JP4289053B2 - パラレル光トランシーバ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、双方向光通信を複数チャンネルで行うパラレル光トランシーバに係り、特に、小型化が可能なパラレル光トランシーバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通信機器に装着或いは内蔵されて光信号の送受信を担う光トランシーバには、1心の光ファイバを用いてこの1心の光ファイバで送受双方向の光信号を伝送する1心光トランシーバがある。
【0003】
図3に示されるように、この種の光トランシーバ30では、光ファイバ31の端部であるファイバフェルール32に発光素子33を臨ませ、その発光素子33とファイバフェルール32との間にこれら発光素子33とファイバフェルール32を結ぶ光軸34に対して45°傾斜した多層膜フィルタ35を設け、この多層膜フィルタ35に上記光軸34に対して直交する方向から受光素子36を臨ませ、これらの部材をパッケージ37に収容したものである。
【0004】
多層膜フィルタ35は、所定の入射角で入射した光をその光波長に応じて反射若しくは透過するものである。今、送信する光信号の波長を1.3μm、受信する光信号の波長を1.5μmとし、多層膜フィルタ35は入射角45°で入射した光信号のうち1.3μmの光信号は透過し、1.5μmの光信号は反射するものとする。これにより、発光素子33から入射角45°で多層膜フィルタ35に入射した1.3μmの光信号は多層膜フィルタ35を透過してファイバフェルール32へ入射する。ファイバフェルール32から入射角45°で多層膜フィルタ35に入射した1.5μmの光信号は多層膜フィルタ35で反射角45°で反射されて受光素子36へ入射する。
【0005】
このようにして、1心の光ファイバ31で伝送される送受双方向の光信号を光トランシーバ30の内部では送信光信号と受信光信号とに分離することができる。
【0006】
一般に、光トランシーバは、通信機器の外部に配線される光ファイバと繋がっているため、通信機器の外壁にパッケージ37の光ファイバ側が露出するように配置される。1つの通信機器が複数の通信機器を相手として通信するために、通信機器には複数の光トランシーバが並べて配置される。従って、より多くの光トランシーバを通信機器に搭載するには、通信機器の外から見たパッケージ37のサイズ(図3での横幅)を小さくすることが重要となる。
【0007】
しかし、従来の光トランシーバ30では、光ファイバ31と発光素子33を結ぶ光軸34に対して直交する方向に受光素子36を配置する必要があることから、パッケージ37の横幅は、発光素子33の横幅に受光素子36の横幅を加えたものより小さくすることはできない。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−168038号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、通信容量増大の要求に対し、伝送速度を高めることに加えて伝送路を多重化することが考えられている。即ち、光ファイバ31を複数本平行に配線し、通信機器と相手の通信機器とが複数チャンネルで通信できるようにするのである。このように双方向光通信を複数チャンネルで行うという目的は、図3の1心の光トランシーバ30を複数個並べて設置してそれぞれの光トランシーバ30に繋がる複数本の光ファイバ31を1つに束ねれば達成できる。
【0010】
しかし、前述のように光トランシーバ30はパッケージ37の横幅を小さくするには限界がある。このような光トランシーバ30を複数個並べて設置すると、総合的な横幅がかなり大きくなり、通信機器の外壁に配置できる光トランシーバ30の個数が限られるために、複数チャンネルで通信できる相手の通信機器の数が限られてしまう。
【0011】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型化が可能なパラレル光トランシーバを提供することにある。
【0012】
【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は、共通の平面上に設けられ互いに平行な複数の直線部からなるライトガイドと、上記複数の直線部のうち所定の上記直線部に接続される迂回部からなるライトガイドと、上記直線部のライトガイド及び上記迂回部のライトガイドの端部に設けられると共に、該端部に直交しかつ上記平面に対して傾斜する光軸変換ミラーと、上記平面に対して直交する方向から上記光軸変換ミラーに臨ませた複数の発光素子と、上記ライトガイドの上記直線部中に設けられ上記ライトガイドに直交しかつ上記平面に対して傾斜した波長分離手段と、該波長分離手段に臨ませた複数の受光素子とを備え、上記光軸変換ミラーは上記ライトガイドの上記直線部内を伝播する光の光軸と直交する方向に複数列に配置されると共に、上記波長分離手段に近い側に設けられた上記光軸変換ミラーに接続される上記ライトガイドの延長線上に位置するように上記波長分離手段に遠い側の上記光軸変換ミラーが形成されていることを特徴とするパラレル光トラシーバである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0018】
図1(a)及び図1(b)に示されるように、本発明に係るパラレル光トランシーバ10は、共通の平面1上に互いに平行に設けられた複数のライトガイド2と、これらライトガイド2に平面1の端部より臨ませた複数の発光素子13と、これら複数のライトガイド2に直交してかつ平面1に対して所定の角度、例えば、45°傾斜するようライトガイド2に挿入された多層膜フィルタ15と、多層膜フィルタ15からの反射光を受光すべく平面1に対して直交する方向から多層膜フィルタ15に臨ませた複数の受光素子16とを備える。
【0019】
ライトガイド2の中に設けられた多層膜フィルタ15は1.3ミクロン帯の光は透過し、1.55ミクロン帯の光を反射する機能を有する。従って、パラレルトランシーバ10が受光した1.5ミクロン光は光軸に対してある角度Θで傾斜して設置された多層膜フィルタ15によって再び光軸に対して角度Θで反射される。本実施例では、多層膜フィルタ15の光軸に対する設置角度Θ=45度のときの例を示しており、従って受光素子16は発光素子13からの1.3ミクロン帯の信号光の光軸に直交する方向に設置されている。
【0020】
この実施形態では、ライトガイド2は光ファイバ12で構成される。即ち、複数のライトガイド2は、共通の平面1を提供する基板11上に互いに平行な複数のV溝17を設け、それぞれのV溝17に光ファイバ12を嵌め込んでなる。
【0021】
基板11には、多層膜フィルタ15を挿入するために、平面1に対して45°傾斜したスリット18が形成され、光ファイバ12にもスリット18に沿った断面が形成される。
【0022】
発光素子13は、具体的には、レーザダイオード(LD)であり、キャンタイプ13aやチップタイプ13bなどが使用できる。勿論、複数のLDをライトガイド2のピッチに合わせて並べたアレイを形成してもよい。
【0023】
受光素子16は、具体的には、フォトダイオード(PD)であり、キャンタイプやチップタイプのものが使用できる。勿論、複数のPDをライトガイド2のピッチに合わせて並べたアレイを形成してもよい。
【0024】
また、発光素子13や受光素子16にレンズを必要とする場合、後述する図2(c)のようにレンズアレイを用いるとよい。
【0025】
このパラレル光トランシーバ10における光送受信の動作は、発光素子13の光軸が光ファイバ12中を通るほかは図3で説明した従来技術とほぼ同様であるので、説明は省略する。
【0026】
本発明のパラレル光トランシーバ10と図3の光トランシーバ30との構造的な相違は、パラレル光トランシーバ10では発光素子13の光軸(光ファイバ12)に対し受光素子16が下方に位置している点である。これにより、複数の光ファイバ12のピッチは、発光素子13の横幅又は受光素子16の横幅の大きい方で規定される。従って、このパラレル光トランシーバ10を収容したパッケージ(図示せず)の横幅は、従来のパッケージ37を複数個並べた横幅よりも顕著に小さくすることができる。
【0027】
次に、他の実施形態を説明する。
【0028】
図2(a)及び図2(b)に示されるように、本発明に係るパラレル光トランシーバ20は、共通の平面1上に互いに平行に設けられた複数のライトガイド2と、これらライトガイド2に臨みライトガイド2に直交しかつ平面1に対して傾斜した光軸変換ミラー29と、この光軸変換ミラー29に臨ませた複数の発光素子23と、これら複数のライトガイド2に直交しかつ平面1に対して45°傾斜するようライトガイド2に挿入された多層膜フィルタ25と、平面1に対して直交する方向から多層膜フィルタ25に臨ませた複数の受光素子26とを備える。
【0029】
この実施形態では、ライトガイド2は光導波路コア22で構成される。即ち、複数のライトガイド2は、共通の平面1を提供する導波路基板21上に互いに平行な複数の導波路コア22を設けて構成される。導波路コア22にはそれぞれ光ファイバ31が光結合させて設けられている。
【0030】
導波路基板21には、多層膜フィルタ25を挿入するために、平面1に対して45°傾斜したスリット28が形成され、光導波路コア22にもスリット28に沿った断面が形成される。
【0031】
発光素子23、受光素子26には図1で用いた発光素子13、受光素子16と同じものを用いることができる。受光素子26にレンズを必要とする場合、図2(c)に示されるように、複数の受光素子26に渡って伸びたレンズ素材に受光素子26の配置ピッチでレンズを形成したレンズアレイ41を設ける。
【0032】
このパラレル光トランシーバ20における光送受信の動作は、図1で説明したパラレル光トランシーバ10とほぼ同様であるので、相違点のみ説明する。パラレル光トランシーバ20では、ライトガイド2として光ファイバ12の代わりに光導波路コア22が用いられているが、光信号が伝送される道筋は図1と同じである。また、発光素子23がライトガイド2に直接ではなく光軸変換ミラー29を介して臨んでいるが、発光素子23からの光信号がライトガイド2に入射するのは図1と同じである。
【0033】
パラレル光トランシーバ20とパラレル光トランシーバ10との構造的な相違は、パラレル光トランシーバ20では光軸変換ミラー29が設けられ、ライトガイド2に対し発光素子23が下方に位置している点である。これにより、図2(c)のように全部の発光素子23を一列に配置した場合、パラレル光トランシーバ10に比べて奥行き方向(ライトガイド2の長手方向)が発光素子13(23)の分だけ短くすることができる。
【0034】
また、図2(a)及び図2(b)では、複数の発光素子23を奥行き方向に異なる位置に複数列にして分散配置してある。これにより、図2(c)のように全部の発光素子23を一列に配置した場合に比べて、導波路基板21の横幅を小さくすることができる。詳しく述べると、光導波路コア22は、図示のように曲げて形成することができるので、多層膜フィルタ25に交差する場所では各光導波路コア22を互いに平行な直線状とし、前列の光軸変換ミラー29を迂回した場所では後列の光軸変換ミラー29に向かう光導波路コア22を曲げるようにすると、前列、後列の発光素子23を横幅方向の同じ位置に配置させることができる。これにより、導波路基板21の横幅が発光素子23の全個数分の横幅より小さくできる。ただし、受光素子26の横幅は十分に小さいものとする。
【0035】
受光素子26の横幅が大きい場合、図示しなかったが、多層膜フィルタ25を光軸変換ミラー29と同様に複数列配置とし、受光素子26も発光素子23と同様に複数列配置とすればよい。
【0036】
以上の実施形態では、ライトガイド2の数を4本として4チャンネル用パラレル光トランシーバとしたが、ライトガイド2の数(発光素子、受光素子の数)は任意である。
【0037】
また、送受信光を分離するために多層膜フィルタ15,25を用いたが、ハーフミラーを用いて送受信光を分離してもよい。
【0038】
また、図2の形態において、前列の光軸変換ミラー29を迂回して後列の光軸変換ミラー29に向かう光導波路コア22をいったん曲げた後、導波路基板21の長辺と平行になるよう曲げ返したが、曲げ返しはしないで後列の光軸変換ミラー29の方を導波路基板21の長辺に対して斜めに設けて光導波路コア22に直交させてもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【0040】
(1)小型化が可能になる。
【0041】
(2)高密度の光送受信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すパラレル光トランシーバの構造図であり、(a)は平面図、(b)は側面透視図である。
【図2】本発明の一実施形態を示すパラレル光トランシーバの構造図であり、(a)は平面図、(b)は側面透視図、(c)は別の実施形態を示す発光素子及び受光素子の配置図である。
【図3】従来の光トランシーバの構造図(平面透視図)である。
【符号の説明】
1 平面
2 ライトガイド
11 基板
12 光ファイバ
13,23 発光素子
15,25 多層膜フィルタ
16,26 受光素子
17 V溝
22 光導波路コア
29 光軸変換ミラー
Claims (1)
- 共通の平面上に設けられ互いに平行な複数の直線部からなるライトガイドと、上記複数の直線部のうち所定の上記直線部に接続される迂回部からなるライトガイドと、上記直線部のライトガイド及び上記迂回部のライトガイドの端部に設けられると共に、該端部に直交しかつ上記平面に対して傾斜する光軸変換ミラーと、上記平面に対して直交する方向から上記光軸変換ミラーに臨ませた複数の発光素子と、上記ライトガイドの上記直線部中に設けられ上記ライトガイドに直交しかつ上記平面に対して傾斜した波長分離手段と、該波長分離手段に臨ませた複数の受光素子とを備え、上記光軸変換ミラーは上記ライトガイドの上記直線部内を伝播する光の光軸と直交する方向に複数列に配置されると共に、上記波長分離手段に近い側に設けられた上記光軸変換ミラーに接続される上記ライトガイドの延長線上に位置するように上記波長分離手段に遠い側の上記光軸変換ミラーが形成されていることを特徴とするパラレル光トラシーバ。
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