JPH09325245A - 光通信用モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光通信用モジュールの部品点数を減らして、各
部材の光軸合わせを容易にするとともに、モジュールを
小型化する。 【解決手段】光導入手段と光導出手段との間に、光信号
２１を分割する機能を持った光アイソレータ要素３を備
えて光通信用モジュールを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用モジュー
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、発光素子等の光導入手段と、
光ファイバ等の光導出手段との間に、戻り光を遮断する
ための光アイソレータ要素と、光信号を分割するための
ビームスプリッタを備えた光通信用モジュールが用いら
れている。

【０００３】具体的な光通信用モジュールの構造は、図
５に示すように、光導入手段であるレーザダイオード等
の発光素子１１と、該発光素子から出射される光信号２
１を平行（コリメート）光にするためのレンズ１２と、
光信号２１を一方方向にしか通過しない光アイソレータ
要素１３と、光信号２１を一部は通過し、一部を反射し
て二つに分割するビームスプリッタ１７と、該ビームス
プリッタ１７を通過した光信号２１を集束するレンズ１
４と、光導出手段である光ファイバ１５とをこの順序で
配置して構成される。また、上記ビームスプリッタ１７
で反射された光信号２２の当たる位置には受光素子１６
が備えられている。また、図示していないが、これらの
各部材は金属又は樹脂製のボディ内に配置されている。

【０００４】この光通信用モジュールでは、発光素子１
１から出射された光信号２１を光ファイバ１５より外部
へ導出することができる。その際、ビームスプリッタ１
７で分割した光信号２２を受光素子１６で受光すること
によって、正しく光信号２１が送信されているかどうか
検知することができる。また、光アイソレータ要素１３
を備えていることによって、光ファイバ１５端面やその
他の部分で反射した戻り光が発光素子１１に入射するこ
とを防止し、発光素子１１をなすレーザダイオードの特
性を不安定にすることを防止できる。

【０００５】また、双方向用の光通信用モジュールの構
造は、図６に示すように、光導入手段である発光素子１
１と、該発光素子１１からの光信号２１を集束してテー
パ光とするレンズ１２と、光アイソレータ要素１３と、
ビームスプリッタ１７と、光信号２１の集束点に配置し
た光ファイバ１５で構成される。また、この光ファイバ
１５は光導出手段とともに光導入手段を兼ねており、光
ファイバ１５から導入され、ビームスプリッタ１７で反
射した光信号２３の当たる位置に受光素子１６を備えて
いる。

【０００６】この光通信用モジュールは、発光素子１１
からの光信号２１を光ファイバ１５によって外部に導出
するとともに、この光ファイバ１５を通じて外部から導
入された光信号２３は一部がビームスプリッタ１７で反
射して受光素子１６で受光することによって、双方向の
通信を行うことができる。

【０００７】この場合も、光アイソレータ要素１３によ
って発光素子１１へ光信号２１、２３が入射することを
防止し、またビームスプリッタ１７で光信号２３を分割
するようになっている。

【０００８】なお、上記ビームスプリッタ１７は、ガラ
ス等の透明体からなる板状体であり、光軸に対して斜め
に配置していることによって、反射光と通過光の２方向
に光信号２１、２３を分割することができる。

【０００９】また、上記光アイソレータ要素１３は、詳
細構造の例を図７に示すように、偏光子１３ａ、ファラ
デー回転子１３ｂ、偏光子１３ｃを順番に並べ、ファラ
デー回転子１３ｂの周囲に磁石１３ｄを配置し、全体を
ケーシング１３ｅに固定したものである。上記偏光子１
３ａは光信号２１をある一定方向の偏光成分のみ通過さ
せるものであり、ファラデー回転子１３ｂは磁石１３ｄ
により生じる磁界によって、通過する偏光の向きを４５
°回転させるものであり、偏光子１３ｃはこの４５°回
転した偏光を通過するように配置されている。即ち、偏
光子１３ａと偏光子１３ｃは互いの偏光面の向きがちょ
うど４５°回転した状態となるように配置されている。

【００１０】そのため、図面の実線矢印方向の光信号２
１は光アイソレータ要素１３を通過することができる。
一方、逆の破線矢印方向に光信号２１が入射した場合、
偏光子１３ｃを通過した光信号２１がファラデー回転子
１３ｂで４５°回転すると、偏光子１３ａの偏光面の向
きと直交することになり、この偏光子１３ａを通過でき
なくなる。

【００１１】そのため、この光アイソレータ要素１３
は、実線矢印方向の光信号２１は通過するが、逆方向の
光信号２１を遮断することができるのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記図５、
６に示したような光通信用モジュールの場合、ケーシン
グ内に光アイソレータ要素１３とビームスプリッタ１７
の二つの光学部品を配置しなければならないことから、
製造時に各部品間の光軸合わせに手間がかかり、またモ
ジュールを小型化することができなかった。

【００１３】さらに、光アイソレータ要素１３の入射側
端面で光信号２１が反射して発光素子１１に戻るという
問題もあり、これを防止するためには上記入射端面に反
射防止膜を形成する等の必要があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、光導入
手段と光導出手段との間に、光信号を分割する機能を併
せ持った光アイソレータ要素を備えて光通信用モジュー
ルを備えたことを特徴とする。

【００１５】また、上記光アイソレータ要素は、偏光
子、回転子等の素子を積層一体化して構成するととも
に、光軸に対して斜めに配置したことを特徴とする。

【００１６】なお、本発明における光導入手段とは、光
信号をモジュール内に出射する手段のことを言い、具体
的には光信号を発生する発光素子、又は外部から光信号
を導入する光ファイバ等を指す。また光導出手段とは、
上記光信号をそのまま又は電気信号に変換してモジュー
ルの外部に導出する手段のことを言い、具体的には上記
光信号を外部に導出する光ファイバ、又は受光素子等を
指す。

【００１７】

【作用】本発明によれば、各光学素子を積層一体化して
光アイソレータ要素を構成し、これを斜めに配置するこ
とによって、光アイソレータ要素自体にビームスプリッ
タの機能を兼用することができる。

【００１８】そのため、ビームスプリッタを省略して部
品点数を減らすことができ、製造時の各部材の光軸合わ
せが容易となり、モジュールを小型化することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図によ
って説明する。

【００２０】図１に示す光通信用モジュールは、光導入
手段であるレーザダイオード等の発光素子１と、該発光
素子１から出射される光信号２１を平行（コリメート）
光にするレンズ２と、光信号２１を反射光と通過光に分
割する機能を併せ持つ光アイソレータ要素３と、光信号
２１を集束するレンズ４と、集束点に配置した光導出手
段としての光ファイバ５から構成される。また、光アイ
ソレータ要素３で反射する光信号２２の当たる位置には
フォトダイオード等の受光素子６を備えている。なお、
図示していないが、各部品は全て樹脂又は金属製のボデ
ィ内に収納されている。

【００２１】上記光アイソレータ要素３は、２枚の偏光
子３１、３３の間にファラデー回転子３２を挟み込んで
積層一体化した板状体であり、周囲に磁石３４を配置し
たものである。各偏光子３１、３３は従来例と同様に、
互いの偏光面が４５°ずれるように配置し、ファラデー
回転子３２は磁石３４によって生じる磁界の作用によっ
て偏光面を４５°回転する作用を成すものである。その
ため、図面の矢印方向の光信号２１は通過するが、逆方
向の光信号は遮断することができる。

【００２２】また、この光アイソレータ要素３を光軸に
対して斜めに傾けておくことにより、入射した光信号２
１の一部は端面で反射して受光素子６側へ送られ、残部
は光アイソレータ要素３を通過して光ファイバ５から導
出されることになる。このように、光アイソレータ要素
３を板状体として、斜めに配置することによって、光ア
イソレータ要素３自体で光信号２１を分割する機能を持
たすことができ、ビームスプリッタを省略することがで
きるのである。

【００２３】いま、発光素子１から出射された光信号２
１は光アイソレータ要素３で一部が反射して受光素子６
で受光され、残部は光アイソレータ要素３を通過して光
ファイバ５から外部へ導出することになる。そのため、
発光素子１からの光信号２１を外部へ導出できるととも
に、光信号２１の一部を受光素子６で受光することによ
って、正しく光信号が送られているかどうか検知するこ
とができる。また、光ファイバ５の端面やその他の部分
で反射した戻り光は光アイソレータ要素３で遮断される
ため、発光素子１をなすレーザダイオードに戻り光が入
射して特性を不安定にすることを防止できる。

【００２４】しかも、本発明によれば、光アイソレータ
要素３がビームスプリッタの機能を兼用することから、
光アイソレータ要素３とビームスプリッタの二つの部品
を配置する必要がなく、モジュール内に配置する部品を
少なくして光軸合わせを容易にし、モジュールを小型化
することができる。

【００２５】また、光アイソレータ要素３自体が各素子
を積層一体化したものであるため、より小型化すること
ができ、さらに光アイソレータ要素３自体を斜めに配置
してあることから、この入射端面での反射光が発光素子
１１へ戻ることを防止できる。

【００２６】上記光アイソレータ要素３を成す偏光子３
１、３３とは、入射する光信号のうち一方向の偏光成分
を吸収し、これと直行する方向の偏光成分のみを通過さ
せる機能を持つものであり、例えばガラス等の複素誘電
体媒質中に金、銀、アルミニウム等の金属分子を分散さ
せた吸収型偏光子を用いる。また、ファラデー回転子３
２は、磁界の作用によって入射した光の偏光面を所定角
度回転する作用を成すものであり、例えばビスマス置換
ガーネット板を用いる。そして、これらの素子をそれぞ
れの偏光面が所定の角度となるように積層して樹脂製の
接着剤で接合することによって、上記光アイソレータ要
素３を構成することができる。

【００２７】さらに、上記光アイソレータ要素３の入射
側端面３ａに、ＳｉＯ₂ や金属からなる単層又は多層の
半透明鏡膜を備えておけば、この半透明鏡膜の厚み等を
変化させることによって、光信号２１の反射量を変化さ
せることができ、光信号の分割比率を調整することがで
きる。

【００２８】また、上記の例では３枚の素子を積層して
光アイソレータ要素３を構成したが、同様の作用を成す
ものであれば、他の構成とすることもできる。さらに、
上記の例では、光アイソレータ要素３自体を斜めに配置
したが、光アイソレータ要素３を構成する偏光子３１、
３３をテーパ状として、予め入射端面３ａが斜めとなる
ように構成した光アイソレータ要素３を用いることもで
きる。

【００２９】なお、図７に示すような従来の光アイソレ
ータ要素１３でも斜めに配置してビームスプリッタの作
用を成すことは理論的には可能であるが、実際には厚み
の大きい従来の光アイソレータ要素１３を斜めに配置す
ると、モジュール自体が大型化するとともに、発光素子
１から光ファイバ５までの距離が長くなって結合効率が
悪くなったり、発光素子１と光ファイバ５との光軸のず
れが大きくなることなどから、製造が困難になる。これ
に対し、本発明では、上記のような積層型の薄い光アイ
ソレータ要素３を用いることによって、容易にビームス
プリッタと兼用できるようにしたのである。

【００３０】次に、本発明の他の実施形態を説明する。

【００３１】図２に示す光通信用モジュールは、基本的
に図１に示すモジュールと同様であるが、レンズ２によ
って光信号２１を集束するテーパ光とし、このテーパ光
の集束位置に光ファイバ５を備えることによって、光フ
ァイバ５側のレンズ４を省略したものである。このよう
な構造とすれば、部品点数をより少なくし、小型化でき
る。

【００３２】また、図３に示す光通信用モジュールは双
方向用のものであり、光導入手段を成す発光素子１と、
該発光素子１からの光信号２１を集束してテーパ光とす
るレンズ２と、光軸に対して斜めに配置された積層型の
光アイソレータ要素３と、テーパ光の集束点に配置した
光ファイバ５から構成される。また、この光ファイバ５
は光導出手段であるとともに光導入手段を兼ねており、
光ファイバ５から導入されて光アイソレータ要素２１の
入射端面３ａで反射した光信号２３の当たる位置にフォ
トダイオード等の受光素子６を備えている。

【００３３】そのため、発光素子１から出射された光信
号２１を光ファイバ５から外部へ導出し、一方光ファイ
バ５から導入される光信号２３は一部を光アイソレータ
要素３で反射して受光素子６で検知し、双方向の光通信
用モジュールとして作動することができる。いずれの場
合も、光アイソレータ要素３を備えることによって、発
光素子１側へ光信号２１、２３が入射することはなく、
発光素子１１を成すレーザダイオードの特性が不安定に
なることを防止できる。

【００３４】さらに、図４に示す光通信用モジュール
は、図２と図３の例を合わせたものであり、発光素子１
からの光信号２１が光アイソレータ要素３で反射した光
信号２２の当たる位置に受光素子６ａを備えている。ま
た、光ファイバ５から導入し、光アイソレータ要素３で
反射した光信号２３の当たる位置に別の受光素子６ｂを
備えている。

【００３５】そのため、発光素子１からの光信号２１が
正しく送信できているかどうか、受光素子６ａで検知す
るとともに、光ファイバ５から導入した光信号２３は受
光素子６ｂで検出して双方向の光通信に用いることがで
きる。この場合は、光アイソレータ要素３の両方の端面
で光信号を反射させることになり、前述した半透明鏡膜
を形成する場合は、両方の端面に備えることが好まし
い。

【００３６】なお、以上の例では、光導入手段として発
光素子１を用いたが、外部から光信号２１を導入する光
ファイバであっても良い。また光導出手段として光ファ
イバ５のみを用いたが、受光素子を備えて光信号２１を
電気信号に変換して外部に導出することもできる。

【００３７】さらに、上記例では、各部品のみの位置関
係を概略図によって説明したが、各部品は樹脂又は金属
製のボディに収納されて光通信用モジュールを構成す
る。その際、発光素子１はパッケージに収納され、光フ
ァイバ５はフェルールに接合されて、それぞれボディに
接合される。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光導入手
段と光導出手段との間に、光信号を分割する機能を合わ
せ持った光アイソレータ要素を備えて光通信用モジュー
ルを構成したことによって、部品点数を減らすことがで
き、各部材の光軸合わせを容易にするとともに、モジュ
ールを小型化することができる。

【００３９】また、本発明によれば、上記光アイソレー
タ要素を、偏光子、回転子等の素子を積層一体化して構
成し、かつ光軸に対して斜めに配置したことによって、
簡単な構成でビームスプリッタを兼用する光アイソレー
タ要素を作製することができ、また光アイソレータ要素
自体が小型であるため、モジュールをより小型化するこ
とができる。しかも、光アイソレータ要素を斜めに配置
することによって、光アイソレータ要素の入射端面での
反射光が光導入手段側に戻ることを防止できる。

【００４０】その結果、小型で高性能の光通信用モジュ
ールを容易に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光通信用モジュールを示す概略図であ
る。

【図２】本発明の光通信用モジュールの他の実施形態を
示す概略図である。

【図３】本発明の光通信用モジュールの他の実施形態を
示す概略図である。

【図４】本発明の光通信用モジュールの他の実施形態を
示す概略図である。

【図５】従来の光通信用モジュールを示す概略図であ
る。

【図６】従来の光通信用モジュールを示す概略図であ
る。

【図７】従来の光アイソレータ要素を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１：発光素子 ２：レンズ ３：光アイソレータ要素 ３１：偏光子 ３２：ファラデー回転子 ３３：偏光子 ３４：磁石 ４：レンズ ５：光ファイバ ６：受光素子 ２１：光信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導入手段と光導出手段との間に、光信号
   を分割する機能を併せ持った光アイソレータ要素を備え
   たことを特徴とする光通信用モジュール。
2. 【請求項２】上記光アイソレータ要素は、偏光子、回転
   子等の各素子を積層一化して構成するとともに、光軸に
   対して斜めに配置したことを特徴とする請求項１記載の
   光通信用モジュール。