JP5831046B2 - Optical module - Google Patents

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Description

本発明は、例えば光通信システムに用いられる光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module used in, for example, an optical communication system.

特許文献1には、双方向光通信用の光モジュールが開示されている。この光モジュールの筐体には、発光素子、受光素子、及び光ファイバが取り付けられている。   Patent Document 1 discloses an optical module for bidirectional optical communication. A light emitting element, a light receiving element, and an optical fiber are attached to the casing of the optical module.

特開2008−209266号公報JP 2008-209266 A

特許文献1に開示される光モジュールでは小型化が不十分であった。   The optical module disclosed in Patent Document 1 has been insufficiently miniaturized.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、小型化に好適な光モジュールを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an optical module suitable for miniaturization.

本発明に係る光モジュールは、第1側面と第2側面が対向し、第3側面と第4側面が該第1側面と該第2側面をつなぎつつ対向するように形成された筐体と、第1集光レンズと第1発光素子を有し、該第1集光レンズが該筐体の内部に位置することで、該第1側面から該筐体の内部に進入するように設けられた第1発光装置と、受光用集光レンズと受光素子を有し、該第2側面に設けられた受光装置と、該第3側面に設けられた、光信号を双方向に伝送する光ファイバと、第2集光レンズと第2発光素子を有し、該第4側面であって該第1側面と該第2側面の中間位置より該第2側面側に設けられた第2発光装置と、該第1発光素子から出射した第1送信光を反射して該光ファイバの端面に入射させ、該第2発光素子から出射した第2送信光を透過して該光ファイバの端面に入射させるように該筐体内に設けられた第1光フィルタと、該筐体内の該第1光フィルタと該光ファイバの間に設けられ、該第1送信光と該第2送信光を透過して該光ファイバの端面に入射させ、該光ファイバからの受信光を反射して該受光素子に入射させる第2光フィルタと、該筐体内の、該第1光フィルタと該第2光フィルタの間に設けられ、該第1送信光と該第2送信光のうち、該第1発光素子と該第2発光素子に戻る成分を遮断する光アイソレータと、を備え、該第1発光装置の該筐体内への進入量は、該受光装置の該筐体内への進入量より大きく、該第2発光素子と該光ファイバを結ぶ線は、該筐体の長手方向に対して傾き、該第1側面から該第1光フィルタまでの距離は、該第1側面から該第2光フィルタまでの距離より大きいことを特徴とする。
An optical module according to the present invention includes a housing formed such that the first side surface and the second side surface face each other, and the third side surface and the fourth side surface face each other while connecting the first side surface and the second side surface, The first condensing lens and the first light emitting element are provided, and the first condensing lens is provided inside the housing so that the first condensing lens enters the housing from the first side surface. A first light-emitting device, a light-receiving condensing lens and a light-receiving element, a light-receiving device provided on the second side surface, and an optical fiber provided on the third side surface for transmitting optical signals bidirectionally A second light emitting device having a second condensing lens and a second light emitting element, the fourth light emitting device being provided on the second side surface of the fourth side surface from an intermediate position between the first side surface and the second side surface; Second transmission light reflected from the first light-emitting element and incident on the end face of the optical fiber after being reflected from the first light-emitting element. A first optical filter provided in the casing so as to be transmitted and incident on the end face of the optical fiber; and provided between the first optical filter and the optical fiber in the casing; And a second optical filter that transmits the second transmission light and enters the end face of the optical fiber, reflects the reception light from the optical fiber and enters the light receiving element, and the first optical filter in the housing. An optical isolator that is provided between the optical filter and the second optical filter, and that blocks the component that returns to the first light emitting element and the second light emitting element of the first transmission light and the second transmission light. An amount of the first light emitting device entering the housing is larger than an amount of the light receiving device entering the housing, and a line connecting the second light emitting element and the optical fiber is a length of the housing. The distance from the first side surface to the first optical filter is inclined with respect to the direction, and the distance from the first side surface to the second optical filter is Wherein the larger distance to the filter.

本発明によれば、発光装置を筐体内に進入させるように光軸を調整するので、小型化に好適な光モジュールを提供できる。   According to the present invention, since the optical axis is adjusted so that the light emitting device enters the housing, an optical module suitable for downsizing can be provided.

本発明の実施の形態1に係る光モジュールを含むシステム全体を示す図である。It is a figure which shows the whole system containing the optical module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光モジュールの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the optical module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 比較例の光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module of a comparative example. 本発明の実施の形態2に係る光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module which concerns on Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る光モジュールを含むシステム全体を示す図である。光モジュール10は、10G−EPON(10Gigabit−Ethernet Passive Optical Network)システムの一部である。10G−EPONシステムは、局舎に設置される局側光回路終端装置(OLT:Optical Line Terminal)と、OLTと各加入者宅をつなぐ光分岐線路と、加入者宅に設置される加入者側光回路終端装置(ONU:Optical Network Unit)を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an entire system including an optical module according to Embodiment 1 of the present invention. The optical module 10 is a part of a 10 G-EPON (10 Gigabit-Ethernet Passive Optical Network) system. The 10G-EPON system consists of a station-side optical circuit terminator (OLT) installed in a station building, an optical branch line connecting the OLT and each subscriber house, and a subscriber side installed in the subscriber house. An optical circuit unit (ONU) is provided.

10G−EPONシステムは、1Gbps及び10Gbpsの伝送レートのデータを上り(ONUからOLT)及び下り(OLTからONU)の双方向に伝送する。この双方向通信は、一芯の光ファイバで、伝送レート、伝送方向ごとに設定された計4波長の信号を波長多重して行われる。   The 10G-EPON system transmits data at transmission rates of 1 Gbps and 10 Gbps in both directions (ONU to OLT) and downlink (OLT to ONU). This bidirectional communication is performed by wavelength multiplexing a total of four wavelengths of signals set for each transmission rate and transmission direction using a single optical fiber.

OLTは、前述の双方向通信を実現するために光モジュール10(トリプレクサ)を備えている。光モジュール10はXFP(10 Gigabit Small Form−actor Pluggable)等の仕様に従うトランシーバに搭載されている。   The OLT includes an optical module 10 (triplexer) to realize the above-described bidirectional communication. The optical module 10 is mounted on a transceiver conforming to a specification such as XFP (10 Gigabit Small Form-actor Pluggable).

図2は、本発明の実施の形態1に係る光モジュールを示す図である。光モジュール10は、1Gbpsの下り信号を送信する発光素子と、10Gbpsの下り信号を送信する発光素子と、1Gbpsと10Gbpsのどちらの信号も受信可能な受光素子とを1芯の光ファイバに結合させたものである。以下、光モジュール10について詳細に説明する。   FIG. 2 is a diagram showing the optical module according to Embodiment 1 of the present invention. The optical module 10 combines a light emitting element for transmitting a 1 Gbps downstream signal, a light emitting element for transmitting a 10 Gbps downstream signal, and a light receiving element capable of receiving both 1 Gbps and 10 Gbps signals into a single optical fiber. It is a thing. Hereinafter, the optical module 10 will be described in detail.

光モジュール10は、筐体12を備えている。図1において筐体12は輪郭だけが示されている。筐体12は、第1側面12a、第2側面12b、第3側面12c、及び第4側面12dを備えている。第1側面12aと第2側面12bは対向している。第3側面12cと第4側面12dは、第1側面12aと第2側面12bをつなぎつつ対向している。   The optical module 10 includes a housing 12. In FIG. 1, only the outline of the housing 12 is shown. The housing 12 includes a first side surface 12a, a second side surface 12b, a third side surface 12c, and a fourth side surface 12d. The first side surface 12a and the second side surface 12b are opposed to each other. The third side surface 12c and the fourth side surface 12d face each other while connecting the first side surface 12a and the second side surface 12b.

第1側面12aには第1発光装置14が設けられている。第1発光装置14は、第1集光レンズ14aと、レーザダイオードで形成された第1発光素子14bを有している。第1集光レンズ14aは筐体12の内部に位置している。これにより第1発光装置14は第1側面12aから筐体12の内部に距離Lだけ進入している。   A first light emitting device 14 is provided on the first side surface 12a. The first light emitting device 14 includes a first condenser lens 14a and a first light emitting element 14b formed of a laser diode. The first condenser lens 14 a is located inside the housing 12. Accordingly, the first light emitting device 14 enters the inside of the housing 12 by the distance L from the first side surface 12a.

第2側面12bには受光装置16が設けられている。受光装置16は、受光用集光レンズ16aと、フォトダイオードで形成された受光素子16bを有している。受光用集光レンズ16aは、第2側面12bに沿うように設けられている。   A light receiving device 16 is provided on the second side surface 12b. The light receiving device 16 includes a light receiving condensing lens 16a and a light receiving element 16b formed of a photodiode. The light receiving condensing lens 16a is provided along the second side surface 12b.

第3側面12cには光ファイバ15が設けられている。光ファイバ15の端面は、ファイバコア(ファイバ内部で光が閉じ込められている領域)内の光伝搬方向に対して6〜8度程度傾くように斜め研磨されている。ところで、光ファイバの端面がファイバコア内の光伝搬方向に対し垂直な場合、加入者側から伝送された光がその端面で反射され、再び加入者側に戻ってしまい反射減衰量の規格(OLTはONUに対して一定以上の光を反射してはならない規格)を満足できなくなってしまう。これを防止するために、光ファイバ15の端面は斜め研磨されている。光ファイバ15の端面を6〜8度斜め研磨する場合、スネルの法則から、光ファイバ15と最適に結合する光軸はファイバコアの光伝搬方向に対し3〜4度傾く。   An optical fiber 15 is provided on the third side surface 12c. The end face of the optical fiber 15 is obliquely polished so as to be inclined by about 6 to 8 degrees with respect to the light propagation direction in the fiber core (region where light is confined inside the fiber). By the way, when the end face of the optical fiber is perpendicular to the light propagation direction in the fiber core, the light transmitted from the subscriber side is reflected by the end face and returns to the subscriber side again, and the standard of return loss (OLT) Will not be able to satisfy the standard (which must not reflect a certain amount of light) on the ONU. In order to prevent this, the end face of the optical fiber 15 is obliquely polished. When the end surface of the optical fiber 15 is obliquely polished by 6 to 8 degrees, the optical axis optimally coupled to the optical fiber 15 is inclined by 3 to 4 degrees with respect to the light propagation direction of the fiber core from Snell's law.

第4側面12dには第2発光装置18が設けられている。第2発光装置18は、第2集光レンズ18aと、レーザダイオードで形成された第2発光素子18bを有している。第2発光装置18は、第4側面12dの第2側面12b側に設けられている。つまり、第2発光装置18は、第4側面12dであって第1側面12aと第2側面12bの中間位置より第2側面12b側に設けられている。第2発光装置18を第2側面12b側に設けるのは、光ファイバ15と第2発光素子18bを最適に結合する光軸を第2側面12bの方向に傾けるためである。   A second light emitting device 18 is provided on the fourth side surface 12d. The second light emitting device 18 includes a second condenser lens 18a and a second light emitting element 18b formed of a laser diode. The second light emitting device 18 is provided on the second side surface 12b side of the fourth side surface 12d. That is, the second light emitting device 18 is provided on the second side surface 12b side from the intermediate position between the first side surface 12a and the second side surface 12b on the fourth side surface 12d. The reason why the second light emitting device 18 is provided on the second side surface 12b side is to tilt the optical axis for optimally coupling the optical fiber 15 and the second light emitting element 18b toward the second side surface 12b.

第1発光素子14b、受光素子16b、第2発光素子18bのそれぞれは、1枚の集光レンズを介することで収束光学系を成して、光ファイバ15と結合している。なお、図2に示す通り、第1側面12a及び第2側面12bと平行方向を「長手方向」と称する。そしてこの長手方向と垂直で、第3側面12c及び第4側面12dと平行な方向を「短手方向」と称する。   Each of the first light-emitting element 14b, the light-receiving element 16b, and the second light-emitting element 18b forms a converging optical system via one condenser lens and is coupled to the optical fiber 15. As shown in FIG. 2, the direction parallel to the first side surface 12a and the second side surface 12b is referred to as a “longitudinal direction”. A direction perpendicular to the longitudinal direction and parallel to the third side surface 12c and the fourth side surface 12d is referred to as a “short direction”.

筐体12の内部には、第1光フィルタ22、光アイソレータ24、及び第2光フィルタ26が設けられている。第2光フィルタ26は、第1光フィルタ22と光ファイバ15の間に設けられている。光アイソレータ24は、第1光フィルタ22と第2光フィルタ26の間に設けられている。   Inside the housing 12, a first optical filter 22, an optical isolator 24, and a second optical filter 26 are provided. The second optical filter 26 is provided between the first optical filter 22 and the optical fiber 15. The optical isolator 24 is provided between the first optical filter 22 and the second optical filter 26.

第1光フィルタ22と第2光フィルタ26は、第1発光素子14b又は第2発光素子18bから出射した光を光ファイバ15に結合させるように導くものである。また、第2光フィルタ26は受信光を受光素子16bに導くものである。光アイソレータ24は、第1発光素子14bと第2発光素子18bから出射した光がこれらに戻らないように設けられるものである。   The first optical filter 22 and the second optical filter 26 guide the light emitted from the first light emitting element 14 b or the second light emitting element 18 b so as to be coupled to the optical fiber 15. The second optical filter 26 guides received light to the light receiving element 16b. The optical isolator 24 is provided so that the light emitted from the first light emitting element 14b and the second light emitting element 18b does not return to these.

光アイソレータ24の最適入力波長は、光モジュール10の動作温度範囲の最大値と最小値の中間の温度に最適化され、第1発光素子14bの発光波長と第2発光素子18bの発光波長の中間の値に設定されている。本発明の実施の形態1に係る光モジュール10の動作温度範囲は0℃〜80℃である。そのため、光アイソレータ24の最適入力波長は、40℃に最適化され、第1発光素子14bの発光波長と第2発光素子18bの発光波長の中間の値に設定されている。   The optimum input wavelength of the optical isolator 24 is optimized to an intermediate temperature between the maximum value and the minimum value of the operating temperature range of the optical module 10, and is intermediate between the emission wavelength of the first light emitting element 14b and the emission wavelength of the second light emitting element 18b. Is set to the value of The operating temperature range of the optical module 10 according to Embodiment 1 of the present invention is 0 ° C. to 80 ° C. Therefore, the optimum input wavelength of the optical isolator 24 is optimized to 40 ° C., and is set to an intermediate value between the emission wavelength of the first light emitting element 14b and the emission wavelength of the second light emitting element 18b.

図3は、本発明の実施の形態1に係る光モジュールの動作を示す図である。第1光フィルタ22は、第1発光素子14bから出射した第1送信光を反射して光ファイバ15の端面に入射させ、第2発光素子18bから出射した第2送信光を透過して光ファイバ15の端面に入射させる。第2光フィルタ26は、第1送信光と第2送信光を透過して光ファイバ15の端面に入射させ、光ファイバ15からの受信光を反射して受光素子16bに入射させる。光アイソレータ24は、第1送信光と第2送信光のうち、第1発光素子14bと第2発光素子18bに戻る成分(戻り光という)を遮断する。   FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the optical module according to Embodiment 1 of the present invention. The first optical filter 22 reflects the first transmission light emitted from the first light emitting element 14b to enter the end face of the optical fiber 15, and transmits the second transmission light emitted from the second light emitting element 18b to transmit the optical fiber. 15 is incident on the end face. The second optical filter 26 transmits the first transmission light and the second transmission light to be incident on the end face of the optical fiber 15, and reflects the reception light from the optical fiber 15 to be incident on the light receiving element 16b. The optical isolator 24 blocks a component (referred to as return light) that returns to the first light emitting element 14b and the second light emitting element 18b from the first transmission light and the second transmission light.

上記のような構成により、第1発光素子14bから出射した第1送信光は集光レンズ14aに集光された後、第1光フィルタ22で反射され、光アイソレータ24と第2光フィルタ26を透過し光ファイバ15の端面に入射する。第2発光素子18bから出射した第2送信光は集光レンズ18aに集光された後、第1光フィルタ22、光アイソレータ24、及び第2光フィルタ26を透過し光ファイバ15の端面に入射する。光ファイバ15からの受信光は第2光フィルタ26で反射し集光レンズ18aによって集光されて受光素子16bの受光面に入射する。   With the configuration as described above, the first transmission light emitted from the first light emitting element 14b is collected by the condenser lens 14a, then reflected by the first optical filter 22, and passed through the optical isolator 24 and the second optical filter 26. The light passes through and enters the end face of the optical fiber 15. The second transmission light emitted from the second light emitting element 18 b is collected by the condenser lens 18 a, and then passes through the first optical filter 22, the optical isolator 24, and the second optical filter 26 and enters the end face of the optical fiber 15. To do. The received light from the optical fiber 15 is reflected by the second optical filter 26, collected by the condenser lens 18a, and incident on the light receiving surface of the light receiving element 16b.

ところで、光ファイバ15は斜め研磨されて、光ファイバ15と第2発光素子18bを最適に結合する光軸を第2側面12bの方向に傾かせている。図3には、この傾きを分かりやすくするために、第2側面12bと平行な破線が描かれている。   By the way, the optical fiber 15 is obliquely polished, and the optical axis that optimally couples the optical fiber 15 and the second light emitting element 18b is inclined in the direction of the second side face 12b. In FIG. 3, a broken line parallel to the second side surface 12b is drawn to make this inclination easy to understand.

本発明の実施の形態1に係る光モジュールの特徴の説明に先立ち、その意義を明確にするめに比較例について説明する。図4は、比較例の光モジュールを示す図である。 比較例の光モジュール100は、光ファイバ104を備えている。光ファイバ104の端面はファイバコア内の光伝搬方向に対し垂直に形成されている。光ファイバ104と第2発光素子18bを最適に結合する光軸は、第2側面12bと平行方向に伸びている。   Prior to the description of the characteristics of the optical module according to Embodiment 1 of the present invention, a comparative example will be described in order to clarify its significance. FIG. 4 is a diagram illustrating an optical module of a comparative example. The optical module 100 of the comparative example includes an optical fiber 104. The end face of the optical fiber 104 is formed perpendicular to the light propagation direction in the fiber core. The optical axis that optimally couples the optical fiber 104 and the second light emitting element 18b extends in a direction parallel to the second side surface 12b.

比較例の光モジュール100は、第1集光レンズ14aの直近に光アイソレータ106を備えている。また、第2集光レンズ18aの直近に光アイソレータ108を備えている。これにより、第1送信光は第1光フィルタ22に入射する前に光アイソレータ106を透過する。第2送信光は第1光フィルタ22に入射する前に光アイソレータ108を透過する。   The optical module 100 of the comparative example includes an optical isolator 106 in the immediate vicinity of the first condenser lens 14a. An optical isolator 108 is provided in the immediate vicinity of the second condenser lens 18a. Thereby, the first transmission light passes through the optical isolator 106 before entering the first optical filter 22. The second transmitted light passes through the optical isolator 108 before entering the first optical filter 22.

比較例の光モジュール100では、光ファイバ104と第2発光素子18bを最適に結合する光軸が第2側面12bと平行方向に伸びるため、第1光フィルタ22と第2光フィルタ26は筐体の短手方向の中央に配置される。また、光アイソレータが2つ必要である。これらの要因により比較例の光モジュール100は小型化が困難である。特に、光モジュールをXFPサイズのトランシーバに搭載する場合には光モジュールの短手方向の寸法制約を満たすのが困難となる。   In the optical module 100 of the comparative example, since the optical axis that optimally couples the optical fiber 104 and the second light emitting element 18b extends in a direction parallel to the second side surface 12b, the first optical filter 22 and the second optical filter 26 are a casing. It is arranged in the center in the short direction. In addition, two optical isolators are required. Due to these factors, it is difficult to downsize the optical module 100 of the comparative example. In particular, when the optical module is mounted on an XFP-sized transceiver, it is difficult to satisfy the dimensional constraints in the short direction of the optical module.

ところが、本発明の実施の形態1に係る光モジュール10は、光ファイバ15と第2発光素子18bを最適に結合する光軸が第2側面12bの方向に傾けられているため、この光軸上に設けられる第1光フィルタ22、光アイソレータ24、及び第2光フィルタを第2側面12b側に寄せて配置できる。第1光フィルタ22、光アイソレータ24、及び第2光フィルタ26を第2側面12b側に寄せて配置すると、第1発光装置14の最適配置位置(光ファイバ15との結合が最適となる位置)も第2側面12b側に寄る。これにより第1発光装置14を筐体12の内部に距離Lだけ進入させることができるので光モジュール10の短手方向の寸法を短くできる。   However, in the optical module 10 according to Embodiment 1 of the present invention, the optical axis that optimally couples the optical fiber 15 and the second light emitting element 18b is inclined in the direction of the second side surface 12b. The first optical filter 22, the optical isolator 24, and the second optical filter that are provided on the second side surface 12b can be disposed close to the second side surface 12b. When the first optical filter 22, the optical isolator 24, and the second optical filter 26 are arranged close to the second side surface 12b, the optimal arrangement position of the first light emitting device 14 (the position where the coupling with the optical fiber 15 is optimal). Also approaches the second side surface 12b side. Accordingly, the first light emitting device 14 can be made to enter the inside of the housing 12 by the distance L, so that the size of the optical module 10 in the short direction can be shortened.

第1発光素子と受光素子を1つの側面に並べると、これらの相互干渉を抑制するために、第1発光素子と受光素子の間隔を十分あけなければならない。そのため、筐体の長手方向寸法を大きくする必要があった。しかしながら、本発明の実施の形態1に係る光モジュール10によれば、第1発光素子14bが第1側面12aに固定され、受光素子16bが第2側面12bに固定されることで、これらが対向して設けられている。よって、第1発光素子14bと受光素子16bとの距離を十分確保しつつ、光モジュールの長手方向の寸法を短くできる。長手方向の寸法を短くすると、第2集光レンズ18aと光ファイバ15との距離を短くできるので、集光レンズ18aの結像倍率を下げて動作温度の変動による結合効率の変化(トラッキングエラー)を小さくすることが可能となる。   When the first light-emitting element and the light-receiving element are arranged on one side surface, the first light-emitting element and the light-receiving element must be sufficiently spaced to suppress mutual interference. Therefore, it is necessary to increase the longitudinal dimension of the housing. However, according to the optical module 10 according to the first embodiment of the present invention, the first light emitting element 14b is fixed to the first side surface 12a, and the light receiving element 16b is fixed to the second side surface 12b. Is provided. Therefore, the longitudinal dimension of the optical module can be shortened while ensuring a sufficient distance between the first light emitting element 14b and the light receiving element 16b. If the length in the longitudinal direction is shortened, the distance between the second condenser lens 18a and the optical fiber 15 can be shortened. Therefore, the coupling magnification changes due to fluctuations in operating temperature by reducing the imaging magnification of the condenser lens 18a (tracking error). Can be reduced.

比較例のように光アイソレータを発光素子の直近に配置すると、光ケラレを防ぐために受光径の大きな光アイソレータが必要となり、光モジュールの小型化に不利である。光アイソレータは、送信信号光のスポット径がより絞られる光ファイバ15近傍に配置することが望ましい。本発明の実施の形態1に係る光モジュール10によれば、光アイソレータ24を第1光フィルタ22と第2光フィルタ26の間に配置したため、光アイソレータ24を光ファイバ15の近傍に配置できる。よって、光アイソレータ24の小型化と低コスト化を図ることができる。   If the optical isolator is disposed in the immediate vicinity of the light emitting element as in the comparative example, an optical isolator having a large light receiving diameter is required to prevent optical vignetting, which is disadvantageous for miniaturization of the optical module. The optical isolator is desirably disposed in the vicinity of the optical fiber 15 where the spot diameter of the transmission signal light is further reduced. According to the optical module 10 according to Embodiment 1 of the present invention, since the optical isolator 24 is disposed between the first optical filter 22 and the second optical filter 26, the optical isolator 24 can be disposed in the vicinity of the optical fiber 15. Therefore, the optical isolator 24 can be reduced in size and cost.

ところで、前述の戻り光を抑制するために、光アイソレータの最適入力波長の変化を抑制することが望ましい。しかしながら、光アイソレータの最適入力波長は、温度依存性がある。つまり、光モジュールの温度変化量に略比例して、光アイソレータの最適入力波長が変化する。そのため、例えば、光アイソレータの最適入力波長を、「10℃」に最適化して、第1発光素子14bの発光波長と第2発光素子18bの発光波長の中間の値に設定すると、0℃の場合は光アイソレータの最適入力波長の変化は小さいが、80℃の場合はそれが非常に大きくなってしまう。   By the way, in order to suppress the above-mentioned return light, it is desirable to suppress a change in the optimum input wavelength of the optical isolator. However, the optimum input wavelength of the optical isolator is temperature dependent. That is, the optimum input wavelength of the optical isolator changes in proportion to the temperature change amount of the optical module. Therefore, for example, when the optimum input wavelength of the optical isolator is optimized to “10 ° C.” and set to an intermediate value between the emission wavelength of the first light emitting element 14 b and the emission wavelength of the second light emitting element 18 b, The change in the optimum input wavelength of the optical isolator is small, but at 80 ° C., it becomes very large.

そこで、光アイソレータ24の最適入力波長は、光モジュール10の動作温度範囲の最大値と最小値の中間の温度(40℃)に最適化し、第1発光素子14bの発光波長と第2発光素子18bの発光波長の中間の値に設定した。そのため、光モジュールの温度が0℃となった場合も80℃となった場合も、光アイソレータの最適入力波長の変化が大きくなることを回避できる。こうして、最適入力波長の変化を抑制しつつ、1つの光アイソレータ24で第1送信光と第2送信光のうち第1発光素子14bと第2発光素子18bに戻る成分(戻り光)を減衰させることができる。なお、戻り光の減衰は相対強度雑音の規格を満足する必要がある。   Therefore, the optimum input wavelength of the optical isolator 24 is optimized to an intermediate temperature (40 ° C.) between the maximum value and the minimum value of the operating temperature range of the optical module 10, and the emission wavelength of the first light emitting element 14b and the second light emitting element 18b. An intermediate value of the emission wavelength was set. Therefore, even when the temperature of the optical module becomes 0 ° C. or 80 ° C., it is possible to avoid the change in the optimum input wavelength of the optical isolator from becoming large. In this way, the component (return light) that returns to the first light-emitting element 14b and the second light-emitting element 18b in the first transmission light and the second transmission light is attenuated by one optical isolator 24 while suppressing the change in the optimum input wavelength. be able to. The attenuation of the return light needs to satisfy the standard of relative intensity noise.

本発明の実施の形態1に係る光モジュールは様々な変形が可能である。例えば、光モジュール10の動作温度範囲は0℃〜80℃に限定されない。   The optical module according to Embodiment 1 of the present invention can be variously modified. For example, the operating temperature range of the optical module 10 is not limited to 0 ° C. to 80 ° C.

実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2に係る光モジュールを示す図である。本発明の実施の形態2に係る光モジュールは、前述した実施の形態1に係る光モジュールと共通点が多い。そのため、前述した実施の形態1に係る光モジュールとの相違点を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating an optical module according to Embodiment 2 of the present invention. The optical module according to Embodiment 2 of the present invention has much in common with the optical module according to Embodiment 1 described above. Therefore, the difference from the optical module according to Embodiment 1 described above will be mainly described.

光アイソレータ24の第4側面12d側には第1光フィルタ50が固定されている。一方、光アイソレータ24の第3側面12c側には第2光フィルタ52が固定されている。第1光フィルタ50、光アイソレータ24、及び第2光フィルタ52は1つの部品54を形成するように一体化されている。   A first optical filter 50 is fixed on the fourth side surface 12 d side of the optical isolator 24. On the other hand, the second optical filter 52 is fixed to the third side surface 12 c side of the optical isolator 24. The first optical filter 50, the optical isolator 24, and the second optical filter 52 are integrated so as to form one component 54.

本発明の実施の形態2に係る光モジュールによれば、第1光フィルタ50、光アイソレータ24、及び第2光フィルタ52は1つの部品54とすることで構成を簡易化できるので、光モジュールを小型化できる。なお、本発明の実施の形態2に係る光モジュールは少なくとも実施の形態1に係る光モジュールと同程度の変形は可能である。   According to the optical module according to the second embodiment of the present invention, the configuration of the first optical filter 50, the optical isolator 24, and the second optical filter 52 can be simplified by using one component 54. Can be downsized. Note that the optical module according to Embodiment 2 of the present invention can be modified at least as much as the optical module according to Embodiment 1.

実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3に係る光モジュールを示す図である。本発明の実施の形態3に係る光モジュールは、前述した実施の形態2に係る光モジュールと共通点が多い。そのため、前述した実施の形態2に係る光モジュールとの相違点を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating an optical module according to Embodiment 3 of the present invention. The optical module according to Embodiment 3 of the present invention has much in common with the optical module according to Embodiment 2 described above. Therefore, the difference from the optical module according to the second embodiment will be mainly described.

光アイソレータ60に第1光フィルタ62と第2光フィルタ64が固定されて、1つの部品66が形成されている。そして、第2光フィルタ64の光アイソレータ60に固定された面と反対の面は、光ファイバ15の端面に固定されている。   The first optical filter 62 and the second optical filter 64 are fixed to the optical isolator 60 to form one component 66. The surface of the second optical filter 64 opposite to the surface fixed to the optical isolator 60 is fixed to the end surface of the optical fiber 15.

第1送信光と第2送信光は、光ファイバ15に近づくほどスポット径が絞られる。そのため、光アイソレータ60は光ファイバ15に近づけるほど小さくできる。本発明の実施の形態3に係る光モジュールによれば、部品66を光ファイバ15の端面に接触させて光アイソレータ60を光ファイバ15に近接させるので、光アイソレータ60を小型化できる。なお、本発明の実施の形態3に係る光モジュールは少なくとも実施の形態1に係る光モジュールと同程度の変形は可能である。   The spot diameters of the first transmission light and the second transmission light are narrowed toward the optical fiber 15. Therefore, the optical isolator 60 can be made smaller as it is closer to the optical fiber 15. According to the optical module according to Embodiment 3 of the present invention, the optical isolator 60 can be reduced in size because the optical isolator 60 is brought close to the optical fiber 15 by bringing the component 66 into contact with the end face of the optical fiber 15. The optical module according to Embodiment 3 of the present invention can be modified at least as much as the optical module according to Embodiment 1.

10 光モジュール、 12 筐体、 14 第1発光装置、 14a 第1集光レンズ、 14b 第1発光素子、 15 光ファイバ、 16 受光装置、 16a 受光用集光レンズ、 16b 受光素子、 18 第2発光装置、 18a 第2集光レンズ、 18b 第2発光素子、 22 第1光フィルタ、 24 光アイソレータ、 26 第2光フィルタ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical module, 12 Housing | casing, 14 1st light-emitting device, 14a 1st condensing lens, 14b 1st light-emitting element, 15 Optical fiber, 16 Light-receiving device, 16a Condensing lens for light reception, 16b Light-receiving element, 18 2nd light emission Device, 18a second condenser lens, 18b second light emitting element, 22 first optical filter, 24 optical isolator, 26 second optical filter

Claims (5)

第1側面と第2側面が対向し、第3側面と第4側面が前記第1側面と前記第2側面をつなぎつつ対向するように形成された筐体と、
第1集光レンズと第1発光素子を有し、前記第1集光レンズが前記筐体の内部に位置することで、前記第1側面から前記筐体の内部に進入するように設けられた第1発光装置と、
受光用集光レンズと受光素子を有し、前記第2側面に設けられた受光装置と、
前記第3側面に設けられた、光信号を双方向に伝送する光ファイバと、
第2集光レンズと第2発光素子を有し、前記第4側面であって前記第1側面と前記第2側面の中間位置より前記第2側面側に設けられた第2発光装置と、
前記第1発光素子から出射した第1送信光を反射して前記光ファイバの端面に入射させ、前記第2発光素子から出射した第2送信光を透過して前記光ファイバの端面に入射させるように前記筐体内に設けられた第1光フィルタと、
前記筐体内の前記第1光フィルタと前記光ファイバの間に設けられ、前記第1送信光と前記第2送信光を透過して前記光ファイバの端面に入射させ、前記光ファイバからの受信光を反射して前記受光素子に入射させる第2光フィルタと、
前記筐体内の、前記第1光フィルタと前記第2光フィルタの間に設けられ、前記第1送信光と前記第2送信光のうち、前記第1発光素子と前記第2発光素子に戻る成分を遮断する光アイソレータと、を備え
前記第1発光装置の前記筐体内への進入量は、前記受光装置の前記筐体内への進入量より大きく、
前記第2発光素子と前記光ファイバを結ぶ線は、前記筐体の長手方向に対して傾き、
前記第1側面から前記第1光フィルタまでの距離は、前記第1側面から前記第2光フィルタまでの距離より大きいことを特徴とする光モジュール。
A housing formed such that the first side surface and the second side surface face each other, and the third side surface and the fourth side surface face each other while connecting the first side surface and the second side surface;
A first condensing lens and a first light emitting element, wherein the first condensing lens is located inside the housing, and is provided so as to enter the housing from the first side surface; A first light emitting device;
A light receiving device having a light receiving condensing lens and a light receiving element, provided on the second side surface;
An optical fiber provided on the third side surface for transmitting an optical signal bidirectionally;
A second light-emitting device having a second condenser lens and a second light-emitting element, the fourth light-emitting device being provided on the second side surface from an intermediate position between the first side surface and the second side surface on the fourth side surface;
The first transmission light emitted from the first light emitting element is reflected and incident on the end face of the optical fiber, and the second transmission light emitted from the second light emitting element is transmitted and incident on the end face of the optical fiber. A first optical filter provided in the housing;
Received light from the optical fiber that is provided between the first optical filter and the optical fiber in the housing, transmits the first transmission light and the second transmission light, and enters the end surface of the optical fiber. A second optical filter that reflects the light and makes it incident on the light receiving element;
A component that is provided between the first optical filter and the second optical filter in the casing and returns to the first light emitting element and the second light emitting element among the first transmission light and the second transmission light. and an optical isolator for blocking,
The amount of entry of the first light emitting device into the housing is greater than the amount of entry of the light receiving device into the housing,
The line connecting the second light emitting element and the optical fiber is inclined with respect to the longitudinal direction of the housing,
An optical module , wherein a distance from the first side surface to the first optical filter is larger than a distance from the first side surface to the second optical filter .
前記光アイソレータの最適入力波長は、前記光モジュールの動作温度範囲の最大値と最小値の中間の温度に最適化され、前記第1発光素子の発光波長と前記第2発光素子の発光波長の中間の値に設定されたことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。   The optimum input wavelength of the optical isolator is optimized to an intermediate temperature between the maximum value and the minimum value of the operating temperature range of the optical module, and is intermediate between the emission wavelength of the first light emitting element and the emission wavelength of the second light emitting element. The optical module according to claim 1, wherein the optical module is set to a value of 前記光ファイバの端面は斜め研磨されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein an end face of the optical fiber is obliquely polished. 第1側面と第2側面が対向し、第3側面と第4側面が前記第1側面と前記第2側面をつなぎつつ対向するように形成された筐体と、
第1集光レンズと第1発光素子を有し、前記第1集光レンズが前記筐体の内部に位置することで、前記第1側面から前記筐体の内部に進入するように設けられた第1発光装置と、
受光用集光レンズと受光素子を有し、前記第2側面に設けられた受光装置と、
前記第3側面に設けられた、光信号を双方向に伝送する光ファイバと、
第2集光レンズと第2発光素子を有し、前記第4側面であって前記第1側面と前記第2側面の中間位置より前記第2側面側に設けられた第2発光装置と、
前記第1発光素子から出射した第1送信光を反射して前記光ファイバの端面に入射させ、前記第2発光素子から出射した第2送信光を透過して前記光ファイバの端面に入射させるように前記筐体内に設けられた第1光フィルタと、
前記筐体内の前記第1光フィルタと前記光ファイバの間に設けられ、前記第1送信光と前記第2送信光を透過して前記光ファイバの端面に入射させ、前記光ファイバからの受信光を反射して前記受光素子に入射させる第2光フィルタと、
前記筐体内の、前記第1光フィルタと前記第2光フィルタの間に設けられ、前記第1送信光と前記第2送信光のうち、前記第1発光素子と前記第2発光素子に戻る成分を遮断する光アイソレータと、を備え、
前記光アイソレータの前記第4側面側には前記第1光フィルタが固定され、前記光アイソレータの前記第3側面側には前記第2光フィルタが固定されることで、前記第1光フィルタ、前記光アイソレータ、及び前記第2光フィルタを一体化したことを特徴とする光モジュール。
A housing formed such that the first side surface and the second side surface face each other, and the third side surface and the fourth side surface face each other while connecting the first side surface and the second side surface;
A first condensing lens and a first light emitting element, wherein the first condensing lens is located inside the housing, and is provided so as to enter the housing from the first side surface; A first light emitting device;
A light receiving device having a light receiving condensing lens and a light receiving element, provided on the second side surface;
An optical fiber provided on the third side surface for transmitting an optical signal bidirectionally;
A second light-emitting device having a second condenser lens and a second light-emitting element, the fourth light-emitting device being provided on the second side surface from an intermediate position between the first side surface and the second side surface on the fourth side surface;
The first transmission light emitted from the first light emitting element is reflected and incident on the end face of the optical fiber, and the second transmission light emitted from the second light emitting element is transmitted and incident on the end face of the optical fiber. A first optical filter provided in the housing;
Received light from the optical fiber that is provided between the first optical filter and the optical fiber in the housing, transmits the first transmission light and the second transmission light, and enters the end surface of the optical fiber. A second optical filter that reflects the light and makes it incident on the light receiving element;
A component that is provided between the first optical filter and the second optical filter in the casing and returns to the first light emitting element and the second light emitting element among the first transmission light and the second transmission light. An optical isolator for blocking
The first optical filter is fixed to the fourth side surface of the optical isolator, and the second optical filter is fixed to the third side surface of the optical isolator, so that the first optical filter, an optical isolator, and an optical module that is characterized in that integrated the second optical filter.
前記第2光フィルタの前記光アイソレータに固定された面と反対の面は、前記光ファイバの端面に固定されたことを特徴とする請求項4に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 4, wherein a surface of the second optical filter opposite to a surface fixed to the optical isolator is fixed to an end surface of the optical fiber.
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