光軸を偏光分岐素子の光軸に対し４５度回転させて形成される。
【００１２】
図１０は、図８に示す光送受信モジュールに用いる他のデポラライザの構成図である。該デポラライザは、９０度旋光板（旋光性材料）と、それと同一の屈折率を持つ透明板（透光性材料）とを貼り合わせ、その貼り合わせ面を光ファイバの光軸に置き形成される。
【００１３】
図９及び図１０に示すデポラライザは、直交する２つの偏光成分間の光強度を等しく２分するように機能する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例では、以下の問題が発生する。
【００１５】
１）光ファイバを伝送してきた受信信号光６４は、ファイバ長が１ｍと短い場合など、ランダム偏光とはならないため、受信効率が極端に低下する問題が生じる。
【００１６】
２）半導体レーザー素子からなる発光素子５４は消費電力が大きく、また寿命が短い問題があった。
【００１７】
３）光ファイバの振動などにより受信信号光６４の偏光状態が変化するため、受信信号光６４の強度が光ファイバの振動に応じて変化する。したがって、Ｓ／Ｎが低下する問題が生じる。
【００１８】
４）三角プリズム５２は別工程にて加工され、その上に誘電体多層膜により偏光分離膜が形成されるため、非常に高価である。
【００１９】
５）三角プリズム５２を半導体基板５１の上に設置する際、位置調整が必要であり低価格化を阻害していた。
【００２０】
６）光ファイバがＰＯＦ（Plastic Optical Fiber）とＰＣＦ（Polimer CladFiber）では使用波長やＮＡ（Numerical Aperture）が異なっており、どちらか一方の光ファイバは使用不可であった。
【００２１】
また、提案例では以下の問題が発生する。
【００２２】
１）デポラライザ８４が複雑であり、また材料が高価であった。
【００２３】
本発明は、上記課題に鑑み、受信効率が極端に低下することのない光送受信モジュール及びそれを用いた１芯双方向光通信システムの提供を目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光送受信モジュールは、１芯の光ファイバにより双方向通信を行う光送受信モジュールであって、送信信号光として直線偏光を発光する第１の発光素子と、受信信号光を受光する受光素子と、受信信号光を直交する偏光成分に２分する偏光分岐素子と、デポラライザとを有し、前記第１の発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて分岐せず反射し、前記デポラライザを通過した後、前記光ファイバに光結合され、該光ファイバからの受信信号光は、前記デポラライザを通過後、前記偏光分岐素子にて分岐され、前記受光素子へ入射し、上記偏光分岐素子は、上記受光素子を封止するモールド樹脂が有する面に、偏光フィルムが設けられて形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
加えて、参考例の光送受信モジュールは、ランダム偏光を発光する第２の発光素子を有し、前記第２の発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて２分されて通過した後、前記光ファイバに光結合され、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ以上では前記第１の発光素子を用いて光通信を行い、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ未満では前記第２の発光素子を用いて光通信を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
【００２７】
さらにまた、参考例の光送受信モジュールは、１芯の光ファイバにより双方向通信を行う光送受信モジュールであって、光ファイバ長が短い光ケーブルのプラグが脱着可能なレセプタクルと、送信信号光として直線偏光を発光する第１の発光素子と、送信信号光を発光する第２の発光素子と、受信信号光を受光する受光素子と、受信信号光を直交する偏光成分に２分する偏光分岐素子と、デポラライザとを有し、前記発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて分岐せず通過し、前記デポラライザを通過した後、前記光ファイバに光結合させ、該光ファイバからの受信信号光は、前記デポラライザを通過後、前記偏光分岐素子にて分岐され、前記受光素子へ入射させることを特徴とするものである。
【００２８】
加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記第１の発光素子が半導体レーザー素子からなるとともに、前記第２の発光素子がＳＬＤまたはＬＥＤからなり、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ以上では前記第１の発光素子を用いて光通信を行い、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ未満では前記第２の発光素子を用いて光通信を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
さらに加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記第１の発光素子が８５０ｎｍの波長の光を出射する発光素子からなるとともに、前記第２の発光素子が６５０ｎｍの波長の光を出射する発光素子からなり、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ以上では前記第１の発光素子を用いて光通信を行い、伝送速度が４００Ｍｂｐｓ未満では前記第２の発光素子を用いて光通信を行うことを特徴とするものである。
【００３０】
加えて、一実施形態の光送受信モジュールは、前記デポラライザを、光束面積／２＝穴面積和を満たした穴空き（２ｎ−１）／２λ板を用い、その光軸を前記偏光分岐素子の光軸に対し４５度回転させることにより形成したことを特徴とするものである。
【００３１】
さらに加えて、一実施形態の光送受信モジュールは、前記デポラライザを、光束面積／２＝穴面積和を満たした穴空き９０度旋光板により形成したことを特徴とするものである。
【００３２】
加えて、一実施形態の光送受信モジュールは、前記（２ｎ−１）／２λ板又は９０度旋光板が、液晶性高分子膜からなることを特徴とするものである。
【００３３】
さらに加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記偏光分岐素子を、斜面に偏光フィルムを貼り付けて形成したことを特徴とするものである。
【００３４】
加えて、参考例の光送受信モジュールは、前記斜面をモールド樹脂にて形成したことを特徴とするものである。
【００３５】
さらに加えて、参考例の光送受信モジュールは、送信光学系の励振ＮＡを、使用する光ファイバの中の一番小さいＮＡ以下に設定したことを特徴とするものである。
【００３６】
加えて、参考例の光ケーブルは、上記光送受信モジュールのレセプタクルに着脱可能なプラグを両端に取り付けたファイバ長が十分長いＰＯＦまたはＰＣＦからなることを特徴とするものである。
【００３７】
さらに加えて、参考例の光ケーブルは、上記光送受信モジュールのレセプタクルに着脱可能なプラグを両端に取り付けたＰＯＦまたはＰＣＦからなることを特徴とするものである。
【００３８】
加えて、本発明の１芯双方向光通信システムは、上記光送受信モジュールを備えたことを特徴とするものである。
【００３９】
上記参考例によれば、光ファイバ長が短い光ケーブルのプラグが脱着不可能なレセプタクルを光送受信モジュールに用いたので、脱着可能なプラグを用いた光ケーブルの最短ファイバ長を十分長く設定でき、ＰＯＦを伝送する受信信号光を十分にランダム偏光とできるため、光ファイバ長が短い光ケーブルの脱着を防止でき、受信効率が極端に低下することを防止できる。
【００４０】
また、ＳＬＤやＬＥＤは半導体レーザー素子よりも低速な素子であるため、低速伝送時は半導体レーザー素子の代わりにＳＬＤやＬＥＤを用いることにより、消費電力と半導体レーザー素子の寿命を稼ぐことができる。
【００４１】
上記本発明の構成によれば、デポラライザを通過した光はランダム偏光となるため、光ファイバ長が短い場合に受信効率が極端に低下したり、光ファイバの振動などにより受信信号光の偏光状態が変化することから受信信号光の強度が光ファイバの振動に応じて変化しＳ／Ｎが低下することを防止できる。
【００４２】
さらにまた、偏光分岐膜よりも偏光フィルムは安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００４３】
加えて、液晶性高分子膜は安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００４４】
さらに加えて、使用する光ファイバに応じて送信信号光の波長を切り替え、送信光学系の励振ＮＡを使用する光ファイバの最も小さいＮＡ以下にしたので、どの光ファイバを用いても光ファイバの十分広い帯域を使用することができ、ＰＯＦとＰＣＦの両方の光ファイバを用いて通信できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、理解のし易さのため、参考例について説明を行う。
【００４６】
（参考例）
図１は参考例の光送受信モジュールのプラグ挿入時を示す図であり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００４７】
図において、光ケーブルは、光ケーブルの両端に取り付けられたプラグ取っ手部１２、プラグ１３、光ケーブルの中央（中心軸）に配置された光ファイバ１４から構成される。
【００４８】
光送受信モジュール１０は、前記プラグ１３が挿入され位置を保持するレセプタクル部１１、レンズ１５、光デバイス２０、駆動集積回路１６、増幅集積回路１７、外部入出力端子１８，１９から構成される。
【００４９】
前記光デバイス２０の構成を図２に示す。図中、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００５０】
図において、光デバイス２０は、電極２５を持ったプリント基板２１、その上に実装された受光素子２２、発光素子２７の送信信号光をモニターするモニター用受光素子２３、前記両受光素子２２，２３を樹脂封止したモールド部２４、前記プリント基板２１に実装された前記発光素子２７付きサブマウント２６から構成される。
【００５１】
図１及び図２において、発光素子２７の一端から出射した送信信号光は、モールド部２４に入射し、モールド部２４の斜面２８で反射され、モニター用受光素子２３に入射し、発光素子２７の光量がモニターされる。この信号は、駆動集積回路１６に入り、発光素子２７の光量を一定に保つことに用いられる。
【００５２】
外部入出力端子１９から入力された送信電気信号は、駆動集積回路１６に入力され、発光素子２７を駆動し、送信信号光に変換される。
【００５３】
発光素子２７の他端から出射した送信信号光は、モールド部２４の斜面２９に貼付けられた偏光分岐素子である偏光フィルム３０により、分岐せずに光路を９０度偏向され、レンズ１５により集光された後、プラグ１３内部の光ファイバ１４に入射し、光ファイバ１４内を伝送し、相手光送受信モジュールに入射する。
【００５４】
相手光送受信モジュールからの受信信号光は、プラグ１３内部の光ファイバ１４から出射し、レンズ１５により集光され、モールド部２４の斜面２９に貼り付けられた偏光フィルム３０により、２分され透過光が受光素子２２へ入射して受信電気信号に変換され、増幅集積回路１７により増幅された後、外部入出力端子１９より、光送受信モジュール外部の電子回路（図示せず）へ入力される。
【００５５】
前記プラグ１３の直径を、例えばφ４ｍｍとすれば、既存のプラグ直径はφ１．２５，２．５，３．５であるから、既存の光ケーブルは本光送受信モジュールに取り付けることはできない。当然ながら、これに伴い、光送受信モジュール１０のレセプタクル部１１の孔径をφ４ｍｍに対応する孔径とする。
【００５６】
したがって、光ケーブル最低長を十分に長く、例えば１０ｍとすれば、光ファイバ１４を伝送してく受信信号光はランダム偏光となるため、受信効率が極端に低下する問題を回避することができる。
【００５７】
前記偏光フィルム３０は、液晶表示素子に用いられているものと同じであり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを一軸方向に延伸し形成したフィルムを保護フィルムで挟み込み、片面に粘着剤を塗布して形成される。このような偏光フィルムの一例として、住友化学工業製スミカランなどがある。
【００５８】
（実施の形態）
図３は本発明の実施の形態よりなる光送受信モジュールのプラグ挿入時を示す図であり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００５９】
図３において、光ケーブルは、光ケーブルの両端に取り付けられたプラグ取っ手１２、プラグ１３、光ケーブルの中央（中心軸）に配置された光ファイバ１４から構成される。
【００６０】
光送受信モジュール１０は、前記プラグ１３が挿入され位置を保持するレセプタクル部１１、レンズ１５、光デバイス２０、駆動集積回路１６、増幅集積回路１７、外部入出力端子１８，１９、デポラライザ３１から構成される。
【００６１】
前記光デバイス２０の構成を図４に示す。図中、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【００６２】
図において、光デバイス２０は、電極２５を持ったプリント基板２１、その上に実装された受光素子２２、発光素子２７，３２の送信信号光をモニターするモニター用受光素子２３、前記両受光素子２２，２３を樹脂封止したモールド部２４、前記プリント基板２１に実装された発光素子２７，３２付きサブマウント２６から構成される。
【００６３】
図３及び図４において、発光素子２７または３２の一端から出射した送信信号光は、モールド部２４に入射し、モールド部２４の斜面２８で反射され、モニター用受光素子２３に入射し、発光素子２７または３２の光量がモニターされる。この信号は、駆動集積回路１６に入り、発光素子２７または３２の光量を一定に保つことに用いられる。
【００６４】
外部入出力端子１９から入力された送信電気信号は、駆動集積回路１６に入力され、発光素子２７または３２を駆動し、送信信号光に変換される。
【００６５】
発光素子２７または３２の他端から出射した送信信号光は、モールド部２４の斜面２９に貼付けられた偏光分岐素子である偏光フィルム３０により、分岐せずに光路を９０度偏向され、デポラライザ３１を透過しランダム偏光とされ、レンズ１５により集光された後、プラグ１３内部の光ファイバ１４に入射し、光ファイバ１４内を伝送し、相手光送受信モジュールに入射する。
【００６６】
相手光送受信モジュールからの受信信号光は、プラグ１３内部の光ファイバ１４から出射し、レンズ１５により集光され、デポラライザ３１を透過しランダム偏光とされ、モールド部２４の斜面２９に貼り付けられた偏光フィルム３０により、２分され透過光が受光素子２２へ入射して受信電気信号に変換され、増幅集積回路１７により増幅された後、外部入出力端子１９より、光送受信モジュール外部の電子回路（図示せず）へ入力される。
【００６７】
前記プラグ１３は既存のプラグである。ここでは、直径φ３．５のＥＩＡＪＲＣ５７２０光丸型コネクタとした。このコネクタはデジタルオーディオ光通信システムに用いられており、光ケーブルは最短６０ｃｍから存在する。しかしこのような短い光ケーブルを使用した場合でも、デポラライザ３１により、受信信号光はランダム偏光となるため、受信効率が極端に低下する問題を回避することができる。また、光ケーブルが振動し、受信信号光の偏光状態が変動してもデポラライザ３１を通過した光はランダム偏光となるため、Ｓ／Ｎが低下する問題は発生しない。
【００６８】
ＩＥＥＥ１３９４デジタル通信システムでは、伝送速度を１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓのカテゴリに区分し、光送受信モジュールに速度下位互換性を持たせている。例えば、１００Ｍｂｐｓと４００Ｍｂｐｓの光送受信モジュールが通信する場合は、４００Ｍｂｐｓの光送受信モジュールは１００Ｍｂｐｓで送信を行う。
【００６９】
したがって、第１の発光素子２７をＳＬＤ（Super Luminescence Diode）またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）とし、第２の発光素子３２を半導体レーザー素子とし、４００Ｍｂｐｓ以上では第２の発光素子３２を駆動し、４００Ｍｂｐｓ未満では第１の発光素子２７を駆動するようにすれば、消費電力を抑え、半導体レーザー素子の寿命を延ばすことが可能となる。これについては、本実施の形態に限らず、上述した第１の実施の形態において、第２の発光素子を追加し、本実施の形態同様に駆動制御することで、消費電力を抑え、半導体レーザー素子の寿命を延ばすことが可能である。
【００７０】
また、ＩＥＥＥ１３９４デジタル通信システムでは、光ファイバの種類として、８００Ｍｂｐｓ以上はＰＣＦ、８００Ｍｂｐｓ未満はＰＯＦと定まっている。光ファイバの種類と特性を表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
したがって、ＰＯＦは使用波長が６５０ｎｍ、最小ＮＡは０．３、ＰＣＦは８５０ｎｍ、ＮＡは０．３５であるから、第１の発光素子２７を８５０ｎｍの半導体レーザー素子、第２の発光素子３２を６５０ｎｍの半導体レーザー素子，ＳＬＤ又はＬＥＤ、光学系の励振ＮＡを０．３とし、８００Ｍｂｐｓ以上では第１の発光素子２７を駆動し、８００Ｍｂｐｓ未満では第２の発光素子３２を駆動するようにすれば、光ファイバの種類に依らず同じ光送受信モジュールで、広い伝送速度に対応することが可能となる。これについては、本実施の形態に限らず、上述した第１の実施の形態において、第２の発光素子を追加し、本実施の形態同様に駆動制御することで、光ファイバの種類に依らず同じ光送受信モジュールで、広い伝送速度に対応することが可能である。
【００７３】
本実施の形態では、２つの発光素子２７，３２をサブマウント２６上に並べたが、モノリシックに２つの発光素子２７，３２を１つの半導体チップに形成し、それを用いても良いことは言うまでもない。また、第１実施の形態において、第２の発光素子を追加した場合も同じである。
【００７４】
光学系の励振ＮＡは、レンズ１５の横倍率により定まる。レンズ１５の横倍率は、（励振ＮＡ）／（光源のＮＡ）で表されるから、第１の発光素子２７、第２の発光素子３２とも半導体レーザー素子を用いた場合は、光源のＮＡ＝０．７と励振ＮＡ＝０．３を先の式へ入力し横倍率０．４３を得る。したがって、レンズ１５の横倍率を０．４３に設計すれば、光学系の励振ＮＡを０．３とすることができる。
【００７５】
図５及び図６はそれぞれ、図３に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの上面図である。
【００７６】
本実施の形態の光送受信モジュールに用いるデポラライザ３１は、提案例のデポラライザ８４と異なり、透明板は使用していない。その理由は、光ファイバの直径が３００μｍ以上と大きいため、回折限界に光を絞る必要がないためである。よって、モールド部２４の表面側に直接貼り付けている。
【００７７】
また、該デポラライザ３１は、（２ｎ−１）／２λ板，９０度旋光板を液晶性高分子膜にて形成している。（２ｎ−１）／２λ板は、偏光フィルムにて形成することも可能である。どちらの材料を用いてもフィルム状であり、金型打ち抜きやエキシマレーザーによるレーザーアブレーションにて任意形状の穴をあけることが可能である。（２ｎ−１）／２λ板については、その光軸を偏光分岐素子である偏光フィルム３０の光軸に対し４５度回転させて形成される。なお、（２ｎ−１）／２λ板のｎは整数である。
【００７８】
図中、４３は光束であり、４２は穴である。本発明人が特願平１０−８０５４号にて提案したように、直交する２つの偏光成分間の光強度を等しく２分すれば、偏光分岐素子により分岐され受光素子に入射する光の強度は入射する光の偏光状態に依存しなくなるため、図５及び図６のデポラライザ３１は光強度を等しく２分するため、光束面積／２＝穴面積和を満たすように穴があけられている。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、参考例によれば、光ファイバ長が短い光ケーブルのプラグが脱着不可能なレセプタクルを光送受信モジュールに用いたので、脱着可能なプラグを用いた光ケーブルの最短ファイバ長を十分長く設定でき、ＰＯＦを伝送する受信信号光を十分にランダム偏光とできるため、光ファイバ長が短い光ケーブルの脱着を防止でき、受信効率が極端に低下することを防止できる。
【００８０】
本発明によれば、ＳＬＤやＬＥＤは半導体レーザー素子よりも低速な素子であるため、低速伝送時は半導体レーザー素子の代わりにＳＬＤやＬＥＤを用いることにより、消費電力と半導体レーザー素子の寿命を稼ぐことができる。
【００８１】
さらに、デポラライザを通過した光はランダム偏光となるため、光ファイバ長が短い場合に受信効率が極端に低下したり、光ファイバの振動などにより受信信号光の偏光状態が変化することから受信信号光の強度が光ファイバの振動に応じて変化しＳ／Ｎが低下することを防止できる。
【００８２】
さらにまた、偏光分岐膜よりも偏光フィルムは安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００８３】
加えて、液晶性高分子膜は安価でありシステムの低価格化を促進できる。
【００８４】
さらに加えて、使用する光ファイバに応じて送信信号光の波長を切り替え、送信光学系の励振ＮＡを使用する光ファイバの最も小さいＮＡ以下にしたので、どの光ファイバを用いても光ファイバの十分広い帯域を使用することができ、ＰＯＦとＰＣＦの両方の光ファイバを用いて通信できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の光送受信モジュールの構成図である。
【図２】図１に示す光送受信モジュールに用いる光デバイスの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態よりなる光送受信モジュールの構成図である。
【図４】図３に示す光送受信モジュールに用いる光デバイスの構成図である。
【図５】図３に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの上面図である。
【図６】図３に示す光送受信モジュールに用いる他のデポラライザの上面図である。
【図７】従来の光送受信モジュールの側面断面図である。
【図８】他の光送受信モジュールの構成図である。
【図９】図８に示す光送受信モジュールに用いるデポラライザの構成図である。
【図１０】図８に示す光送受信モジュールに用いる他のデポラライザの構成図である。
【符号の説明】
１０ 光送受信モジュール
１１ レセプタクル部
１２ プラグ取っ手部
１３ プラグ
１４ 光ファイバ
１５ レンズ
１６ 駆動集積回路
１７ 増幅集積回路
１８，１９ 外部入出力端子
２０ 光デバイス
２１ プリント基板
２２ 受光素子
２３ モニター用受光素子
２４ モールド部
２５ 電極
２６ サブマウント
２７，３２ 発光素子
２８，２９ 斜面
３０ 偏光フィルム
３１ デポラライザ
４２ 穴
４３ 光束
Claims (5)
- １芯の光ファイバにより双方向通信を行う光送受信モジュールであって、
送信信号光として直線偏光を発光する第１の発光素子と、
受信信号光を受光する受光素子と、
前記受信信号光を直交する偏光成分に２分する偏光分岐素子と、
デポラライザとを有し、
前記第１の発光素子からの送信信号光は、前記偏光分岐素子にて分岐せず反射し、前記デポラライザを通過した後、前記光ファイバに光結合され、
該光ファイバからの受信信号光は、前記デポラライザを通過後、前記偏光分岐素子にて分岐され、前記受光素子へ入射し、
上記偏光分岐素子は、上記受光素子を封止するモールド樹脂が有する面に、偏光フィルムが設けられて形成されていることを特徴とする光送受信モジュール。 - 請求項１に記載の光送受信モジュールにおいて、
前記デポラライザを、光束面積／２＝穴面積和を満たした穴空き（２ｎ−１）／２λ板を用い、その光軸を前記偏光分岐素子の光軸に対し４５度回転させることにより形成したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 請求項１に記載の光送受信モジュールにおいて、
前記デポラライザを、光束面積／２＝穴面積和を満たした穴空き９０度旋光板により形成したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 請求項２又は３に記載の光送受信モジュールにおいて、
前記（２ｎ−１）／２λ板又は９０度旋光板が、液晶性高分子膜からなることを特徴とする光送受信モジュール。 - 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光送受信モジュールを備えたことを特徴とする１芯双方向光通信システム。
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