JP4128547B2 - Optical branching element and optical transceiver for bidirectional optical communication - Google Patents
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Description
この発明は1本の光ファイバを介して光の送受信を行う双方向光通信に用いる光学分岐素子及びその光学分岐素子を用いて構成される光送受信器に関する。 The present invention relates to an optical branch element used for bidirectional optical communication in which light is transmitted and received through a single optical fiber, and an optical transceiver configured using the optical branch element.
図15はこの種の用途に用いる光学分岐素子の従来構成例を、光ファイバ及び発光素子、受光素子と共に示したものであり、この例では光学分岐素子10は透明なブロック状をなし、そのブロックを構成する基体11は断面形状が五角形をなすものとされている。
基体11の第1の面11aとそれぞれ隣接する第2の面11b及び第3の面11cは、第1の面11aとそれぞれ直角をなすものとされて互いに対向し、五角形の残る第4の面11d及び第5の面11eは内側にへこんだ面とされてV字を形成するものとされる。
第1の面11a及び第2の面11bには送信光集光用のレンズ12,13がそれぞれ一体形成され、さらに受信光集光用のレンズ14,15が第1の面11a及び第3の面11cにそれぞれ一体形成されている。なお、第1の面11aに位置する二つのレンズ12,14は共に一部が切り欠かれ、それら切り欠かれた部分が隣接結合された構造となっている。
FIG. 15 shows an example of a conventional configuration of an optical branching element used for this type of application, together with an optical fiber, a light emitting element, and a light receiving element. In this example, the
The
Transmitting
光ファイバ21はその端面が面11aに位置するレンズ12,14に近接対向されて配置される。発光素子22は面11bに位置するレンズ13と対向配置され、受光素子23は面11cに位置するレンズ15と対向配置される。受光素子22と発光素子23とは平行対向されて配置されている。
受光素子22及び発光素子23はこの例では共にリードフレーム上に搭載されて透明樹脂により樹脂封止された構造となっており、図15中、24はリードフレームを示し、25は封止樹脂を示す。発光素子22は例えば発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)とされ、受光素子23は例えばフォトダイオード(PD)とされる。
The
In this example, the
図15中、31は送信経路、32は受信経路を示し、発光素子22から出射された送信光はレンズ13によって集光されて基体11内に入射し、面11dで反射されて面11aに向い、レンズ12で集光されて光ファイバ21の端面に結合される。一方、光ファイバ21の端面から出射された受信光はレンズ14で集光されて基体11内に入射し、面11eで反射されて面11cに向い、レンズ15で集光されて受光素子23に結合される。
このように、この例では光学分岐素子10は発光素子22、受光素子23及び光ファイバ21端面の3者と対向配置され、この光学分岐素子10を通して光の送受信が行われるものとなっている。なお、この例のように発光素子22と受光素子23とを光学分岐素子10に対して対向配置する構成は、発光素子22と受光素子23とが離れているため、電気的なアイソレーションを取りやすく、また光送受信器の小型化も図りやすいものとなっている(例えば、特許文献1参照)。
As described above, in this example, the
ところで、このように1本の光ファイバを用いて光の送受信を行う双方向光通信においては、送受共用する経路が存在するため、送信光が自局の受信系へ混入(混信)し、受光素子に入射するクロストークが発生する。このストロークは性能上、大きな問題であり、クロストークの低減は重要な課題となっている。
図16は図15に示した光学分岐素子10を用いて構成された一対の通信系の構成及び各種光経路を例示したものであり、ここではポート1の送信系1から送信された送信光がポート2の受信系2に受信される場合を例に、各種光経路を示している。なお、送信系とは発光素子、偏向系(反射面、屈折面など)、レンズ等よりなる構成を言い、受信系とは受光素子、偏向系(反射面、屈折面など)、レンズ等よりなる構成を言う。また、開口面とは光送受信器(光学分岐素子)において光ファイバと対向する面を言う。図15中、点線枠26,27は送信系及び受信系を示す。以下、図16を参照して各経路について説明する。
By the way, in bidirectional optical communication in which light is transmitted and received using a single optical fiber in this way, there is a path that is shared between transmission and reception, so that transmitted light is mixed (interference) in the receiving system of the local station and received light. Crosstalk incident on the element occurs. This stroke is a serious problem in terms of performance, and reducing crosstalk is an important issue.
FIG. 16 illustrates a configuration of a pair of communication systems configured using the
実線で示した経路[1]は送信系1より送信された送信光の正規経路である。
二点鎖線で示した経路[2]は送信光が送信系2へ混入し、ロスや遠端クロストーク、送信系2の送信信号へのノイズ混入の原因となる経路である。
数字〈1〉〜〈7〉を付し、破線の矢印を記入した箇所は送信系1より送信された送信光のうち、自局の受信系1に混入し、受信系1の受信信号のS/N低下の原因となる光(クロストーク光)の主な発生箇所であり、〈1〉〜〈7〉はそれぞれ
〈1〉:送信系2各面(発光素子面、リードフレーム、レンズ面など)における反射
〈2〉:受信系2各面(受光素子面、リードフレーム、レンズ面など)における反射
〈3〉:ポート2開口面における反射
〈4〉:光ファイバ遠端(相手(ポート2)側のファイバ端面)の反射
〈5〉:光ファイバ近端(自局(ポート1)側のファイバ端面)の反射
〈6〉:ポート1開口面における反射
〈7〉:隙間からの混入
を表している。なお、ポート2側で発生するクロストーク(〈1〉〜〈4〉及びその他迷光)全体をポート1の遠端クロストークと呼び、ポート1側で発生するクロストーク(〈5〉〜〈7〉及びその他迷光)全体をポート1の近端クロストークと呼んでおり、送信光が自局の受信系1に混入するクロストーク(矢印[3]で示す)はこれら近端クロストークと遠端クロストークの和となる。
A route [1] indicated by a solid line is a normal route of the transmission light transmitted from the
A path [2] indicated by a two-dot chain line is a path in which transmission light is mixed into the
The locations marked with numerals <1> to <7> and filled with broken arrows are mixed in the
この発明はこの図16に示した各種光経路において、特に〈1〉,〈5〉,〈6〉の低減を目的とするものであり、以下、この点について、さらに詳述する。
図17は図15に示した光学分岐素子10の基本形状(基体11)を示したものであり、光ファイバ及び発光素子、受光素子と対向する各側面11a〜11cには図15に示したように集光用のレンズ12〜15が付加されるのが一般的であるが、以下の説明図においてはこれらレンズの図示を省略する。また、レンズの図示は省略するが、レンズを備えた面として、以下においては面11a〜11cを開口面、発光素子対向面、受光素子対向面と称し、面11d,11eを送信側反射面、受信側反射面と称する。なお、光ファイバの光軸方向をZ軸、Z軸と直交し、発光素子対向面11bと受光素子対向面11cの対向する方向をX軸、それらX軸及びZ軸と直交する方向をY軸と定義する。
The present invention aims to reduce <1>, <5>, and <6> in the various optical paths shown in FIG. 16, and this point will be described in further detail below.
FIG. 17 shows the basic shape (base 11) of the
図18は上述した従来例における光ファイバ21、送信系26、受信系27と開口面11a、送信側反射面11d、受信側反射面11eの位置関係を模式的に示したものであり、矢印32,42は送信経路及び受信経路の主方向をそれぞれ示し、矢印52は開口面11a付近における送信光反射経路の主方向を示す。開口面11a付近における送信光反射は光ファイバ21の端面での反射と開口面11aでの反射とが存在するが、図18では光ファイバ21の端面で発生する反射経路の主方向をそれらを代表して示している。なお、点Qは発光素子22の発光中心を示し、点RはX軸と平行な送信経路主方向32と送信側反射面11dとの交点を示す。また、点Pは送信経路主方向32の光ファイバ21端面への入射点を示す。
FIG. 18 schematically shows the positional relationship among the
一方、図19(1)は光ファイバ21端面から出射された受信光40の経路を示したものであり、図19(2)は発光素子から出射された送信光30の経路及びその送信光30の開口面11a付近における反射光(送信光反射光)50の経路を示したものである。図19中、28は発光素子22の発光面位置を示し、29は受光素子23の受光面位置を示す。開口面11a付近における送信光反射は光ファイバ21の端面での反射と開口面11aでの反射とが存在するが、図19では図18と同様、光ファイバ21の端面で発生する反射経路の主方向をそれらを代表して示している。なお、図19では理想的なコリメート光を用いて模式的に示しているが、発光面積が大きい発光ダイオード(LED)やNAの大きい大口径光ファイバ等を用いる場合、十分コリメートされず、図示した主光線の周囲に軸外光線が広く分布している場合が多い。そのため、図ではクロストークが受光面に侵入していない状態となっていても、実際にはいくらかの軸外光線が入ることとなる。
On the other hand, FIG. 19A shows the path of the received
従来の光学分岐素子10においては、図18に示したように送信側反射面11d及び受信側反射面11eは共に開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りにだけ、回転されて傾斜された面となっており、よって効率の点から従来においては光ファイバ21及び受/発光素子23,22の受/発光中心は概略同一のXZ平面上に配置されており、このような配置により開口面11a付近における送信光反射経路主方向52は受信経路主方向42と近接してしまうため、受信経路に送信光反射光50が混入し、クロストーク(図16における〈5〉,〈6〉)となる可能性が極めて高かった。
In the conventional optical branching
開口面11a付近の送信光反射光50がクロストークとならないようにするためには、開口面11a付近の送信光反射光50を受信経路から十分に離さなければならない。このため、例えば図20に示したように、送信側反射面11dのY軸回りの傾斜角を変えたり、発光面位置28をZ軸方向にずらすといったことが考えられるが、この場合、開口面11a付近の送信光反射光50が図20(2)に示したように受信側反射面11eを介さずに直接受光素子へ混入してしまうリスクが増大し、よってこのような方法では送信光反射光50によるクロストークを低減することは困難となっていた。
In order to prevent the transmitted light reflected light 50 in the vicinity of the
加えて、光学分岐素子10の各側面(11a〜11e)は鉛直面(ここではXZ平面と垂直な面)とされており、この場合、開口面11a付近の送信光反射光50の主光線方向は高次反射に至っても光ファイバ21及び受/発光素子23,22の受/発光中心が位置するXZ平面と同一のXZ平面上に存在するため、迷光が受光素子に混入する可能性が高かった。
さらに、発光素子22から出射される送信光光束の最大強度部(光束の中心部)の方向は素子正面方向が一般的であるため、送信効率より発光素子22の正面方向を送信経路主方向32として配置しており、この配置により発光素子22において反射した受信光40が光ファイバ21に再結合し、相手側のクロストーク(図16における〈1〉)となることが問題となっていた。
In addition, each side surface (11a to 11e) of the optical branching
Further, the direction of the maximum intensity portion (the central portion of the light beam) of the transmission light beam emitted from the
なお、図16における〈1〉のクロストーク対策として、特許文献1には送信経路主方向32を発光素子22の正面方向からずらすといった構成が記載されているが、このような方法は効率を犠牲にするものとなっていた。
この発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、効率を損うことなく、開口面付近における送信光反射が受信経路に混入することによるクロストークを大幅に低減し、かつ送信経路へ侵入した受信光の反射が再び光ファイバに結合することを大幅に低減できるようにした双方向光通信用光学分岐素子及びそれを用いた光送受信器を提供するものである。
As a countermeasure against <1> crosstalk in FIG. 16,
The present invention has been made in view of such a situation. Crosstalk due to transmission light reflection in the vicinity of the aperture surface being mixed into the reception path is greatly reduced without impairing efficiency, and the transmission path is also improved. It is an object of the present invention to provide an optical branching element for bidirectional optical communication, and an optical transceiver using the same, which can greatly reduce the reflection of invading received light again from being coupled to an optical fiber.
この発明によれば、一本の光ファイバを介して送受信を行う双方向光通信に用いる光学分岐素子は、光ファイバの端面と対向される開口面と、その開口面とほぼ直角をなして隣接し、発光素子と対向される発光素子対向面と、その発光素子対向面と対向する側において開口面とほぼ直角をなして隣接し、受光素子と対向される受光素子対向面と、発光素子対向面から入射される送信光を開口面に向って反射する送信側反射面と、開口面から入射される受信光を受光素子対向面に向って反射する受信側反射面とを具備し、光ファイバの光軸方向をZ軸、そのZ軸と直交し、かつ発光素子対向面と受光素子対向面の対向する方向をX軸、それらX軸及びZ軸と直交する方向をY軸とした時、送信側反射面は開口面と平行な平面がY軸回りに回転されて傾斜され、さらにX軸回りに回転されて傾斜された面とされ、受信側反射面は開口面と平行な平面がY軸回りに送信側反射面と反対方向に回転されて傾斜された面とされる。 According to the present invention, an optical branching element used for bidirectional optical communication that transmits and receives via a single optical fiber is adjacent to an opening surface that faces the end surface of the optical fiber and substantially perpendicular to the opening surface. And a light-emitting element facing surface that faces the light-emitting element, and a light-receiving element facing surface that is adjacent to the light-receiving element and is adjacent to the opening surface on the side facing the light-emitting element facing surface. A transmission side reflection surface that reflects transmission light incident from the surface toward the aperture surface, and a reception side reflection surface that reflects reception light incident from the aperture surface toward the light receiving element facing surface; When the Z axis is the Z axis, the X axis is the direction in which the light emitting element facing surface and the light receiving element facing surface are opposed, and the direction perpendicular to the X axis and the Z axis is the Y axis, The transmission side reflective surface is rotated about the Y axis in a plane parallel to the aperture surface. The receiving-side reflecting surface is a surface that is inclined by rotating a plane parallel to the aperture surface in the opposite direction to the transmitting-side reflecting surface about the Y-axis. It is said.
さらに、この発明によれば、光送受信器は上記光学分岐素子と、光軸方向がX軸方向とされて上記発光素子対向面に対向配置された発光素子と、光軸方向がX軸方向とされて上記受光素子対向面に対向配置された受光素子とよりなるものとされる。 Furthermore, according to this invention, the optical transceiver includes the optical branch element, a light emitting element whose optical axis direction is the X axis direction and disposed opposite to the light emitting element facing surface, and the optical axis direction is the X axis direction. And a light receiving element disposed opposite to the light receiving element facing surface.
この発明による光学分岐素子によれば、開口面付近における送信光反射経路主方向と受信経路主方向とを大きく離すことができ、よって開口面付近における送信光反射が受信経路に混入することによるクロストークを大幅に低減することができる。
また、送信経路に侵入した受信光は発光素子付近へ導かれず、他の方向へ逃がすことができるため、例えば発光素子面で反射した受信光が再び光ファイバに結合することによるクロストーク(遠端クロストーク)も大幅に低減することができる。
なお、このように受信光が発光素子付近に導かれないため、発光素子の正面方向を送信経路主方向として配置することができ、よって効率を損うこともない。
According to the optical branching element of the present invention, the main direction of the transmission light reflection path and the main direction of the reception path in the vicinity of the aperture surface can be greatly separated, so that the crossing due to the transmission light reflection in the vicinity of the aperture surface entering the reception path. Talk can be greatly reduced.
In addition, since the received light that has entered the transmission path is not guided to the vicinity of the light emitting element and can be released in other directions, for example, the crosstalk (far end) due to the received light reflected on the light emitting element surface being coupled to the optical fiber again. Crosstalk) can also be greatly reduced.
Since the received light is not guided to the vicinity of the light emitting element in this way, the front direction of the light emitting element can be arranged as the main direction of the transmission path, and thus efficiency is not impaired.
加えて、クロストーク対策として、例えば遮光板や偏光板等の新たな部品を用いるものでないため、その点で部品点数は増加せず、安価に構成することができる。 In addition, as a countermeasure against crosstalk, new components such as a light shielding plate and a polarizing plate are not used, and therefore, the number of components does not increase and can be configured at low cost.
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1はこの発明による光学分岐素子の第1の実施例を示したものであり、この例では光学分岐素子10−1は光ファイバの端面と対向される開口面11aと、その開口面11aと直角をなして隣接し、発光素子と対向される発光素子対向面11bと、発光素子対向面11bと対向する側において開口面11aと直角をなして隣接し、受光素子と対向される受光素子対向面11cと、発光素子対向面11bから入射される送信光を開口面11aに向って反射する送信側反射面11d−1と、開口面11aから入射される受信光を受光素子対向面11cに向って反射する受信側反射面11e−1とを具備するものとされる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of an optical branching element according to the present invention. In this example, the optical branching element 10-1 includes an
光学分岐素子10−1は透明なブロック状をなし、図示を省略しているが、図15に示した従来の光学分岐素子10と同様、送信光集光用のレンズ12,13を開口面11a及び発光素子対向面11bに備え、受信光集光用のレンズ14,15を開口面11a及び受光素子対向面11cに備えたものとされる。
図1中に示したX,Y,Z3軸は図17におけるX,Y,Z3軸と同様に定義され、即ち光ファイバの光軸方向がZ軸、Z軸と直交し、発光素子対向面11bと受光素子対向面11cの対向する方向がX軸、それらX軸及びZ軸と直交する方向がY軸とされる。
Although the optical branching element 10-1 has a transparent block shape and is not shown in the drawing, the transmission
The X, Y, and Z3 axes shown in FIG. 1 are defined in the same manner as the X, Y, and Z3 axes in FIG. 17, that is, the optical axis direction of the optical fiber is orthogonal to the Z and Z axes, and the light emitting
この例では送信側反射面11d−1は開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りに回転されて傾斜され、さらにX軸回りにも回転されて傾斜された面となっており、一方受信側反射面11e−1は開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りに送信側反射面11d−1と反対方向に回転されて傾斜され、さらにX軸回りに送信側反射面11d−1と同じ方向に回転されて傾斜された面となっている。なお、送信側反射面11d−1と受信側反射面11e−1とは一辺が一致されており、その一辺(谷線)を挟んで隣接されて断面V字形状をなすものとされている。
In this example, the transmission-
図2はこの光学分岐素子10−1を光ファイバ及び受/発光素子の3者と対向配置した状態の光ファイバ21、送信系26、受信系27と開口面11a、送信側反射面11d−1、受信用反射面11e−1の位置関係を図18と同様に模式的に示したものであり、図3は光ファイバ21端面から出射された受信光40の経路及び発光素子から出射された送信光30の経路、その送信光30の開口面11a付近における反射光(送信光反射光)50の経路を図19と同様に示したものである。
この例では送信側反射面11d−1及び受信側反射面11e−1は共にY軸回りだけでなく、X軸回りにも回転されて傾斜されているため、光ファイバ21及び受/発光素子23,22の受/発光中心は従来例のように同一XZ平面上に配置されず、Y方向にずれて配置される。即ち、発光素子22の発光中心Qは送信側反射面11d−1と垂直かつX軸と平行であって光ファイバ21端面と交差する平面S上に配置され、発光素子22の正面方向はX方向とされる。
FIG. 2 shows the
In this example, both the transmission-
上記のように配置された発光素子22から出射された送信光30の経路は図3(2)に示したようになり、光ファイバ21に結合される。一方、光ファイバ21から出射された受信光40の経路は図3(1)に示したようになり、この受信経路主光線上に受光素子23の受光中心が配置される。
開口面11a付近における送信光反射光50の経路は図3(2)に示したようになり、受光面位置29との間のギャップはY方向のギャップg1Y及びZ方向のギャップg1Z共、従来例に対し、大幅に増加するものとなる。なお、図3(1)に示したように送信系に入る受信光40の経路と発光面位置28との間のY方向のギャップg2Yも従来例に対し、大幅に増加するものとなる。
The path of the
The path of the transmitted light reflected light 50 in the vicinity of the
このように、この例によれば、送信側反射面11d−1をX軸回りに回転させて傾斜させた面とすることにより、開口面11a付近における送信光反射経路主方向52はY方向成分を含むものとなり、これにより送信光反射経路主方向52と受信経路主方向42とを大きく離すことができる。また、このように送信光反射経路主方向52を受信経路主方向42から大きく離しても、図20(2)に示した従来検討例のように送信光反射経路主方向52は受信側反射面11eを介さずに受光素子に直接入射する方向に向かうものとはならない。
As described above, according to this example, the transmission-side reflection path
加えて、送信光反射光50の高次反射はX軸回りに傾斜した送信側反射面11d−1及び受信側反射面11e−1の存在により同一平面上に留まらないものとなり、よってこれらの点から開口面11a付近における送信光反射が受信経路に混入することによるクロストーク(図16における〈5〉,〈6〉)を大幅に低減することができる。
さらに、送信系に侵入した受信光40は図3(1)に示したように発光面付近へ導かれず、つまり他の方向へ逃がすことができるため、発光素子正面方向を送信経路主方向32として配置しても発光素子22において反射した受信光40が光ファイバ21に再び結合することによるクロストーク(図16における〈1〉)を大幅に低減することができる。
In addition, the higher-order reflection of the transmission light reflected
Furthermore, since the received light 40 that has entered the transmission system is not guided to the vicinity of the light emitting surface as shown in FIG. 3A, that is, can escape to other directions, the front direction of the light emitting element is set as the
上述した実施例では光学分岐素子10−1はその送信側反射面11d−1及び受信側反射面11e−1が共にX軸回りに回転されて傾斜された面とされているが、例えば送信側反射面のみをX軸回りに回転させて傾斜させた面としてもよい。
図4はこのような構成を有する光学分岐素子の第2の実施例を示したものであり、この例では光学分岐素子10−2の送信側反射面11d−2は開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りに回転されて傾斜され、さらにX軸回りに回転されて傾斜された面となっており、これに対し受信側反射面11e−2は開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りにのみ送信側反射面11d−2と反対方向に回転されて傾斜された面となっている。
In the above-described embodiment, the optical branching element 10-1 has a transmission-
FIG. 4 shows a second embodiment of the optical branching element having such a configuration. In this example, the transmission-
図5及び6は図2及び3と同様、この光学分岐素子10−2を用いる場合の光ファイバ21、送信系26、受信系27と開口面11a、送信側反射面11d−2、受信側反射面11e−2の位置関係及び受信光40、送信光30、送信光反射光50の各経路をそれぞれ示したものであり、この例においても図6に示したようにギャップg1Y,g2Yは増加し、送信光反射経路主方向52と受信経路主方向42とを大きく離すことができ、また送信系に侵入した受信光40が発光面付近へ導かれないようにすることができ、よって図1に示した光学分岐素子10−1を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
5 and 6 are similar to FIGS. 2 and 3, the
次に、この発明による光学分岐素子の第3の実施例について説明する。上述した光学分岐素子10−1及び10−2では図3及び6に示したように、いずれも発光素子22と受光素子23の位置関係がY方向において段違いとなることから、実装時に位置決めの工夫が必要となったり、Y方向の実装スペースが問題となる可能性があるものとなっていたが、図7に示した光学分岐素子10−3はこのような問題を解消することができるものとなっている。
この例では送信側反射面11d−3は開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りに回転されて傾斜され、さらにX軸回りに回転されて傾斜された面となっており、一方受信側反射面11e−3は開口面11aと平行な平面(XY平面)がY軸回りに送信側反射面11d−3と反対方向に回転されて傾斜され、さらにX軸回りにも送信側反射面11d−3と反対方向に回転されて傾斜された面となっている。つまり、図1に示した光学分岐素子10−1と異なり、送信側反射面11d−3と受信側反射面11e−3とはX軸回りにおいて互い違いの向きとなっている。
Next explained is a third embodiment of the optical branching element according to the invention. In the optical branching elements 10-1 and 10-2 described above, as shown in FIGS. 3 and 6, the positional relationship between the light emitting
In this example, the transmission-
図8及び9はこの光学分岐素子10−3を用いる場合の光ファイバ21、送信系26、受信系27と開口面11a、送信側反射面11d−3、受信側反射面11e−3の位置関係及び受信光40、送信光30、送信光反射光50の各経路を図2及び3と同様に示したものであり、この例では図9に示したように発光素子22と受光素子23のY方向の高さ位置を揃えることができ、よって実装時の位置決めが容易となり、実装上の不便さを解消することができる。さらに、構成全体の、つまり光送受信器の低背化を実現することができる。
8 and 9 show the positional relationship among the
なお、この例においても図9に示したようにギャップg1Y,g2Yは増加し、送信光反射経路主方向52と受信経路主方向42とを大きく離すことができ、また送信系に侵入した受信光40が発光面付近へ導かれないようにすることができ、よって図1に示した光学分岐素子10−1と同様の効果を得ることができる。
図10はこの発明による光学分岐素子の第4の実施例を示したものであり、この例では送信側反射面11d−4と受信側反射面11e−4とは図7に示した光学分岐素子10−3と同様、X軸回りにおいて互い違いの向きとなっており、さらに送信側反射面11d−4のY方向上半部が削除され、その部分に受信側反射面11e−4が延長形成されたものとなっている。
Also in this example, as shown in FIG. 9, the gaps g 1Y and g 2Y are increased, the transmission light reflection path
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the optical branching element according to the present invention. In this example, the transmitting-
図11はこの光学分岐素子10−4を用いる場合の受信光40及び送信光30、送信光反射光50の各経路を示したものであり、この例でも光学分岐素子10−3と同様、発光素子22と受光素子23のY方向の高さ位置を揃えることができる。また、送信光反射光50と受光面位置29とのギャップg1Yを大きく確保することができ、さらにこの例では受信光40が送信系へ侵入しないものとすることができる。
ところで、前述の例えば図7に示した光学分岐素子10−3では図中、二点鎖線16で囲んだ部分において、送信側反射面11d−3と受信側反射面11e−3とを接続するZ軸に平行な接続面17と送信側反射面11d−3との間及び受信側反射面11e−3との間にそれぞれ鋭角的な凹部が存在し、このような鋭角凹部の存在は光学分岐素子10−3を樹脂成形で作製する場合に、その金型の作製を困難としていた。また、その部分の金型強度が弱くなるため、樹脂成形品の品質が安定しないおそれがあった。
FIG. 11 shows each path of the received light 40, the transmitted
By the way, in the optical branching element 10-3 shown in FIG. 7, for example, Z that connects the transmission-
図12に示した光学分岐素子10−5はこの点を改良したものであり、この例では鋭角凹部の谷底が切り取られた形状とされ、つまり接続面17と送信側反射面11d−5及び受信側反射面11e−5との間にそれぞれX軸と平行な幅狭の面18a,18bが設けられたものとなっている。
このような面18a,18bを設けることにより、金型の作製が容易となり、金型の低コスト化及び品質の安定化を図ることができる。
一方、図13に示した光学分岐素子10−6は送信側反射面11d−6と受信側反射面11e−6とがX軸回りに互いに逆向きに回転されて傾斜されている構成において、上記のような鋭角凹部が存在しないようにY方向において上半部に受信側反射面11e−6が位置し、下半部に送信側反射面11d−6が位置するようにし、つまり両反射面11d−6,11e−6を分割する境界線の向きをX軸方向としたものであり、このような構成を採用することもできる。なお、この例では二点鎖線19で囲んだ部分は鈍角をなすものとなる。
The optical branching element 10-5 shown in FIG. 12 is obtained by improving this point. In this example, the valley of the acute concave portion is cut off, that is, the
By providing
On the other hand, the optical branching element 10-6 shown in FIG. 13 has a configuration in which the transmission-
図14はこの発明による光学分岐素子と発光素子22と受光素子23とよりなる光送受信器が組み込まれている一芯の光コネクタ61の構成の一例を示したものであり、この例では図1に示した光学分岐素子10−1が組み込まれたものとなっている。図14中、62は光ファイバプラグが挿入されるスリーブを示す。
FIG. 14 shows an example of the configuration of a single-core optical connector 61 in which an optical transceiver comprising an optical branching element, a
Claims (6)
上記光ファイバの端面と対向される開口面と、
その開口面とほぼ直角をなして隣接し、発光素子と対向される発光素子対向面と、
その発光素子対向面と対向する側において上記開口面とほぼ直角をなして隣接し、受光素子と対向される受光素子対向面と、
上記発光素子対向面から入射される送信光を上記開口面に向って反射する送信側反射面と、
上記開口面から入射される受信光を上記受光素子対向面に向って反射する受信側反射面とを具備し、
上記光ファイバの光軸方向をZ軸、そのZ軸と直交し、かつ上記発光素子対向面と受光素子対向面の対向する方向をX軸、それらX軸及びZ軸と直交する方向をY軸とした時、上記送信側反射面は上記開口面と平行な平面がY軸回りに回転されて傾斜され、さらにX軸回りに回転されて傾斜された面とされ、
上記受信側反射面は上記開口面と平行な平面がY軸回りに上記送信側反射面と反対方向に回転されて傾斜された面とされていることを特徴とする双方向光通信用光学分岐素子。 An optical branching element used for bidirectional optical communication that transmits and receives via a single optical fiber,
An opening face facing the end face of the optical fiber;
A light emitting element facing surface that is adjacent to and substantially perpendicular to the opening surface and is opposed to the light emitting element;
A light receiving element facing surface which is adjacent to the light emitting element facing surface and is substantially perpendicular to the opening surface and facing the light receiving element;
A transmission-side reflection surface that reflects the transmission light incident from the light-emitting element facing surface toward the opening surface;
A reception-side reflection surface that reflects the reception light incident from the opening surface toward the light-receiving element facing surface;
The optical axis direction of the optical fiber is the Z-axis, the light-emitting element facing surface and the light-receiving element facing surface are opposed to the X-axis, and the direction perpendicular to the X-axis and the Z-axis is the Y-axis. The transmission-side reflecting surface is a plane that is inclined by rotating a plane parallel to the opening surface around the Y axis, and further rotated around the X axis.
An optical branch for bidirectional optical communication, wherein the reception-side reflection surface is a surface inclined in a direction parallel to the opening surface around the Y axis in the direction opposite to the transmission-side reflection surface. element.
上記受信側反射面がさらにX軸回りに上記送信側反射面と同じ方向に回転されて傾斜されていることを特徴とする双方向光通信用光学分岐素子。 In the optical branching element for bidirectional optical communication according to claim 1,
An optical branching element for bidirectional optical communication, wherein the receiving-side reflecting surface is further rotated and tilted around the X axis in the same direction as the transmitting-side reflecting surface.
上記受信側反射面がさらにX軸回りに上記送信側反射面と反対方向に回転されて傾斜されていることを特徴とする双方向光通信用光学分岐素子。 In the optical branching element for bidirectional optical communication according to claim 1,
An optical branching element for bidirectional optical communication, wherein the receiving-side reflecting surface is further rotated and tilted about the X axis in the direction opposite to the transmitting-side reflecting surface.
上記送信側反射面と受信側反射面とは一辺が一致され、その一辺を挟んで隣接されていることを特徴とする双方向光通信用光学分岐素子。 In the optical branching element for bidirectional optical communication according to claim 2,
An optical branching element for bidirectional optical communication, characterized in that one side of the transmitting-side reflecting surface and the receiving-side reflecting surface coincide with each other and are adjacent to each other across the one side.
上記送信側反射面と受信側反射面とはZ軸に平行な接続面を介して接続され、
その接続面と送信側反射面、受信側反射面との間に構成される鋭角凹部はその谷底が切り取られた形状とされていることを特徴とする双方向光通信用光学分岐素子。 The optical branch element for bidirectional optical communication according to any one of claims 1 to 3,
The transmission side reflection surface and the reception side reflection surface are connected via a connection surface parallel to the Z-axis,
An optical branching element for bidirectional optical communication, wherein an acute-angle recess formed between the connection surface, the transmission-side reflection surface, and the reception-side reflection surface has a valley bottom.
光軸方向がX軸方向とされて上記発光素子対向面に対向配置された発光素子と、
光軸方向がX軸方向とされて上記受光素子対向面に対向配置された受光素子とよりなることを特徴とする光送受信器。 An optical branching element for bidirectional optical communication according to any one of claims 1 to 5,
A light emitting element having an optical axis direction as an X axis direction and disposed opposite to the light emitting element facing surface;
An optical transceiver comprising: a light receiving element disposed so as to face the light receiving element facing surface with an optical axis direction as an X axis direction.
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