JPH09325248A - 双方向光モジュール - Google Patents

双方向光モジュール

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JPH09325248A
JPH09325248A JP8145994A JP14599496A JPH09325248A JP H09325248 A JPH09325248 A JP H09325248A JP 8145994 A JP8145994 A JP 8145994A JP 14599496 A JP14599496 A JP 14599496A JP H09325248 A JPH09325248 A JP H09325248A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
receiving element
emitting element
lens
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Application number
JP8145994A
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English (en)
Inventor
Hironori Hayata
博則 早田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い波長範囲で偏光依存性が小さく、光吸収
の少ない双方向光モジュールを提供する。 【解決手段】 発光素子3と受光素子4を平面実装した
受発光素子モジュール2と、発光素子3からの出力光を
光ファイバ1に結合し、かつ光ファイバ1からの出力光
を受光素子4に結合するレンズ7と、受発光素子モジュ
ール2とレンズ7間に設けられ、相互に45度の角度で対
向する反射面を有し、少なくともその一つがハーフミラ
ー9である第1ペンタプリズム8と、同じく受発光素子
モジュール2とレンズ7間に設けられ、45度の角度で対
向する反射面がすべて全反射ミラー10,13である第2ペ
ンタプリズム12を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ通信にお
ける双方向光モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の双方向光モジュールとし
ては、図4に示すように、発光素子と受光素子を一体化
したものが一般的に知られている。この双方向光モジュ
ールは、光ファイバ20と、集光レンズ21,22と受光素子
23および発光素子24と波長選択フィルタ25とから構成さ
れており、発光素子24で波長λ1の光を発振、出射し、
集光レンズ22と波長選択フィルタ25を介して光ファイバ
20に入射させて伝送する一方、光ファイバ20より伝送さ
れてきた波長λ2の光は、波長選択フィルタ25を通過
し、集光レンズ21で集光されて受光素子23に入射され
る。
【0003】このように異なる波長による双方向光モジ
ュールが構成される。なお、この構成で、波長選択フィ
ルタ25をハーフミラーに置き換えることにより、同一波
長の双方向光モジュールを構成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の光モジュールは、光路を直角に分配するための
波長選択フィルタあるいはハーフミラーが光軸に対し45
度の角度で設定されているために、これら波長選択フィ
ルタあるいはハーフミラーに誘電体膜を用いた場合は入
射光の偏光状態によって分岐比が異なる等、偏光依存性
が大きく、また、金属膜を用いた場合は偏光依存性の影
響を少なくすることはできるが、光吸収による損失が生
じることになる。
【0005】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、広い波長範囲で偏光依存性が小さく、光吸収
の少ない双方向光モジュールを提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の光モジュールは、発光素子と受光素子を平面
実装した受発光素子モジュールと、発光素子からの出力
光を光ファイバに結合し、かつ光ファイバからの出力光
を受光素子に結合するレンズと、前記受発光素子モジュ
ールとレンズ間に設けられ、相互に45度の角度で対向す
る反射面を有し、少なくともその一つがハーフミラーで
ある第1の光路変換部と、同じく前記受発光素子モジュ
ールとレンズ間に設けられ、45度の角度で対向する反射
面がすべて全反射ミラーである第2の光路変換部を備え
たものである。
【0007】本発明によれば、広い波長範囲で偏光依存
性が小さく、光吸収の少ない双方向光モジュールが得ら
れる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0009】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における双方向光モジュールの構成図であり、図
中、1は入出力光ファイバで光を双方向に伝送する光伝
送路、2は受発光素子モジュールで、発光素子3と受光
素子4がシリコン基板5上に平面実装されている。この
発光素子3は、シリコン基板5に設けた45度の反射面6
により、光を基板の上面に出射させるものであり、受光
素子4は、発光素子3の出射光軸より一定の距離だけ離
れた位置に精度よく実装される。7は集光レンズで、受
発光素子モジュール2に平面実装された発光素子4から
の出射光を入出力光ファイバ1に結合し、かつ入出力光
ファイバ1からの出射光を発光素子4と同様に、受発光
素子モジュール2に平面実装された受光素子4に結合す
るためのものである。
【0010】8は第1の光路変換部となる第1ペンタプ
リズムで、第1の斜面8aに光を1/2に分岐する誘電
体ハーフミラー9が設けられ、対向する第2の斜面8b
には全反射ミラー10が設けられている。また、この第1
ペンタプリズム8の斜面8aには、三角プリズム11が設
けられ、誘電体ハーフミラー9を通過した光の出射方向
が変わらないようにしている。12は第2の光路変換部と
なる第2ペンタプリズムで、斜面12a,12bには全反射ミ
ラー13が設けられている。この第1,第2ペンタプリズ
ム8,12はそれぞれの斜面が対向するように点対称の関
係で固定されており、また、第1,第2ペンタプリズム
8,12それぞれのサイズは、発光素子の出射光軸と受光
素子の間隔より決定される。
【0011】次に、以上のように構成された双方向光モ
ジュールについて、その動作を説明する。なお、同図に
おいて、破線で示す部分はペンタプリズムの位置設定ず
れによる光線の状態を示している。まず、発光素子3よ
り出力された光は、シリコン基板5に設けた45度の反射
面6で反射され、シリコン基板5に垂直に出射されて、
三角プリズム11を通過し、第1ペンタプリズム8の誘電
体ハーフミラー9でその半分が通過して、集光レンズ7
を通り入出力光ファイバ1に結合する。
【0012】一方、入出力光ファイバ1より出射した光
は、第1ペンタプリズム8の第1の斜面8aに設けた誘
電体ハーフミラー9でその半分だけが反射し、対向する
第2の斜面8bの全反射ミラー10で再度反射して、第2
ペンタプリズム12の斜面12aに入射する。斜面12aには全
反射ミラー13が設けられており、ここに入射した光は対
向する斜面12bの全反射ミラー13を経由して受光素子4
に結合する。
【0013】本実施の形態によれば、第1,第2ペンタ
プリズム8,12の斜面8a,8b,12a,12bに入射する光
の入射角はすべて22.5度であり、分岐したそれぞれの光
は同一方向に出射することになる。しかも、第1,第2
ペンタプリズム8,12が前記破線で示すようにずれて配
置されても、出射位置が変わらないために部品実装の自
由度は大幅に向上する。更に、誘電体ハーフミラー9へ
の入射角が22.5度と小さいため、ハーフミラーに誘電体
膜を用いても偏光依存性が小さくでき、光吸収損失の少
ない低損失双方向光モジュールが実現できる。
【0014】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2における双方向光モジュールの構成図である。な
お、図1に示した実施の形態1と同一部分には同一符号
を付してその詳細な説明は省略する。本実施の形態2に
おける双方向光モジュールは、前記実施の形態1におけ
る双方向光モジュールに第3の光路変換部となる平行四
辺形プリズム14を付加したものであり、この平行四辺形
プリズム14により、第1ペンタプリズム8と三角プリズ
ム11を通過した光の光路を変え、発光素子3及び受光素
子4からレンズ7までの実質光学長がそれぞれ等しくな
るようにしたものである。従って、平行四辺形プリズム
14のサイズは、光の分岐点である誘電体ハーフミラー9
から、それぞれ発光素子3、受光素子4までの実質光学
長が同じになるように設定される。なお、ここにおいて
の実質光学長とは、光路変換部の材質の屈折率を考慮し
た光路長を指す。
【0015】次に以上のように構成された双方向光モジ
ュールについて、その動作を説明する。なお、同図の破
線で示す部分は、第1,第2ペンタプリズム8,12,平
行四辺形プリズム14の位置設定ずれによる光線の状態を
示している。まず、受発光素子モジュール2の発光素子
3より出射された光は、平行四辺形プリズムの対向する
斜面14a,14bで反射され、三角プリズム11に入射し、こ
の三角プリズム11を通過した光は、第1ペンタプリズム
8の第1斜面8aに設けられた誘電体ハーフミラー9で
その半分の光が通過して、集光レンズ7を介して入出力
光ファイバ1に結合される。一方、入出力光ファイバ1
より出射された光は、実施の形態1と同様、第1ペンタ
プリズム8,第2ペンタプリズム12を経由して受光素子
4に結合される。
【0016】本実施の形態によれば、前記実施の形態1
の特徴に加えて、発光素子からレンズまでの光学長と、
受光素子からレンズまでの光学長が等しくなるために、
それぞれについて低損失の結合が実現できる。
【0017】(実施の形態3)図3は実施の形態3にお
ける双方向光モジュール、特に異なる波長の双方向光モ
ジュールに本発明を適用した場合の構成図であり、基本
的には実施の形態1と略同様の構成であるため、実施の
形態1と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明
は省略する。両者の異なる点は、第1ペンタプリズム8
の斜面8aに設けた前記誘電体ハーフミラー9の特性で
ある第1波長λ1の光を1/2に分岐する機能に、第2
波長λ2の光を反射する波長選択フィルタ特性を付加し
た誘電体膜15を用いた点と、第2の斜面8bに第1波長
λ1の光を反射し、第2波長の光を透過する誘電体膜16
を設け、第2波長λ2の光と結合する光ファイバ17を別
途に備えたことである。
【0018】次に、このように構成された双方向光モジ
ュールについて、その動作を説明する。まず、入出力光
ファイバ1から出射される第1波長λ1の光は、第1ペ
ンタプリズム8の斜面8aに設けた誘電体膜15によって
その半分の光が反射し、対向する斜面8bに設けた誘電
体膜16で全反射して、第2ペンタプリズム12に入射す
る。この第2ペンタプリズム12は、前記実施の形態1と
同様の動作を行い、ここに入射した光を受光素子4に結
合させる。一方、第2波長λ2の光は、第1ペンタプリ
ズム8の斜面8aに設けた誘電体膜15によって反射さ
れ、対向する斜面8bに入射し、この面に設けた誘電体
膜16は、第2波長λ2の光を通過させ光ファイバ17に結
合させる。
【0019】本実施の形態によれば、一方のペンタプリ
ズムに第2波長の光を反射する波長選択フィルタ機能と
その光を透過させる光透過機能を持たせたことにより、
異なる波長の双方向光モジュールに対しても前記各実施
の形態と同様の効果が得られる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、2個のペ
ンタプリズムとハーフミラーを組み合わせることにより
光ファイバからの出力光を同一方向に取り出すことがで
きると共にハーフミラーへの入射角が小さくなるため、
広い波長範囲で偏光依存性を小さくでき、光吸収も少な
くなるという双方向光モジュールにとって有利な効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における双方向光モジュ
ールの構成図である。
【図2】本発明の実施の形態2における双方向光モジュ
ールの構成図である。
【図3】本発明の実施の形態3における双方向光モジュ
ールの構成図である。
【図4】従来の双方向光モジュールの構成図である。
【符号の説明】
1,17…光ファイバ、 2…受発光素子モジュール、
3…発光素子、 4…受光素子、 5…シリコン基板、
6…反射面、 7…レンズ、 8…第1ペンタプリズ
ム、 8a,8b…第1ペンタプリズムの斜面、 9…誘
電体ハーフミラー、 10,13…全反射ミラー、 11…三
角プリズム、 12…第2ペンタプリズム、12a、12b…
第2ペンタプリズムの斜面、 14…平行四辺形プリズ
ム、 15,16…誘電体膜。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子と受光素子を平面実装した受発
    光素子モジュールと、発光素子からの出力光を光ファイ
    バに結合し、かつ光ファイバからの出力光を受光素子に
    結合するレンズと、前記受発光素子モジュールとレンズ
    間に設けられ、相互に45度の角度で対向する反射面を有
    し、少なくともその一つがハーフミラーである第1の光
    路変換部と、同じく前記受発光素子モジュールとレンズ
    間に設けられ、45度の角度で対向する反射面がすべて全
    反射ミラーである第2の光路変換部を備えたことを特徴
    とする双方向光モジュール。
  2. 【請求項2】 発光素子と受光素子を平面実装した受発
    光素子モジュールと、発光素子からの出力光を光ファイ
    バに結合し、かつ光ファイバからの出力光を受光素子に
    結合するレンズと、前記受発光素子モジュールとレンズ
    間に設けられ、相互に45度の角度で対向する反射面を有
    し、少なくともその一つがハーフミラーである第1の光
    路変換部と、同じく前記受発光素子モジュールとレンズ
    間に設けられ、45度の角度で対向する反射面がすべて全
    反射ミラーである第2の光路変換部と、前記光ファイバ
    からの出力光が第1の光路変換部のハーフミラーを通過
    した後、その光路を変える第3の光路変換部を備え、前
    記発光素子及び受光素子から前記レンズまでの実質光学
    長が等しくなるように設定されたことを特徴とする双方
    向光モジュール。
  3. 【請求項3】 第1波長の光を発する発光素子と受光素
    子を平面実装した受発光素子モジュールと、発光素子か
    らの出力光を光ファイバに結合し、かつ光ファイバから
    の出力光を受光素子に結合するレンズと、前記受発光素
    子モジュールとレンズ間に設けられ、相互に45度の角度
    で対向する反射面を有し、反射面の一つが第1波長と第
    2波長の光を分離し、かつ第1波長の光を分岐する第1
    の波長選択フィルタを形成し、更に前記反射面と対向す
    る反射面に第1波長と第2波長の光を分離する第2の波
    長選択フィルタを形成した第1の光路変換部と、同じく
    前記受発光素子モジュールとレンズ間に設けられ、45度
    の角度で対向する反射面がすべて全反射ミラーである第
    2の光路変換部と、第1の光路変換部の第2の波長選択
    フィルタを通過する第2波長の光と結合する光ファイバ
    を備えたことを特徴とする双方向光モジュール。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004294513A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュール

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004294513A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュール
US7160034B2 (en) 2003-03-25 2007-01-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transmission and receiver module

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Date Code Title Description
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Effective date: 20040406