JPH08122586A - 光電変換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法 - Google Patents
光電変換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法Info
- Publication number
- JPH08122586A JPH08122586A JP6255030A JP25503094A JPH08122586A JP H08122586 A JPH08122586 A JP H08122586A JP 6255030 A JP6255030 A JP 6255030A JP 25503094 A JP25503094 A JP 25503094A JP H08122586 A JPH08122586 A JP H08122586A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- photoelectric conversion
- conversion element
- connector
- transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】マルチモード型光ファイバの伝送帯域を実質的
に向上させる。 【構成】マルチモード型光ファイバ１０の一端面から出
射される光のうち低次モード成分のみ光電変換素子のチ
ップ４２で受光する。光コネクタは、マルチモード型光
ファイバの一端部が固定されるプラグと、光電変換素子
が固定され、プラグと着脱自在なレセプタクルとを有
し、プラグとレセプタクルとが連結された状態で、光フ
ァイバの一端部光軸と光電変換素子の光軸とが略一致
し、且つ、光ファイバの一端面から出射される光のうち
低次モード成分のみ光電変換素子の有効受光面で受光す
るように光電変換素子が配置されている。Ｂ−ＩＳＤＮ
などのサービスを受けるために、大口径で取扱いが容易
であり且つ安価なＳＩ型プラスチック光ファイバを１０
０ｍ程度家庭内配線することが可能になる。
に向上させる。 【構成】マルチモード型光ファイバ１０の一端面から出
射される光のうち低次モード成分のみ光電変換素子のチ
ップ４２で受光する。光コネクタは、マルチモード型光
ファイバの一端部が固定されるプラグと、光電変換素子
が固定され、プラグと着脱自在なレセプタクルとを有
し、プラグとレセプタクルとが連結された状態で、光フ
ァイバの一端部光軸と光電変換素子の光軸とが略一致
し、且つ、光ファイバの一端面から出射される光のうち
低次モード成分のみ光電変換素子の有効受光面で受光す
るように光電変換素子が配置されている。Ｂ−ＩＳＤＮ
などのサービスを受けるために、大口径で取扱いが容易
であり且つ安価なＳＩ型プラスチック光ファイバを１０
０ｍ程度家庭内配線することが可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特にプラスチック型光
ファイバに対し用いて好適な、光電変換素子及びこれを
用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法に関す
る。
ファイバに対し用いて好適な、光電変換素子及びこれを
用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】２１世紀の情報社会の基板となるＢ−Ｉ
ＳＤＮ（Broadband Integrated Services Didital Netw
ork）は、（１）加入者宅まで光フィバを敷設する方式
（ＦＴＴＨ：Fiber To The Home）や、（２）加入者宅
近くまで光ファイバを敷設し、そこに分岐装置を配設し
て加入者宅まで低コストかつ取扱いが容易な金属ケーブ
ルを敷設する方式（ＦＴＴＣ：Fiber To The Curb）が
提案されるとともに、その実用化試験が進められてい
る。このＢ−ＩＳＤＮの伝送基本速度は、世界統一標準
規格として、１５６Ｍｂｉｔ／ｓ及び６２２Ｍｂｉｔ／
ｓ（動画用）と定められている。
ＳＤＮ（Broadband Integrated Services Didital Netw
ork）は、（１）加入者宅まで光フィバを敷設する方式
（ＦＴＴＨ：Fiber To The Home）や、（２）加入者宅
近くまで光ファイバを敷設し、そこに分岐装置を配設し
て加入者宅まで低コストかつ取扱いが容易な金属ケーブ
ルを敷設する方式（ＦＴＴＣ：Fiber To The Curb）が
提案されるとともに、その実用化試験が進められてい
る。このＢ−ＩＳＤＮの伝送基本速度は、世界統一標準
規格として、１５６Ｍｂｉｔ／ｓ及び６２２Ｍｂｉｔ／
ｓ（動画用）と定められている。
【０００３】光ファイバは、その材料から、（Ａ）コア
径５〜１００μｍ程度の高価な石英光ファイバと、コア
径５０〜１５０μｍ程度で石英光ファイバより安価な多
成分系光ファイバと、可撓性がよいためコア径を１ｍｍ
程度にできて取扱いが容易であり且つ非常に安価なプラ
スチック光ファイバとに分類され、屈折率分布から、
（Ｂ）単純なステップインデックス（ＳＩ）型光ファイ
バと、伝送帯域がステップインデックス型光ファイバよ
り広いグレーティッドインデックス（ＧＩ）型光ファイ
バとに分類され、伝播する光モードから、（Ｃ）コア径
５〜１０μｍ程度の石英光ファイバであるシングルモー
ド型光ファイバと、コア径５０μｍ以上のマルチモード
型光ファイバとに分類される。
径５〜１００μｍ程度の高価な石英光ファイバと、コア
径５０〜１５０μｍ程度で石英光ファイバより安価な多
成分系光ファイバと、可撓性がよいためコア径を１ｍｍ
程度にできて取扱いが容易であり且つ非常に安価なプラ
スチック光ファイバとに分類され、屈折率分布から、
（Ｂ）単純なステップインデックス（ＳＩ）型光ファイ
バと、伝送帯域がステップインデックス型光ファイバよ
り広いグレーティッドインデックス（ＧＩ）型光ファイ
バとに分類され、伝播する光モードから、（Ｃ）コア径
５〜１０μｍ程度の石英光ファイバであるシングルモー
ド型光ファイバと、コア径５０μｍ以上のマルチモード
型光ファイバとに分類される。
【０００４】シングルモード型光ファイバは、モード分
散がないため伝送帯域が極めて広く好ましいが、コア径
が極小であるので結合損失低減のため、光コネクタ結合
部においてサブミクロンの接続精度が要求されるので、
取扱いが容易でなく且つ光コネクタが高価になる。これ
に対し、プラスチック光ファイバは、それ自体安価であ
り、大口径で取扱いが容易であり、光コネクタが安価に
なるので、上記ＦＴＴＨ方式での光ファイバ家庭内敷設
に好ましい。
散がないため伝送帯域が極めて広く好ましいが、コア径
が極小であるので結合損失低減のため、光コネクタ結合
部においてサブミクロンの接続精度が要求されるので、
取扱いが容易でなく且つ光コネクタが高価になる。これ
に対し、プラスチック光ファイバは、それ自体安価であ
り、大口径で取扱いが容易であり、光コネクタが安価に
なるので、上記ＦＴＴＨ方式での光ファイバ家庭内敷設
に好ましい。
【０００５】しかし、プラスチック光ファイバは大口径
であるため、マルチモード型であり、モード分散により
伝送帯域が狭く、また、伝送損失が２００ｄＢ／Ｋｍ程
度と石英光ファイバのそれより非常に大きい。現在市販
されているプラスチック光ファイバはＳＩ型のみである
ため、その伝送帯域は４．５ＭＨｚ・Ｋｍ程度と特に狭
い。このため、Ｂ−ＩＳＤＮで１５６Ｍｂｉｔ／ｓの基
本信号を伝送すると、４．５ＭＨｚ・Ｋｍ＝１５６ＭＨ
ｚ×２９ｍであることから、伝送長が２９ｍ程度になり
家庭内全体を配線することができない。光ファイバのコ
アとクラッドの屈折率差を小さくしてモード数を低減す
ることにより、伝送帯域を広げることが可能であるが、
曲げられた部分での漏光により伝送損失が大きくなるの
で、伝送長が逆に短くなる。
であるため、マルチモード型であり、モード分散により
伝送帯域が狭く、また、伝送損失が２００ｄＢ／Ｋｍ程
度と石英光ファイバのそれより非常に大きい。現在市販
されているプラスチック光ファイバはＳＩ型のみである
ため、その伝送帯域は４．５ＭＨｚ・Ｋｍ程度と特に狭
い。このため、Ｂ−ＩＳＤＮで１５６Ｍｂｉｔ／ｓの基
本信号を伝送すると、４．５ＭＨｚ・Ｋｍ＝１５６ＭＨ
ｚ×２９ｍであることから、伝送長が２９ｍ程度になり
家庭内全体を配線することができない。光ファイバのコ
アとクラッドの屈折率差を小さくしてモード数を低減す
ることにより、伝送帯域を広げることが可能であるが、
曲げられた部分での漏光により伝送損失が大きくなるの
で、伝送長が逆に短くなる。
【０００６】そこで、上記ＦＴＴＣ方式が有望となる。
しかし、将来的には上記伝送速度６２２Ｍｂｉｔ／ｓで
家庭内に動画などを伝送することが予定されているの
で、ＦＴＴＣ方式からＦＴＴＨ方式に切り換えるよりも
最初からＦＴＴＨ方式にした方が配線面で有利であり、
また、光ファイバは電磁ノイズの影響を受けないので、
安価で取扱いが容易なプラスチック光ファイバの使用が
期待されている。
しかし、将来的には上記伝送速度６２２Ｍｂｉｔ／ｓで
家庭内に動画などを伝送することが予定されているの
で、ＦＴＴＣ方式からＦＴＴＨ方式に切り換えるよりも
最初からＦＴＴＨ方式にした方が配線面で有利であり、
また、光ファイバは電磁ノイズの影響を受けないので、
安価で取扱いが容易なプラスチック光ファイバの使用が
期待されている。
【０００７】最近、慶応大学の小池研究室で、ＧＩ型プ
ラスチック型光ファイバが開発され、これに基づいて日
本石油化学株式会社で試作されている。このＧＩ型プラ
スチック型光ファイバは、ゲル界面法によるメタクリル
酸メチルとベンジル酸メチルとの共重合法により製造さ
れ、コアが大口径であるのでマルチモード型でもあり、
コア径０．７５ｍｍで波長６５０ｎｍの赤色光を使用し
た場合に、伝送損失１５０ｄＢ／Ｋｍ、伝送帯域２００
ＭＨｚ・Ｋｍ以上の特性を有し、Ｂ−ＩＳＤＮにおける
ＦＴＴＨ方式が現実味を帯びてきた。
ラスチック型光ファイバが開発され、これに基づいて日
本石油化学株式会社で試作されている。このＧＩ型プラ
スチック型光ファイバは、ゲル界面法によるメタクリル
酸メチルとベンジル酸メチルとの共重合法により製造さ
れ、コアが大口径であるのでマルチモード型でもあり、
コア径０．７５ｍｍで波長６５０ｎｍの赤色光を使用し
た場合に、伝送損失１５０ｄＢ／Ｋｍ、伝送帯域２００
ＭＨｚ・Ｋｍ以上の特性を有し、Ｂ−ＩＳＤＮにおける
ＦＴＴＨ方式が現実味を帯びてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、マルチモード
型かつＳＩ型のプラスチック型光ファイバは、使用実績
があり、より高速伝送可能になればより経済的にＦＴＴ
Ｈ方式を実現できる。また、マルチモード型かつＧＩ型
のプラスチック型光ファイバについても、より高速伝送
可能になればそれに応じてより高速伝送のサービスを実
現できる。
型かつＳＩ型のプラスチック型光ファイバは、使用実績
があり、より高速伝送可能になればより経済的にＦＴＴ
Ｈ方式を実現できる。また、マルチモード型かつＧＩ型
のプラスチック型光ファイバについても、より高速伝送
可能になればそれに応じてより高速伝送のサービスを実
現できる。
【０００９】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、マルチモード型光ファイバの伝送帯域を実質的に向
上させることができる光電変換素子及びこれを用いた光
コネクタ並びに光電変換素子使用方法を提供することに
ある。
み、マルチモード型光ファイバの伝送帯域を実質的に向
上させることができる光電変換素子及びこれを用いた光
コネクタ並びに光電変換素子使用方法を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその作用】第１発明の
マルチモード型光ファイバ用光電変換素子では、マルチ
モード型光ファイバの一端面から出射される光のうち低
次モード成分のみ受光する受光面を有する。第２発明の
光コネクタでは、マルチモード型光ファイバの一端部が
固定される第１コネクタと、光電変換素子が固定され、
該第１コネクタと着脱自在であり、該第１コネクタと連
結された状態で、該光ファイバの一端部光軸と該光電変
換素子の光軸とが略一致し、且つ、該光ファイバの一端
面から出射される光のうち低次モード成分のみ該光電変
換素子の有効受光面で受光するように該光電変換素子が
配置された第２コネクタと、を有する。
マルチモード型光ファイバ用光電変換素子では、マルチ
モード型光ファイバの一端面から出射される光のうち低
次モード成分のみ受光する受光面を有する。第２発明の
光コネクタでは、マルチモード型光ファイバの一端部が
固定される第１コネクタと、光電変換素子が固定され、
該第１コネクタと着脱自在であり、該第１コネクタと連
結された状態で、該光ファイバの一端部光軸と該光電変
換素子の光軸とが略一致し、且つ、該光ファイバの一端
面から出射される光のうち低次モード成分のみ該光電変
換素子の有効受光面で受光するように該光電変換素子が
配置された第２コネクタと、を有する。
【００１１】第３発明の光電変換素子使用方法では、マ
ルチモード型光ファイバから出射される光のうち低次モ
ード成分のみ受光するように、該光ファイバの一端面に
対向して光電変換素子を配置する。本発明の光電変換素
子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用
方法によれば、マルチモード型光ファイバの一端面から
出射される光のうち低次モード成分のみ光電変換素子で
受光するので、モード分散が低減され、マルチモード型
光ファイバの伝送帯域を実質的に向上させることができ
る。
ルチモード型光ファイバから出射される光のうち低次モ
ード成分のみ受光するように、該光ファイバの一端面に
対向して光電変換素子を配置する。本発明の光電変換素
子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用
方法によれば、マルチモード型光ファイバの一端面から
出射される光のうち低次モード成分のみ光電変換素子で
受光するので、モード分散が低減され、マルチモード型
光ファイバの伝送帯域を実質的に向上させることができ
る。
【００１２】本発明の第１態様では、上記マルチモード
型光ファイバは、プラスチック光ファイバである。この
第１態様では特に、Ｂ−ＩＳＤＮなどのサービスを受け
るために、大口径で取扱いが容易であり且つ安価なプラ
スチック光ファイバを家庭内配線することが可能にな
る。
型光ファイバは、プラスチック光ファイバである。この
第１態様では特に、Ｂ−ＩＳＤＮなどのサービスを受け
るために、大口径で取扱いが容易であり且つ安価なプラ
スチック光ファイバを家庭内配線することが可能にな
る。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図４は、本発明の光コネクタを用いた場合の伝送
性能試験用測定装置を示す。光ファイバ１０の一端に
は、ＮＲＺ信号発生器１２からの電気信号をＥ／Ｏ変換
器１４で光信号に変換したものが入射され、光ファイバ
１０の他端から出射した光は、Ｏ／Ｅ変換器１６で電気
信号に戻され、増幅・比較器１８で増幅・波形整形さ
れ、オシロスコープ２０に供給される。オシロスコープ
２０の同期信号入力端には、ＮＲＺ信号発生器１２から
のクロックφが供給される。ＮＲＺ信号はこのクロック
φに同期して生成される。オシロスコープ２０に表示さ
れたクロックφ及びアイパターンは、プロッタ２２に出
力可能となっている。 Ｏ／Ｅ変換器１６は、図３に示
す光コネクタ３０と、光電変換素子４０の出力を増幅す
る不図示のプリアンプとを有する。
する。図４は、本発明の光コネクタを用いた場合の伝送
性能試験用測定装置を示す。光ファイバ１０の一端に
は、ＮＲＺ信号発生器１２からの電気信号をＥ／Ｏ変換
器１４で光信号に変換したものが入射され、光ファイバ
１０の他端から出射した光は、Ｏ／Ｅ変換器１６で電気
信号に戻され、増幅・比較器１８で増幅・波形整形さ
れ、オシロスコープ２０に供給される。オシロスコープ
２０の同期信号入力端には、ＮＲＺ信号発生器１２から
のクロックφが供給される。ＮＲＺ信号はこのクロック
φに同期して生成される。オシロスコープ２０に表示さ
れたクロックφ及びアイパターンは、プロッタ２２に出
力可能となっている。 Ｏ／Ｅ変換器１６は、図３に示
す光コネクタ３０と、光電変換素子４０の出力を増幅す
る不図示のプリアンプとを有する。
【００１４】光コネクタ３０は、合成樹脂製のプラグ３
１とレセプタクル３２とがその軸方向へ力を加えること
により着脱自在となっている。図３の連結状態では、レ
セプタクル３２の爪部３２ａがプラグ３１の凹部３１ａ
と係合している。レセプタクル３２内に光電変換素子４
０が嵌合され、レセプタクル３２の後部がキャップ３３
で覆われている。
１とレセプタクル３２とがその軸方向へ力を加えること
により着脱自在となっている。図３の連結状態では、レ
セプタクル３２の爪部３２ａがプラグ３１の凹部３１ａ
と係合している。レセプタクル３２内に光電変換素子４
０が嵌合され、レセプタクル３２の後部がキャップ３３
で覆われている。
【００１５】光ファイバ１０は、軸心部のコア１０ａ
と、その外側の、コア１０ａより屈折率が大きいクラッ
ド１０ｂと、さらに外側のポリエチレンなどの保護用被
覆１０ｃとからなる。一方、光電変換素子４０は、その
室内に固定された基台４１上にチップ４２が、その中心
を光電変換素子４０の軸心に一致させ且つ受光面を軸心
と直角にして、接合されている。チップ４２の室内には
不活性ガスが入れられ、前面がガラス板４３で覆われて
気密状態になっている。
と、その外側の、コア１０ａより屈折率が大きいクラッ
ド１０ｂと、さらに外側のポリエチレンなどの保護用被
覆１０ｃとからなる。一方、光電変換素子４０は、その
室内に固定された基台４１上にチップ４２が、その中心
を光電変換素子４０の軸心に一致させ且つ受光面を軸心
と直角にして、接合されている。チップ４２の室内には
不活性ガスが入れられ、前面がガラス板４３で覆われて
気密状態になっている。
【００１６】光ファイバ１０の先端部の被覆１０ｃを除
去し、光ファイバ１０の先端面が光電変換素子４０のガ
ラス板４３に衝突するまで、光ファイバ１０の一端部を
プラグ３１の軸心部の孔に挿入し、次いで圧着リング３
４に圧力を加えて光ファイバ１０をプラグ３１に固定さ
せる。このような簡単な取付作業で、光電変換素子４０
と光ファイバ１０との光軸が一致し且つチップ４２の受
光面と光ファイバ１０の先端面との間隔が所望の値にな
る。
去し、光ファイバ１０の先端面が光電変換素子４０のガ
ラス板４３に衝突するまで、光ファイバ１０の一端部を
プラグ３１の軸心部の孔に挿入し、次いで圧着リング３
４に圧力を加えて光ファイバ１０をプラグ３１に固定さ
せる。このような簡単な取付作業で、光電変換素子４０
と光ファイバ１０との光軸が一致し且つチップ４２の受
光面と光ファイバ１０の先端面との間隔が所望の値にな
る。
【００１７】レセプタクル３２の後部側面にはベースプ
レート３５が固着され、光電変換素子４０のリード４４
及び４５が基板３５に半田付けされ、それぞれ基板３５
に植設されたピン４４Ａ及び４５Ａに導通されている。
これらピン４４Ａ及び４５Ａと、基板３５に植設された
固定ピン３６とが、不図示の基板の孔に嵌入され半田付
けされて、固定される。
レート３５が固着され、光電変換素子４０のリード４４
及び４５が基板３５に半田付けされ、それぞれ基板３５
に植設されたピン４４Ａ及び４５Ａに導通されている。
これらピン４４Ａ及び４５Ａと、基板３５に植設された
固定ピン３６とが、不図示の基板の孔に嵌入され半田付
けされて、固定される。
【００１８】図３の光コネクタは、安価に製造可能であ
る。図１に示す如く、コア１０ａの直径をＤとし、チッ
プ４２の有効受光面の直径をｄとし、光ファイバ１０の
先端面とチップ４２の受光面との間の光路長をＬとす
る。光ファイバ１０から出射される光の最大受光角θm
は、コア１０ａのクラッド１０ｂに対する臨界角θc
と、コア１０ａの空気に対する屈折率とにより定まる。
最大受光角θmに対応した、光ファイバ１０の先端面か
ら距離Ｌの位置での光断面直径をＡとする。
る。図１に示す如く、コア１０ａの直径をＤとし、チッ
プ４２の有効受光面の直径をｄとし、光ファイバ１０の
先端面とチップ４２の受光面との間の光路長をＬとす
る。光ファイバ１０から出射される光の最大受光角θm
は、コア１０ａのクラッド１０ｂに対する臨界角θc
と、コア１０ａの空気に対する屈折率とにより定まる。
最大受光角θmに対応した、光ファイバ１０の先端面か
ら距離Ｌの位置での光断面直径をＡとする。
【００１９】伝送帯域Ｆは、光ファイバ１０から出射す
る光のモード数が少ないほど大きく、このモード数は、
チップ４２に入射する光量と光ファイバ１０から出射す
る光量との比に略比例する。したがって、伝送帯域Ｆ
は、ｄ＝ＡのときＦ＝Ｆ0であるとすると、次式で近似
的に表される。 Ｆ＝Ｆ0／（ｄ／Ａ）2＝Ｆ0｛（Ｄ・ｃｏｔθm＋２Ｌ・
ｔａｎθm）／ｄ｝2 （１） 試験では、Ｌ＝
０．３ｍｍとした。試験に使用したものは次のとおりで
ある。 光ファイバ１０：ＳＩ型プラスチック型光ファ
イバであり、次の仕様の三菱レーヨン製、型式ＥＨ４０
０１を用いた。
る光のモード数が少ないほど大きく、このモード数は、
チップ４２に入射する光量と光ファイバ１０から出射す
る光量との比に略比例する。したがって、伝送帯域Ｆ
は、ｄ＝ＡのときＦ＝Ｆ0であるとすると、次式で近似
的に表される。 Ｆ＝Ｆ0／（ｄ／Ａ）2＝Ｆ0｛（Ｄ・ｃｏｔθm＋２Ｌ・
ｔａｎθm）／ｄ｝2 （１） 試験では、Ｌ＝
０．３ｍｍとした。試験に使用したものは次のとおりで
ある。 光ファイバ１０：ＳＩ型プラスチック型光ファ
イバであり、次の仕様の三菱レーヨン製、型式ＥＨ４０
０１を用いた。
【００２０】 コア直径Ｄ ０．９８ｍｍ コア材料 ＰＭＭＡ クラット材料 Fluorinated Acrylate 開口数 ０．５ 最大受光角θm ３０゜ 伝送損失 ２００ｄＢ／Ｋｍ（波長650nmの光に対して） 従来の伝送帯域 ４．５ＭＨｚ・Ｋｍ ＮＲＺ信号発生器１２：ビット・エラー・レイター、ア
ンリツ電気製、型式ＭＥ５２２Ａ Ｅ／Ｏ変換器１４：アンリツ電気製、型式ＭＺ１００Ａ 東芝製レーザダイオード（ＬＤ）、型式ＴＯＬＤ９４２
１（Ｓ）を使用 このＬＤは、発光波長６５０ｎｍ（ＧＩ型プラスチック
光ファイバの損失窓６５０ｎｍに一致）、立ち上がり時
間０．３５ｎｓ、立ち下がり時間０．７１ｎｓ、遮断周
波数４９０ＭＨｚ Ｏ／Ｅ変換器１６：安藤電気製、型式ＡＱ５５０１ 但し、光コネクタは、図３に類似し原理的に同一のもの
で置換した。光電変換素子４０は、有効受光面の直径が
０．２ｍｍのチップ４２を備えたＳiアバランシェ型ホ
トダイオードを用いた。上記間隔Ｌは０．３ｍｍとし
た。
ンリツ電気製、型式ＭＥ５２２Ａ Ｅ／Ｏ変換器１４：アンリツ電気製、型式ＭＺ１００Ａ 東芝製レーザダイオード（ＬＤ）、型式ＴＯＬＤ９４２
１（Ｓ）を使用 このＬＤは、発光波長６５０ｎｍ（ＧＩ型プラスチック
光ファイバの損失窓６５０ｎｍに一致）、立ち上がり時
間０．３５ｎｓ、立ち下がり時間０．７１ｎｓ、遮断周
波数４９０ＭＨｚ Ｏ／Ｅ変換器１６：安藤電気製、型式ＡＱ５５０１ 但し、光コネクタは、図３に類似し原理的に同一のもの
で置換した。光電変換素子４０は、有効受光面の直径が
０．２ｍｍのチップ４２を備えたＳiアバランシェ型ホ
トダイオードを用いた。上記間隔Ｌは０．３ｍｍとし
た。
【００２１】増幅・比較器１８：富士通製、型式ＭＢ１
７Ａ１６ オシロスコープ２０：ＹＨＰ製、型式５４１００Ｄ まずＥ／Ｏ変換器１４の特性を評価するため、光ファイ
バ１０として伝送損失が無視できる長さ１ｍのＧＩ型石
英光ファイバを用い、伝送速度７００Ｍｂｉｔ／ｓ、マ
ーク率５０％のＮＲＺ信号を伝送したときのアイパター
ンを測定した。この結果をクロック波形と共に図５に示
す。アイパターンは、クロックφの立ち上がりと立ち下
がりに同期して入力信号の時間軸を掃引することで得ら
れる。このアイパターンの目の開きから、Ｅ／Ｏ変換器
１４は７００Ｍｂｉｔ／ｓの高速伝送が可能であること
が分かる。
７Ａ１６ オシロスコープ２０：ＹＨＰ製、型式５４１００Ｄ まずＥ／Ｏ変換器１４の特性を評価するため、光ファイ
バ１０として伝送損失が無視できる長さ１ｍのＧＩ型石
英光ファイバを用い、伝送速度７００Ｍｂｉｔ／ｓ、マ
ーク率５０％のＮＲＺ信号を伝送したときのアイパター
ンを測定した。この結果をクロック波形と共に図５に示
す。アイパターンは、クロックφの立ち上がりと立ち下
がりに同期して入力信号の時間軸を掃引することで得ら
れる。このアイパターンの目の開きから、Ｅ／Ｏ変換器
１４は７００Ｍｂｉｔ／ｓの高速伝送が可能であること
が分かる。
【００２２】次に、５０ｍの上記ＳＩ型プラスチック光
ファイバ１０を用い、マーク率５０％のＮＲＺ信号を伝
送した場合のアイパターンを測定した。図６（Ａ）は、
伝送速度２００Ｍｂｉｔ／ｓの場合であり、図６（Ｂ）
は伝送速度３１２Ｍｂｉｔ／ｓの場合である。伝送速度
３１２Ｍｂｉｔ／ｓを選んだ理由は、Ｂ−ＩＳＤＮの基
本伝送速度１５６Ｍｂｉｔ／ｓを１００ｍの光ファイバ
１０で送る場合、５０ｍで伝送速度３１２Ｍｂｉｔ／ｓ
の信号を伝送できればよいからである。
ファイバ１０を用い、マーク率５０％のＮＲＺ信号を伝
送した場合のアイパターンを測定した。図６（Ａ）は、
伝送速度２００Ｍｂｉｔ／ｓの場合であり、図６（Ｂ）
は伝送速度３１２Ｍｂｉｔ／ｓの場合である。伝送速度
３１２Ｍｂｉｔ／ｓを選んだ理由は、Ｂ−ＩＳＤＮの基
本伝送速度１５６Ｍｂｉｔ／ｓを１００ｍの光ファイバ
１０で送る場合、５０ｍで伝送速度３１２Ｍｂｉｔ／ｓ
の信号を伝送できればよいからである。
【００２３】これらのアイパターンの目の開きから、伝
送速度３１２Ｍｂｉｔ／ｓで伝送可能であることが確認
できた。従来のように光ファイバ１０からの出射光を１
００％、凸レンズを介しチップ４２に入射させた場合に
は、５０ｍのＳＩ型プラスチック型光ファイバで、４．
５ＭＨｚ・Ｋｍ＝９０ＭＨｚ×５０ｍであることから、
９０Ｍｂｉｔ／ｓであるが、本発明を用いれば、伝送速
度が実質的に３倍以上になり、Ｂ−ＩＳＤＮにおけるＦ
ＴＴＨ方式が実現可能となる。
送速度３１２Ｍｂｉｔ／ｓで伝送可能であることが確認
できた。従来のように光ファイバ１０からの出射光を１
００％、凸レンズを介しチップ４２に入射させた場合に
は、５０ｍのＳＩ型プラスチック型光ファイバで、４．
５ＭＨｚ・Ｋｍ＝９０ＭＨｚ×５０ｍであることから、
９０Ｍｂｉｔ／ｓであるが、本発明を用いれば、伝送速
度が実質的に３倍以上になり、Ｂ−ＩＳＤＮにおけるＦ
ＴＴＨ方式が実現可能となる。
【００２４】上記試験において、チップ４２に入射され
るモードは低次モードであり、その最大次数及びシング
ルモードのみであるかどうかは確認しなかったが、この
点は、次に述べる、上式（１）の関係についての試験結
果から、問題にはならないことが明かとなる。５０ｍの
上記ＳＩ型プラスチック型光ファイバを用い、Ｌ＝０．
３ｍｍとし、ｄ＝０．２ｍｍとｄ＝０．６ｍｍとｄ＝
１．５ｍｍのチップ４２を用いて伝送帯域を測定したと
ころ、それぞれ１８０ＭＨｚ・Ｋｍと２０ＭＨｚ・Ｋｍ
と４．５ＭＨｚ・Ｋｍであった。この結果をｄ／Ｄと伝
送帯域Ｆとの関係として、上式（１）の計算曲線と共に
図２に示す。
るモードは低次モードであり、その最大次数及びシング
ルモードのみであるかどうかは確認しなかったが、この
点は、次に述べる、上式（１）の関係についての試験結
果から、問題にはならないことが明かとなる。５０ｍの
上記ＳＩ型プラスチック型光ファイバを用い、Ｌ＝０．
３ｍｍとし、ｄ＝０．２ｍｍとｄ＝０．６ｍｍとｄ＝
１．５ｍｍのチップ４２を用いて伝送帯域を測定したと
ころ、それぞれ１８０ＭＨｚ・Ｋｍと２０ＭＨｚ・Ｋｍ
と４．５ＭＨｚ・Ｋｍであった。この結果をｄ／Ｄと伝
送帯域Ｆとの関係として、上式（１）の計算曲線と共に
図２に示す。
【００２５】この結果から、実測値が計算値にほぼ一致
することが分かる。また、例えばＢ−ＩＳＤＮにおいて
３０ｍのＳＩ型プラスチック型光ファイバで伝送速度１
５６Ｍｂｉｔ／ｓの信号を送るための伝送帯域を５０Ｍ
Ｈｚ・Ｋｍ以上とするには、口径比ｄ／Ｄを０．５以下
にすればよいことが分かる。チップ４２の受光面有効直
径ｄを小さくすると受光量が低減してＳＮ比が低下する
ので、ｄには下限があるが、この値は、チップ４２の種
類及びこれに接続される回路の特性に依存する。また、
間隔Ｌの上限は、光ファイバとチップ４２との光軸位置
合わせ精度により定まる。
することが分かる。また、例えばＢ−ＩＳＤＮにおいて
３０ｍのＳＩ型プラスチック型光ファイバで伝送速度１
５６Ｍｂｉｔ／ｓの信号を送るための伝送帯域を５０Ｍ
Ｈｚ・Ｋｍ以上とするには、口径比ｄ／Ｄを０．５以下
にすればよいことが分かる。チップ４２の受光面有効直
径ｄを小さくすると受光量が低減してＳＮ比が低下する
ので、ｄには下限があるが、この値は、チップ４２の種
類及びこれに接続される回路の特性に依存する。また、
間隔Ｌの上限は、光ファイバとチップ４２との光軸位置
合わせ精度により定まる。
【００２６】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。例えば、光コネクタは、光ファイバと光電変換
素子とを同時に複数対結合させるマルチコネクション型
であってもよい。また、本発明は、その原理から、プラ
スチック以外の材料の光ファイバ及びＧＩ型光ファイバ
に対しても適用可能である。本発明では光ファイバ１０
とチップ４２との間には基本的にレンズは不要である
が、光ファイバからの出射光の低次モードのみ受光する
のであれば、凹レンズ又は凸レンズを配置した構成であ
ってもよい。さらに、光電変換素子４０は、電流増幅率
の点で優れたアバランシェ型ホトダイオードに限定され
ず、高速応答可能なｐｉｎホトダイオードなどの他の光
電変換素子であってもよいことは勿論である。
まれる。例えば、光コネクタは、光ファイバと光電変換
素子とを同時に複数対結合させるマルチコネクション型
であってもよい。また、本発明は、その原理から、プラ
スチック以外の材料の光ファイバ及びＧＩ型光ファイバ
に対しても適用可能である。本発明では光ファイバ１０
とチップ４２との間には基本的にレンズは不要である
が、光ファイバからの出射光の低次モードのみ受光する
のであれば、凹レンズ又は凸レンズを配置した構成であ
ってもよい。さらに、光電変換素子４０は、電流増幅率
の点で優れたアバランシェ型ホトダイオードに限定され
ず、高速応答可能なｐｉｎホトダイオードなどの他の光
電変換素子であってもよいことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る光電変
換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子
使用方法によれば、マルチモード型光ファイバの一端面
から出射される光のうち低次モード成分のみ光電変換素
子で受光するので、モード分散が低減され、簡単な構成
でマルチモード型光ファイバの伝送帯域を実質的に向上
させることができるという実用上優れた効果を奏する。
換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子
使用方法によれば、マルチモード型光ファイバの一端面
から出射される光のうち低次モード成分のみ光電変換素
子で受光するので、モード分散が低減され、簡単な構成
でマルチモード型光ファイバの伝送帯域を実質的に向上
させることができるという実用上優れた効果を奏する。
【００２８】本発明の第１態様によれば、Ｂ−ＩＳＤＮ
などのサービスを受けるために、大口径で取扱いが容易
であり且つ安価なプラスチック光ファイバを家庭内配線
することが可能になるという効果を奏し、光ファイバ網
普及に寄与するところが大きい。
などのサービスを受けるために、大口径で取扱いが容易
であり且つ安価なプラスチック光ファイバを家庭内配線
することが可能になるという効果を奏し、光ファイバ網
普及に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】（有効受光径ｄ）／（コア径Ｄ）と伝送帯域と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の光コネクタの構成を示す断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の光コネクタを用いた場合の伝送性能試
験用測定装置を示すブロック図である。
験用測定装置を示すブロック図である。
【図５】図４中のＯ／Ｅ変換器の特性評価のために、伝
送損失が無視できる長さ１ｍのＧＩ型石英光ファイバを
用いたときのアイパターンをクロック波形と共に示す図
である。
送損失が無視できる長さ１ｍのＧＩ型石英光ファイバを
用いたときのアイパターンをクロック波形と共に示す図
である。
【図６】５０ｍのＳＩ型プラスチック型光ファイバを用
いてＮＲＺ信号を伝送したときのアイパターンをクロッ
ク波形と共に示す図である。
いてＮＲＺ信号を伝送したときのアイパターンをクロッ
ク波形と共に示す図である。
１０ 光ファイバ １０ａ コア １０ｂ クラッド １０ｃ 被覆 １２ ＮＲＺ信号発生器 １６ Ｏ／Ｅ変換器 ３０ 光コネクタ ３１ プラグ ３２ レセプタクル ４０ 光電変換素子 ４２ チップ ４３ ガラス板
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/12
Claims (4)
- 【請求項１】 マルチモード型光ファイバの一端面から
出射される光のうち低次モード成分のみ受光する受光面
を有することを特徴とするマルチモード型光ファイバ用
光電変換素子。 - 【請求項２】 マルチモード型光ファイバの一端部が固
定される第１コネクタと、 光電変換素子が固定され、該第１コネクタと着脱自在で
あり、該第１コネクタと連結された状態で、該光ファイ
バの一端部光軸と該光電変換素子の光軸とが略一致し、
且つ、該光ファイバの一端面から出射される光のうち低
次モード成分のみ該光電変換素子の有効受光面で受光す
るように該光電変換素子が配置された第２コネクタと、 を有することを特徴とする光コネクタ。 - 【請求項３】 マルチモード型光ファイバから出射され
る光のうち低次モード成分のみ受光するように、該光フ
ァイバの一端面に対向して光電変換素子を配置すること
を特徴とする光電変換素子使用方法。 - 【請求項４】 前記マルチモード型光ファイバは、プラ
スチック光ファイバであることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１つに記載の光電変換素子、光コネクタ
又は光電変換素子使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6255030A JPH08122586A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 光電変換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6255030A JPH08122586A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 光電変換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122586A true JPH08122586A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17273209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6255030A Pending JPH08122586A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 光電変換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08122586A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998019193A1 (de) * | 1996-10-28 | 1998-05-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zum einkoppeln von licht in ein ende eines mehrmoden-lichtwellenleiters |
| WO2006013745A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | マルチモード光伝送システム及びマルチモード光伝送方法 |
| JP2007094209A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Rohm Co Ltd | 光受信装置 |
| US7212745B2 (en) | 2000-11-30 | 2007-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical transmission system |
-
1994
- 1994-10-20 JP JP6255030A patent/JPH08122586A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998019193A1 (de) * | 1996-10-28 | 1998-05-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zum einkoppeln von licht in ein ende eines mehrmoden-lichtwellenleiters |
| US7212745B2 (en) | 2000-11-30 | 2007-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical transmission system |
| WO2006013745A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | マルチモード光伝送システム及びマルチモード光伝送方法 |
| US7630643B2 (en) | 2004-08-05 | 2009-12-08 | Panasonic Corporation | Multimode optical transmission system and multimode optical transmission method |
| JP2007094209A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Rohm Co Ltd | 光受信装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4804248A (en) | Data rate limiter for optical transmission system | |
| US4229067A (en) | Optical waveguide mode scrambler | |
| US6185346B1 (en) | Propagation in lowest order modes of multimode graded index fiber, resulting in: very low transmission loss, low modal noise, high data security, and high data rate capabilities | |
| US6175675B1 (en) | Apparatus for aligning and method of bonding optical waveguide device to optical fiber block | |
| JPS6214609A (ja) | 光フアイバ分配ネツトワ−ク | |
| CN110208916A (zh) | 光模块 | |
| US4955014A (en) | Broadband optical communication system, particularly in the subscriber area | |
| US7945159B2 (en) | Diagnostic method and diagnostic chip for determining the bandwidth of optical fibers | |
| CN100504479C (zh) | 点对点光纤链路 | |
| JP3681938B2 (ja) | ポリマファイバ光伝送システム | |
| US20020164115A1 (en) | Optical fiber communication system, communications apparatus and optical transceiver | |
| EP0540605A1 (en) | Optical tap | |
| JPH08122586A (ja) | 光電変換素子及びこれを用いた光コネクタ並びに光電変換素子使用方法 | |
| JPH08233695A (ja) | 接続損失・反射減衰量測定器 | |
| JPH03150442A (ja) | 光学故障点探索装置 | |
| EP1211538B1 (en) | Optical transmission system | |
| EP1065489B1 (en) | Apparatus for optical time domain reflectometry on multi-mode optical fibers, a light source section thereof, and a process for producing the light source section | |
| JP3151053B2 (ja) | 光ファイバ伝送装置 | |
| JP3820802B2 (ja) | 光送信器 | |
| JPS63212907A (ja) | 光フアイバ心線対照方法および装置 | |
| JP2024003344A (ja) | 光送信器及び光伝送システム | |
| Kalymnios | Plastic Optical Fibres (POF) Characteristics, metrology and applications | |
| JPH0519184A (ja) | 光変調方法，光変調器，光通話装置及び光通話システム | |
| JPH01177004A (ja) | 光通信装置 | |
| JP2002228895A (ja) | 光伝送システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020726 |