JPH07168061A - 光送受信モジュール - Google Patents
光送受信モジュールInfo
- Publication number
- JPH07168061A JPH07168061A JP5313878A JP31387893A JPH07168061A JP H07168061 A JPH07168061 A JP H07168061A JP 5313878 A JP5313878 A JP 5313878A JP 31387893 A JP31387893 A JP 31387893A JP H07168061 A JPH07168061 A JP H07168061A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 双方向光通信に用いる光送受信モジュールの
構造に関し、コストを低減し且つ小型化する。 【構成】 送信と受信とを兼用する光ファイバ１の一端
面10を該光ファイバ１の光軸に垂直な面に対して傾斜さ
せる。該端面10から射出される光を受光素子３が受光す
ると共に、発光素子２が射出する光を該端面10から射出
される光とは異なる方向から該端面10に入射させる。発
光素子２と受光素子３とは同一の半導体パッケージ７に
封入する。送信と受信の光路を分離するための光カプラ
が不要となる。
構造に関し、コストを低減し且つ小型化する。 【構成】 送信と受信とを兼用する光ファイバ１の一端
面10を該光ファイバ１の光軸に垂直な面に対して傾斜さ
せる。該端面10から射出される光を受光素子３が受光す
ると共に、発光素子２が射出する光を該端面10から射出
される光とは異なる方向から該端面10に入射させる。発
光素子２と受光素子３とは同一の半導体パッケージ７に
封入する。送信と受信の光路を分離するための光カプラ
が不要となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は双方向光通信に用いる光
送受信モジュールの構造に関する。近年、双方向光通信
システムの加入者系への適用が検討されている。このよ
うなシステムでは経済性が重要な課題であるため、送受
信を一本の光ファイバで行う方式が採用される。この場
合、システムの端末では送信すべき電気信号を発光素子
（半導体レーザ）で光に変換してこれを光ファイバに導
くと同時に、その光ファイバから受信すべき光信号を受
光素子（ホトダイオード）に導いて電気信号に変換する
必要がある。光送受信モジュールはこのような機能を持
つものであり、低コスト且つ小型であることが望まれて
いる。
送受信モジュールの構造に関する。近年、双方向光通信
システムの加入者系への適用が検討されている。このよ
うなシステムでは経済性が重要な課題であるため、送受
信を一本の光ファイバで行う方式が採用される。この場
合、システムの端末では送信すべき電気信号を発光素子
（半導体レーザ）で光に変換してこれを光ファイバに導
くと同時に、その光ファイバから受信すべき光信号を受
光素子（ホトダイオード）に導いて電気信号に変換する
必要がある。光送受信モジュールはこのような機能を持
つものであり、低コスト且つ小型であることが望まれて
いる。
【０００２】
【従来の技術】従来の光送受信モジュールの一例を図３
を参照しながら説明する。図３は従来例を示す模式断面
図である。尚、同図において図１と同じものには同一の
符号を付与した。１は光ファイバ、２は発光素子（半導
体レーザのチップ）、３は受光素子（ホトダイオードの
チップ）、１１は光カプラ、１２，１３は半導体パッケ
ージ、１４，１５はレンズ、１６は筐体である。
を参照しながら説明する。図３は従来例を示す模式断面
図である。尚、同図において図１と同じものには同一の
符号を付与した。１は光ファイバ、２は発光素子（半導
体レーザのチップ）、３は受光素子（ホトダイオードの
チップ）、１１は光カプラ、１２，１３は半導体パッケ
ージ、１４，１５はレンズ、１６は筐体である。
【０００３】光カプラ１１は二本の光ファイバを部分的
に融着したものであり、一方の端部は一個の入出力端と
なって光ファイバ１と光学的に結合しており、他方の端
部は入力端と出力端とに分かれており、入力端では発光
素子２と光学的に結合し、出力端では受光素子３と光学
的に結合している。発光素子２と受光素子３はそれぞれ
個別の半導体パッケージ１２，１３に封入されている。
に融着したものであり、一方の端部は一個の入出力端と
なって光ファイバ１と光学的に結合しており、他方の端
部は入力端と出力端とに分かれており、入力端では発光
素子２と光学的に結合し、出力端では受光素子３と光学
的に結合している。発光素子２と受光素子３はそれぞれ
個別の半導体パッケージ１２，１３に封入されている。
【０００４】この光送受信モジュールでは、発光素子２
が射出する光は半導体パッケージ１２の窓から出て、レ
ンズ１４で集光され、光カプラ１１の入力端から光カプ
ラ１１に入り、その入出力端から光ファイバ１に入る。
一方、光ファイバ１から光カプラ１１に入った光は出力
端から出て、レンズ１５で集光され、半導体パッケージ
１３の窓を経て受光素子３に到達する。
が射出する光は半導体パッケージ１２の窓から出て、レ
ンズ１４で集光され、光カプラ１１の入力端から光カプ
ラ１１に入り、その入出力端から光ファイバ１に入る。
一方、光ファイバ１から光カプラ１１に入った光は出力
端から出て、レンズ１５で集光され、半導体パッケージ
１３の窓を経て受光素子３に到達する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
光送受信モジュールでは、光ファイバを融着してなる光
カプラが高価である上、大型であり、従ってモジュール
全体としても高価且つ大型となり、加入者端末用として
望ましくない、という問題があった。
光送受信モジュールでは、光ファイバを融着してなる光
カプラが高価である上、大型であり、従ってモジュール
全体としても高価且つ大型となり、加入者端末用として
望ましくない、という問題があった。
【０００６】本発明はこのような問題を解決して、低コ
ストで小型の光送受信モジュールの提供を目的とする。
ストで小型の光送受信モジュールの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の光送受信モジュールは、送信と受信とを兼
用する光ファイバと発光素子と受光素子とを備え、この
光ファイバの一端面を光ファイバの光軸に垂直な面に対
して傾斜させ、この端面から射出される光を受光素子に
受光させる共に、発光素子が射出する光をこの端面から
射出される光とは異なる方向からこの端面に入射させる
ように構成したものとする。又、この発光素子と受光素
子とを同一の半導体パッケージに収納したものとする。
め、本発明の光送受信モジュールは、送信と受信とを兼
用する光ファイバと発光素子と受光素子とを備え、この
光ファイバの一端面を光ファイバの光軸に垂直な面に対
して傾斜させ、この端面から射出される光を受光素子に
受光させる共に、発光素子が射出する光をこの端面から
射出される光とは異なる方向からこの端面に入射させる
ように構成したものとする。又、この発光素子と受光素
子とを同一の半導体パッケージに収納したものとする。
【０００８】
【作用】本発明の光送受信モジュールでは、光ファイバ
の端面を適当な角度に傾斜させ、光カプラを使用するこ
となく、光ファイバから射出される光の光路と光ファイ
バに入射する光の光路を分離している。これを図１によ
り説明する。図１は本発明の原理説明図である。図にお
いて、１は光ファイバであり、コア１ａとクラッド１ｂ
からなる。２は発光素子、３は受光素子、１０は光ファ
イバ１の端面である。
の端面を適当な角度に傾斜させ、光カプラを使用するこ
となく、光ファイバから射出される光の光路と光ファイ
バに入射する光の光路を分離している。これを図１によ
り説明する。図１は本発明の原理説明図である。図にお
いて、１は光ファイバであり、コア１ａとクラッド１ｂ
からなる。２は発光素子、３は受光素子、１０は光ファ
イバ１の端面である。
【０００９】端面１０を角度θだけ傾斜すると、光ファ
イバ１の光軸に平行な光は端面１０で屈折して光軸に対
してβの角度で射出される。光ファイバ１の屈折率をｎ
1 、空気の屈折率をｎ0 とすると、θとβの関係は次式
となる。
イバ１の光軸に平行な光は端面１０で屈折して光軸に対
してβの角度で射出される。光ファイバ１の屈折率をｎ
1 、空気の屈折率をｎ0 とすると、θとβの関係は次式
となる。
【００１０】 ｎ1 sin θ＝ｎ0 sin ( θ＋β ) （１） 一方、光軸に対してφの角度で入射した光は端面１０で
屈折して光ファイバ１内では光軸に対してαの角度とな
る。このφとαとの関係は次式となる。
屈折して光ファイバ１内では光軸に対してαの角度とな
る。このφとαとの関係は次式となる。
【００１１】 ｎ1 sin ( α−θ )＝ｎ0 sin ( φ−θ ) （２） このαがいわゆる全反射臨界角度を越えない範囲のφを
選ぶことにより、βとは異なる方向から光を入射して
も、充分な結合効率を得ることが出来る。一般にαの全
反射臨界角度は約８°とされており、α＝８°，ｎ1 ＝
1.5，ｎ0 ＝ 1.0，θが充分に小さいとすれば、β＋φ
は12°となる。従って、φ≦12°−βとすればよい。発
光素子２と受光素子３がそれぞれが個別のパッケージに
封入されていると、これらと端面１０との距離の関係
で、このような小さい角度に配置することが出来なくな
るが、これらを同一のパッケージに封入することでこの
問題を解決した。
選ぶことにより、βとは異なる方向から光を入射して
も、充分な結合効率を得ることが出来る。一般にαの全
反射臨界角度は約８°とされており、α＝８°，ｎ1 ＝
1.5，ｎ0 ＝ 1.0，θが充分に小さいとすれば、β＋φ
は12°となる。従って、φ≦12°−βとすればよい。発
光素子２と受光素子３がそれぞれが個別のパッケージに
封入されていると、これらと端面１０との距離の関係
で、このような小さい角度に配置することが出来なくな
るが、これらを同一のパッケージに封入することでこの
問題を解決した。
【００１２】その結果、高価で大型の光カプラは不要と
なり、光送受信モジュールはコストが低下し、且つ小型
化する。
なり、光送受信モジュールはコストが低下し、且つ小型
化する。
【００１３】
【実施例】本発明に係る光送受信モジュールの実施例を
図２と前記の図１を参照しながら説明する。
図２と前記の図１を参照しながら説明する。
【００１４】図２は本発明の実施例を示す模式断面図で
ある。同図において、図１と同じものには同一の符号を
付与した。１は光ファイバ、２は発光素子、３は受光素
子、４はレンズ、５はステム、６はキャップ、７はステ
ム５とキャップ６からなる半導体パッケージ、８はケー
ス、９はフェルール、１０は光ファイバ１の端面、θは
端面１０の傾斜角である。
ある。同図において、図１と同じものには同一の符号を
付与した。１は光ファイバ、２は発光素子、３は受光素
子、４はレンズ、５はステム、６はキャップ、７はステ
ム５とキャップ６からなる半導体パッケージ、８はケー
ス、９はフェルール、１０は光ファイバ１の端面、θは
端面１０の傾斜角である。
【００１５】発光素子２は半導体レーザのチップ、受光
素子３はホトダイオードのチップである。これらは同一
の半導体パッケージ７に封入されている。発光素子２は
発熱量が多いためステム５に設けられたヒートシンク５
ａの側面にボンディングされている。このヒートシンク
５ａの発光素子２がボンディングされている側面はφ
（詳細は後述）だけ傾斜している。受光素子３はホトダ
イオードのチップであり、便宜上、ヒートシンク５ａの
上面にボンディングされており、端面１０からβ方向
（図１参照，詳細は後述）に射出される光を受光する。
素子３はホトダイオードのチップである。これらは同一
の半導体パッケージ７に封入されている。発光素子２は
発熱量が多いためステム５に設けられたヒートシンク５
ａの側面にボンディングされている。このヒートシンク
５ａの発光素子２がボンディングされている側面はφ
（詳細は後述）だけ傾斜している。受光素子３はホトダ
イオードのチップであり、便宜上、ヒートシンク５ａの
上面にボンディングされており、端面１０からβ方向
（図１参照，詳細は後述）に射出される光を受光する。
【００１６】キャップ６は金属製であり、光を透過させ
るためにガラス製の窓６ａが設けられている。尚、半導
体パッケージ７の中には、当然、半導体レーザ用のモニ
ター・ホトダイオードやボンディングワイヤが存在する
（図示は省略）。レンズ４は受光素子３が射出する光と
光ファイバ１の端面１０から射出される光とを集光する
ためのものである。
るためにガラス製の窓６ａが設けられている。尚、半導
体パッケージ７の中には、当然、半導体レーザ用のモニ
ター・ホトダイオードやボンディングワイヤが存在する
（図示は省略）。レンズ４は受光素子３が射出する光と
光ファイバ１の端面１０から射出される光とを集光する
ためのものである。
【００１７】光ファイバ１の端面１０は光ファイバ１の
光軸に垂直な面に対してθの傾斜角（詳細は後述）を持
っている。光ファイバ１の末端部をフェルール９内に固
着した後、フェルール９と共に研磨して、この傾斜角θ
を得る。
光軸に垂直な面に対してθの傾斜角（詳細は後述）を持
っている。光ファイバ１の末端部をフェルール９内に固
着した後、フェルール９と共に研磨して、この傾斜角θ
を得る。
【００１８】この光送受信モジュールでは、発光素子２
が射出する光は半導体パッケージ７（キャップ６）の窓
６ａから出て、レンズ４で集光され、角度φの方向から
端面１０から光ファイバ１に入る。一方、端面１０から
角度βの方向に射出された光は、レンズ４で集光され、
窓６ａを経て受光素子３に到達する。
が射出する光は半導体パッケージ７（キャップ６）の窓
６ａから出て、レンズ４で集光され、角度φの方向から
端面１０から光ファイバ１に入る。一方、端面１０から
角度βの方向に射出された光は、レンズ４で集光され、
窓６ａを経て受光素子３に到達する。
【００１９】傾斜角θの値は６〜18°程度が適当であ
る。βは前記の数式（１）によりθで決まる。φは前述
のように結合効率の点からφ≦12°−βが適当である
が、φを小さくし過ぎると受光素子３と発光素子２とが
接近して組立作業（ステム５へのボンディング等）が困
難となるから、両者の間隔が約０.5mm以上となる値とす
る必要がある。これを受光素子３の大きさが０.5mm，端
面１０との実効距離が５mmの場合に適用し、θ＝6 °の
場合はβ＝３°，φ＝６〜９°、θ＝12°の場合はβ＝
６°，φ＝３〜６°、θ＝18°の場合はβ＝９°，φ＝
０〜３°として好結果を得た。
る。βは前記の数式（１）によりθで決まる。φは前述
のように結合効率の点からφ≦12°−βが適当である
が、φを小さくし過ぎると受光素子３と発光素子２とが
接近して組立作業（ステム５へのボンディング等）が困
難となるから、両者の間隔が約０.5mm以上となる値とす
る必要がある。これを受光素子３の大きさが０.5mm，端
面１０との実効距離が５mmの場合に適用し、θ＝6 °の
場合はβ＝３°，φ＝６〜９°、θ＝12°の場合はβ＝
６°，φ＝３〜６°、θ＝18°の場合はβ＝９°，φ＝
０〜３°として好結果を得た。
【００２０】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施することが出来る。
く、更に種々変形して実施することが出来る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
双方向光通信に用いる光送受信モジュールのコスト低減
と小型化が可能となる。
双方向光通信に用いる光送受信モジュールのコスト低減
と小型化が可能となる。
【図１】 本発明の原理説明図である。
【図２】 本発明の実施例を示す模式断面図である。
【図３】 従来例を示す模式断面図である。
１ 光ファイバ ２ 発光素子 ３ 受光素子 ４ レンズ ５ ステム ５ａ ヒートシンク ６ キャップ ６ａ 窓 ７ 半導体パッケージ ８ ケース ９ フェルール １０ 端面 １１ 光カプラ １２，１３ 半導体パッケージ １４，１５ レンズ １６ 筐体
Claims (2)
- 【請求項１】 送信と受信とを兼用する光ファイバ(1)
と発光素子(2) と受光素子(3) とを備え、 該光ファイバ(1) の一端面(10)は該光ファイバ(1) の光
軸に垂直な面に対して傾斜しており、 該一端面(10)から射出される光を該受光素子(3) が受光
すると共に、該発光素子(2) が射出する光を該一端面(1
0)から射出される光とは異なる方向から該一端面(10)に
入射させるように構成したことを特徴とする光送受信モ
ジュール。 - 【請求項２】 前記発光素子(2) と前記受光素子(3) と
を同一の半導体パッケージ(7) に収納してなることを特
徴とする請求項１記載の光送受信モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313878A JPH07168061A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光送受信モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313878A JPH07168061A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光送受信モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168061A true JPH07168061A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18046600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5313878A Pending JPH07168061A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光送受信モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07168061A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030064517A (ko) * | 2002-01-28 | 2003-08-02 | 이근우 | 양방향 광 전송 모듈 |
| KR20030090816A (ko) * | 2002-05-22 | 2003-12-01 | 삼성전자주식회사 | 양방향 광송수신기 |
| JP2004045825A (ja) * | 2002-07-12 | 2004-02-12 | Sharp Corp | 光送受信装置および光送受信システム並びに光送受信方法 |
| JP2007027523A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光モジュール |
| JP2009151041A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Fujitsu Ltd | 光モジュールおよび光送受信モジュール |
| US20110091153A1 (en) * | 2008-04-30 | 2011-04-21 | Stefan Dahlfort | Device, System and Method for Optical Fiber Networks |
| JP2011150287A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-08-04 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | １本のｐｏｆを用いた光送受信装置および光送受信システム |
| CN103185933A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 日立电线株式会社 | 光学基板、光学基板的制造方法以及光学模块结构 |
| CN103744146A (zh) * | 2012-10-12 | 2014-04-23 | 日立金属株式会社 | 光基板、光基板的制造方法以及光模块结构 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5313878A patent/JPH07168061A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030064517A (ko) * | 2002-01-28 | 2003-08-02 | 이근우 | 양방향 광 전송 모듈 |
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| US8616786B2 (en) * | 2008-04-30 | 2013-12-31 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Device, system and method for optical fiber networks |
| JP2011150287A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-08-04 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | １本のｐｏｆを用いた光送受信装置および光送受信システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |