JPH1010371A - Optical transmitter-receiver - Google Patents

Optical transmitter-receiver

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JPH1010371A
JPH1010371A JP15838796A JP15838796A JPH1010371A JP H1010371 A JPH1010371 A JP H1010371A JP 15838796 A JP15838796 A JP 15838796A JP 15838796 A JP15838796 A JP 15838796A JP H1010371 A JPH1010371 A JP H1010371A
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JP
Japan
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optical
signal
transmitting
reception
light emitting
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JP15838796A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Shimomura
康彦 下村
Shinichi Baba
伸一 馬場
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical transmitter-receiver capable of reducing crosstalk of lights between a transmission and a receiving and also capable of a monolithic constitution and capable of attaining a cost reduction and a high volume productivity. SOLUTION: In an optical transmitter-receiver provided with a light emitting element 1 converting an electric signal into an optical signal, a photodetector 2 converting an optical signal into an electric signal, a transmitting means transmitting the optical transmitting signal outputted from the light emitting element 1 via an optical fiber 7 and a receiving means inputting the optical receiving signal received via the optical fiber 7 to the photodetector 2, the transmitting means is provided with a first optical amplifier 10 having the amplification band made to correspond to the wavelength of the optical transmitting signal and amplifies the optical transmitting signal outputted from the light emitting element 1 to transmit it via the optical fiber 7 and the receiving means is provided with a second optical amplifier 11 having the amplification band made to correspond to the wavelength of the optical receiving signal and amplifies the optical receiving signal received via the optical fiber 7 to input it to the photodetector 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1本の光ファイバ
にて双方向の光通信を行うために用いられる発光素子と
受光素子とを具備した光送受信装置(モジュール)に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transceiver (module) having a light-emitting element and a light-receiving element used for bidirectional optical communication using one optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、1本の光ファイバで双方向の光通
信を行う光通信システムの必要性が高まっている。双方
向の光通信システムを実現するには、光の送信器と受信
器が不可欠であるが、これを個別に構成していたのでは
送受信装置が大型化し実用的なシステムは実現し得な
い。送受信の機能を一体化したモジュールとして、例え
ば特開平4−309908号公報に記載された波長多重
送受信モジュールが知られている。本モジュールは将来
の光加入者系ネットワーク、例えばPON(Passi
ve Optical Network)のONU(O
ptical Network Unit)や光LAN
等に使用される。
2. Description of the Related Art In recent years, the need for an optical communication system for performing bidirectional optical communication with one optical fiber has been increasing. To realize a bidirectional optical communication system, an optical transmitter and a receiver are indispensable. However, if these optical transmitters and receivers are individually configured, a transmitting / receiving device becomes large and a practical system cannot be realized. As a module having integrated transmission and reception functions, for example, a wavelength multiplexing transmission and reception module described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-309908 is known. This module will be used for future optical subscriber networks such as PON (Passi
on Optical Network (ONU)
optical Network Unit) or optical LAN
Used for etc.

【0003】図12に従来技術による波長多重送受信モ
ジュールの構成を示す。図12において、100は発光
素子、200は受光素子、300、400は光導波路、
500は光WDMカプラ、600は波長多重送受信モジ
ュール(以下、簡単にモジュールと呼ぶ)、700は光
ファイバ、800は駆動回路、900は受信回路を示
す。
FIG. 12 shows a configuration of a conventional wavelength multiplexing transmission / reception module. 12, 100 is a light emitting element, 200 is a light receiving element, 300 and 400 are optical waveguides,
Reference numeral 500 denotes an optical WDM coupler, 600 denotes a wavelength multiplexing transmission / reception module (hereinafter simply referred to as a module), 700 denotes an optical fiber, 800 denotes a driving circuit, and 900 denotes a receiving circuit.

【0004】以下に動作の説明を行う。発光素子100
から出力される送信信号である波長λ1の光は光導波路
300を通って、光WDMカプラ500を介して、光フ
ァイバ700に伝送される。一方、光ファイバ700か
らモジュール600に入射された波長λ2の受信信号は
光WDMカプラ500を介して光導波路400を通って
受光素子200で受信される。このように送信と受信を
波長多重(WDM)することで双方向同時通信を可能と
している。
The operation will be described below. Light emitting device 100
The light having the wavelength λ1 which is a transmission signal output from the optical fiber 700 is transmitted to the optical fiber 700 via the optical waveguide 300 and the optical WDM coupler 500. On the other hand, the reception signal of wavelength λ2 that has entered the module 600 from the optical fiber 700 is received by the light receiving element 200 through the optical waveguide 400 via the optical WDM coupler 500. By performing wavelength division multiplexing (WDM) for transmission and reception, two-way simultaneous communication is enabled.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図12のよ
うな構成では、波長λ1の送信信号が光導波路300、
光WDMカプラ500、光導波路400を介して、また
は発光素子100から直接に迷光として同一モジュール
600内の受光素子200で受信されてしまう、いわゆ
る光のクロストークの問題がある。
By the way, in the configuration shown in FIG. 12, the transmission signal of the wavelength λ1 is transmitted by the optical waveguide 300,
There is a problem of so-called light crosstalk, which is received as stray light by the light receiving element 200 in the same module 600 via the optical WDM coupler 500, the optical waveguide 400, or directly from the light emitting element 100.

【0006】一般に、発光素子からの光出力は受光素子
での受光電力に比べて20〜40dBも大きい。従っ
て、モジュールの構成如何に依っては光のクロストーク
によって送受信不能となる。
Generally, the light output from a light emitting element is larger by 20 to 40 dB than the light receiving power in a light receiving element. Therefore, depending on the configuration of the module, transmission and reception cannot be performed due to optical crosstalk.

【0007】また、コストや量産性の観点から光送受信
モジュールは、光カプラ、光導波路等の光受動素子のみ
でなく、発受光素子等の光能動素子も基板上にモノリシ
ックに作り込む方式が望まれる。しかし、前述の光のク
ロストークの問題から実用的なモノリシック構成の光送
受信モジュールは実現が困難であった。
Further, from the viewpoint of cost and mass productivity, the optical transmitting and receiving module desirably employs a system in which not only optical passive elements such as optical couplers and optical waveguides but also optical active elements such as light emitting and receiving elements are monolithically formed on a substrate. It is. However, it has been difficult to realize a practical monolithic optical transmission / reception module due to the above-mentioned problem of optical crosstalk.

【0008】そこで、本発明は、波長特性を有する光増
幅器を用いて、送受信間の光のアイソレーションを高め
て光のクロストークを低減でき、その結果、モノリシッ
ク構成も可能で、コスト低減と量産性の図れる光送受信
装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention can reduce optical crosstalk by increasing optical isolation between transmission and reception by using an optical amplifier having a wavelength characteristic. As a result, a monolithic configuration can be realized, and cost reduction and mass production can be achieved. It is an object of the present invention to provide an optical transmission / reception device capable of achieving high performance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の光送受信装置
は、電気信号を光信号に変換する発光素子と光信号を電
気信号に変換する受光素子と、複数の光信号を合波およ
び分波する光合分波器と、前記発光素子から出力された
光送信信号を前記光合分波器を介して光ファイバに送出
する送信手段と、前記光ファイバから前記光合分波器を
介して受信された光受信信号を前記受光素子に入力する
受信手段とを具備した光送受信装置において、前記送信
手段は、前記光送信信号の波長に対応した増幅帯域を有
する第1の光増幅器を具備し、前記発光素子から出力さ
れた光送信信号を前記第1の光増幅器で増幅して前記光
合分波器を介し光ファイバに送出し、前記受信手段は、
前記光受信信号の波長に対応した増幅帯域を有する第2
の光増幅器を具備し、前記光ファイバから前記光合分波
器を介して受信された光受信信号を前記第2の光増幅器
で増幅して前記受光素子に入力することにより、前記発
光素子の光出力の前記光合分波器(光カプラ)からの反
射成分は、前記受光素子の前に配置された波長選択特性
を有する第2の光増幅器で減衰するので、送受信間の光
のアイソレーションが高まる。
An optical transmitting and receiving apparatus according to the present invention comprises a light emitting element for converting an electric signal to an optical signal, a light receiving element for converting an optical signal to an electric signal, and multiplexing and demultiplexing a plurality of optical signals. An optical multiplexer / demultiplexer, transmitting means for transmitting an optical transmission signal output from the light emitting element to an optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer, and receiving the optical transmission signal from the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer. A receiving unit for inputting an optical reception signal to the light receiving element, wherein the transmitting unit includes a first optical amplifier having an amplification band corresponding to a wavelength of the optical transmission signal; The optical transmission signal output from the element is amplified by the first optical amplifier and sent out to the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer, and the receiving means includes:
A second having an amplification band corresponding to the wavelength of the optical reception signal;
A light receiving signal received from the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer is amplified by the second optical amplifier and input to the light receiving element. The reflected component of the output from the optical multiplexer / demultiplexer (optical coupler) is attenuated by the second optical amplifier having the wavelength selection characteristic disposed in front of the light receiving element, so that light isolation between transmission and reception is increased. .

【0010】また、本発明の光送受信装置は、前記発光
素子および前記受光素子および前記送信手段(第1の光
増幅器を含む)および前記受信手段(第2の光増幅器を
含む)を同一基板上にモノリシックに集積して構成され
ているので、コスト低減と量産性が図れる。
Also, in the optical transmitting and receiving apparatus of the present invention, the light emitting element, the light receiving element, the transmitting means (including the first optical amplifier) and the receiving means (including the second optical amplifier) are on the same substrate. Since the device is monolithically integrated, cost reduction and mass productivity can be achieved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に図面を
参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る光送受信装置(以下、簡単にモジュールと呼ぶ)の
構成を概略的に示したもので、主に、発光素子1、受光
素子2、第1の光増幅器(半導体光増幅器)10、第2
の光増幅器(半導体光増幅器)11、光カプラ(光合分
波器)5、送受信回路12から構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 schematically shows the configuration of an optical transceiver (hereinafter simply referred to as a module) according to a first embodiment of the present invention. , Light receiving element 2, first optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 10, second optical amplifier
(Optical semiconductor amplifier) 11, optical coupler (optical multiplexer / demultiplexer) 5, and transmission / reception circuit 12.

【0012】発光素子1から出力される光送信信号は光
導波路C1を伝播して第1の光増幅器10に入力し、第
1の光増幅器10から出力される光送信信号は光導波路
C2を伝播して光カプラ5の一方の端子に入力されるよ
うになっている。光カプラ5と光ファイバ7は光導波路
C5を介して光学的に接続されている。
An optical transmission signal output from the light emitting element 1 propagates through the optical waveguide C1 and enters the first optical amplifier 10, and an optical transmission signal output from the first optical amplifier 10 propagates through the optical waveguide C2. Then, the signal is input to one terminal of the optical coupler 5. The optical coupler 5 and the optical fiber 7 are optically connected via an optical waveguide C5.

【0013】光ファイバ7にて伝送される、例えば波長
多重された光信号は、光導波路C5を伝播して光カプラ
5に入力されると、光受信信号が分波されて光カプラ5
の他方の端子から光導波路C3に導かれる。また、光導
波路C2を伝播して光カプラ5に入力された光送信信号
は、光導波路C5を伝播する。
When an optical signal, for example, wavelength-multiplexed, transmitted through the optical fiber 7 propagates through the optical waveguide C5 and is input to the optical coupler 5, the optical reception signal is demultiplexed to obtain an optical signal.
From the other terminal is guided to the optical waveguide C3. The optical transmission signal propagating through the optical waveguide C2 and input to the optical coupler 5 propagates through the optical waveguide C5.

【0014】光導波路C5を伝播する光受信信号は、第
2の光増幅器11に入力し、第2の光増幅器11から出
力される光送信信号は光導波路C4を伝播して受光素子
2に受光される。
An optical reception signal propagating through the optical waveguide C5 is input to the second optical amplifier 11, and an optical transmission signal output from the second optical amplifier 11 propagates through the optical waveguide C4 and is received by the light receiving element 2. Is done.

【0015】発光素子1は、送受信回路12に駆動され
て電気信号S1を光送信信号に変換する。受光素子2
は、光導波路C4を伝播してきた光受信信号を電気信号
S2に変換して送受信回路12に送る。すなわち、送受
信回路12は、発光素子1への送信回路及び受光素子2
の受信回路を一体化したものである。
The light emitting element 1 is driven by the transmission / reception circuit 12 to convert the electric signal S1 into an optical transmission signal. Light receiving element 2
Converts the optical reception signal propagating through the optical waveguide C4 into an electric signal S2 and sends it to the transmission / reception circuit 12. That is, the transmission / reception circuit 12 includes a transmission circuit to the light emitting element 1 and the light receiving element 2
Are integrated with each other.

【0016】発光素子1(例えばレーザダイオード)か
ら出力される送信信号である波長λ1(例えば1.55
μm)の光は、光導波路C1を伝播して第1の光増幅器
(半導体光増幅器)10で増幅され、さらに、光導波路
C2を伝播して光カプラ5の他方の端子に入力し、光導
波路C5を介し光ファイバ7へ送出される。
The wavelength λ1 (eg, 1.55) which is a transmission signal output from the light emitting element 1 (eg, a laser diode)
μm) propagates through the optical waveguide C1 and is amplified by the first optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 10. Further, the light propagates through the optical waveguide C2 and is input to the other terminal of the optical coupler 5. It is sent to the optical fiber 7 via C5.

【0017】光カプラ5と光ファイバ7は光導波路C5
を介して光学的に接続されている。光ファイバ7から入
力された波長λ2(例えば1.3μm)の光受信信号は
光導波路C5を伝播して光カプラ5に入力され、光カプ
ラ5の他方の端子から光導波路C3を伝播して第2の光
増幅器(半導体光増幅器)11で増幅され、さらに、光
導波路C4を伝播して受光素子2(例えばフォトダイオ
ード)で受信される。
The optical coupler 5 and the optical fiber 7 are connected to an optical waveguide C5.
Are optically connected via a. The optical reception signal having the wavelength λ2 (for example, 1.3 μm) input from the optical fiber 7 propagates through the optical waveguide C5 and is input to the optical coupler 5, and propagates through the optical waveguide C3 from the other terminal of the optical coupler 5 to be transmitted through the optical waveguide C3. The light is amplified by the second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 11, further propagated through the optical waveguide C4, and received by the light receiving element 2 (for example, a photodiode).

【0018】発光素子1は、送受信回路12に駆動され
て電気信号S1を光送信信号に変換する。受光素子2
は、光導波路C4を伝播してきた光受信信号を電気信号
S2に変換して送受信回路12に送信する。
The light emitting element 1 is driven by the transmission / reception circuit 12 to convert the electric signal S1 into an optical transmission signal. Light receiving element 2
Converts the optical reception signal transmitted through the optical waveguide C4 into an electric signal S2 and transmits the electric signal S2 to the transmission / reception circuit 12.

【0019】図2は、第1、第2の光増幅器10、11
の波長特性の一例を示したものである。第1、第2の光
増幅器(半導体光増幅器)10、11はそれぞれ成分組
成を変えることによりバンドギャップを変えて構成され
ており、図2に示すように、第1の光増幅器10は、光
受信信号の波長λlを中心とする増幅帯域G1を有し、
第2の光増幅器11は、光送信信号の波長λ2を中心と
する増幅帯域G2を有する波長特性を有している。
FIG. 2 shows first and second optical amplifiers 10 and 11.
3 shows an example of the wavelength characteristic of FIG. The first and second optical amplifiers (semiconductor optical amplifiers) 10 and 11 are configured to change the band gap by changing the component compositions, respectively. As shown in FIG. Having an amplification band G1 centered on the wavelength λl of the received signal;
The second optical amplifier 11 has a wavelength characteristic having an amplification band G2 centered on the wavelength λ2 of the optical transmission signal.

【0020】図7では、第1の光増幅器10の波長特性
において、増幅帯域G1では利得を10dBとして、λ
2で−10dBとなっている。すなわち、光送信信号の
波長の光信号は増幅するが、光受信信号の波長の光信号
は減衰する波長選択性を有する。
In FIG. 7, in the wavelength characteristic of the first optical amplifier 10, the gain is set to 10 dB in the amplification band G1 and λ
2 is -10 dB. That is, the optical signal having the wavelength of the optical transmission signal is amplified, while the optical signal having the wavelength of the optical reception signal is attenuated.

【0021】また、第2の光増幅器11の波長特性にお
いて、増幅帯域G2では利得を10dBとして、λ1で
−10dBとなっている。すなわち、光送受信信号の波
長の光信号は増幅するが、光送信信号の波長の光信号は
減衰する波長選択性を有する。
In the wavelength characteristic of the second optical amplifier 11, the gain is 10 dB in the amplification band G2 and -10 dB at λ1. That is, the optical signal having the wavelength of the optical transmission / reception signal is amplified, but the optical signal having the wavelength of the optical transmission signal is attenuated.

【0022】次に、図1に示した構成の光送受信モジュ
ールについて、i)発光素子1から出力された送信信号
である波長λ1の光(光送信信号)が光導波路C1、第
1の光増幅器10、光導波路C2、光カプラ5、光導波
路C3、第2の光増幅器11、光導波路C4を経由して
受光素子2で受信されるまでと、ii)受信信号である波
長λ2の光(光受信信号)が、光ファイバ7から入射さ
れて、光導波路C5、光カプラ5、光導波路C3、第2
の光増幅器11、光導波路4を経由して受光素子2で受
信されるまでの信号レベルの比較する。
Next, with respect to the optical transmitting / receiving module having the configuration shown in FIG. 1, i) the light having the wavelength λ1 (optical transmitting signal), which is the transmission signal output from the light emitting element 1, is transmitted through the optical waveguide C1 and the first optical amplifier. 10, the optical waveguide C2, the optical coupler 5, the optical waveguide C3, the second optical amplifier 11, and the light received by the light receiving element 2 via the optical waveguide C4. Receiving signal) from the optical fiber 7, the optical waveguide C5, the optical coupler 5, the optical waveguide C3, the second
Of the signal level until the light is received by the light receiving element 2 via the optical amplifier 11 and the optical waveguide 4.

【0023】例えば、発光素子1の波長λ1での光送信
出力は0dBm、光カプラ5のλ1とλ2のアイソレー
ションは30dB、光ファイバ7における波長λ2での
光受信信号電力は−30dBと見積もるこにする。
For example, it is estimated that the light transmission output of the light emitting element 1 at the wavelength λ1 is 0 dBm, the isolation between the λ1 and λ2 of the optical coupler 5 is 30 dB, and the optical reception signal power at the wavelength λ2 of the optical fiber 7 is -30 dB. To

【0024】この数値を基準に、波長λ1の光送信信号
と波長λ2の光受信信号が受光素子2で受信されるまで
の各光導波路C1〜C4上のそれぞれの観測点(A点〜
D点)の信号レベルを求めたものを図3に示す。
Based on these numerical values, the observation points (points A to C) on each of the optical waveguides C1 to C4 until the optical transmission signal of wavelength λ1 and the optical reception signal of wavelength λ2 are received by the light receiving element 2.
FIG. 3 shows the result of calculating the signal level at point (D).

【0025】図3において、図1のA点における光送信
信号の信号レベルは「0dBm」、B点における信号レ
ベルは、第1の光増幅器10に図2に示す波長特性より
10dB増幅され「+10dBm」、C点における信号
レベルは、光カプラ5を経由することにより30dB減
衰され「−20dBm」、D点における信号レベルは、
第2の光増幅器11に図2に示す波形特性より10dB
減衰され「−30dBm」となる。
In FIG. 3, the signal level of the optical transmission signal at the point A in FIG. 1 is "0 dBm", and the signal level at the point B is amplified by the first optical amplifier 10 by 10 dB from the wavelength characteristic shown in FIG. , The signal level at point C is attenuated by 30 dB by passing through the optical coupler 5 to “−20 dBm”, and the signal level at point D is
According to the waveform characteristics shown in FIG.
It is attenuated to “−30 dBm”.

【0026】一方、図1のC点における光受信信号の信
号レベルは「−30dBm」、D点における信号レベル
は、第2の光増幅器11に図2に示す波長特性より10
dB増幅され「−20dBm」となる。
On the other hand, the signal level of the optical reception signal at the point C in FIG. 1 is “−30 dBm”, and the signal level at the point D is 10 second according to the wavelength characteristic shown in FIG.
The signal is amplified by dB to become "-20 dBm".

【0027】同様に、従来技術における光送受信モジュ
ール(図12参照)の場合を図4に示す。図4には、
i)発光素子1から出力された送信信号である波長λ1
の光が光導波路300、光カプラ500、光導波路40
0を経由して受光素子200で受信されるまでと、ii)
受信信号である波長λ2の光が光ファイバ700から入
射されて光カプラ500、光導波路400を経由して受
光素子200で受信されるまでを示している。
Similarly, FIG. 4 shows the case of an optical transmission / reception module (see FIG. 12) according to the prior art. In FIG.
i) The wavelength λ1 which is the transmission signal output from the light emitting element 1
Of the optical waveguide 300, the optical coupler 500, and the optical waveguide 40
0, until it is received by the light receiving element 200, and ii).
The figure shows a state in which light having a wavelength λ2, which is a received signal, enters from the optical fiber 700 and is received by the light receiving element 200 via the optical coupler 500 and the optical waveguide 400.

【0028】図4では、図3と同様に、例えば、発光素
子1の波長と光出力をλ1、+10dBm、光カプラ5
のアイソレーションを30dB、光ファイバ7での波長
と光受信信号電力をλ2、−30dBmとなる。
In FIG. 4, similarly to FIG. 3, for example, the wavelength and the optical output of the light emitting element 1 are λ1, +10 dBm, the optical coupler 5
Is 30 dB, the wavelength in the optical fiber 7 and the optical reception signal power are λ2 and −30 dBm.

【0029】この数値を基準に、波長λ1の光送信信号
と波長λ2の光受信信号が受光素子200で受信される
までの各光導波路300、400上のそれぞれの観測点
(A点、D点)の信号レベルを求めたものが図4であ
る。
Based on this numerical value, the observation points (points A and D) on the optical waveguides 300 and 400 until the optical transmission signal of wavelength λ1 and the optical reception signal of wavelength λ2 are received by the light receiving element 200. FIG. 4 shows the result of determining the signal level of ()).

【0030】図4において、図12のA点における光送
信信号の信号レベルは「0dBm」、D点における信号
レベルは、「−30dBm」となる。
In FIG. 4, the signal level of the optical transmission signal at point A in FIG. 12 is "0 dBm", and the signal level at point D is "-30 dBm".

【0031】一方、図12のD点における光受信信号の
信号レベルは、「−30dBm」となる。図3から明ら
かなように、本発明の光送受信モジュールの場合、受光
素子2で受信される光送信信号の信号レベルは「−30
dBm」、受光素子2で受信される光受信信号の信号レ
ベルは「−20dBm」で、光導波路C3へ漏れ込んだ
波長λ1の光送信信号の信号レベルの方が光受信信号の
信号レベルよりも「10dB」小さい。
On the other hand, the signal level of the optical reception signal at point D in FIG. 12 is "-30 dBm". As is clear from FIG. 3, in the case of the optical transceiver module of the present invention, the signal level of the optical transmission signal received by the light receiving element 2 is “−30”.
dBm ", the signal level of the optical reception signal received by the light receiving element 2 is" -20 dBm ", and the signal level of the optical transmission signal of wavelength λ1 leaked into the optical waveguide C3 is higher than the signal level of the optical reception signal. "10 dB" smaller.

【0032】一方、図4から明らかなように、従来の光
送受信モジュールの場合、受光素子200で受信される
光送信信号の信号レベルは「−20dBm」、受光素子
200で受信される光受信信号の信号レベルは「−30
dBm」で、光導波路400へ漏れ込んだ光送信信号の
信号レベルの方が光受信信号の信号レベルよりも「10
dB」大きい。
On the other hand, as is apparent from FIG. 4, in the case of the conventional optical transmitting and receiving module, the signal level of the optical transmission signal received by the light receiving element 200 is “−20 dBm”, and the optical reception signal received by the light receiving element 200 is Signal level is "-30
In dBm, the signal level of the optical transmission signal leaked into the optical waveguide 400 is “10” higher than the signal level of the optical reception signal.
dB "is large.

【0033】光のクロストークを低減するには、受光素
子2で受信される光送信信号の信号レベル(図3のi)
光送信信号のD点における信号レベル)が、光受信信号
の信号レベル(図3のii)光受信信号のD点における
信号レベル)より大きく減衰されていることが必要であ
る。
To reduce the light crosstalk, the signal level of the light transmission signal received by the light receiving element 2 (i in FIG. 3)
It is necessary that the signal level of the optical transmission signal at the point D) is attenuated more than the signal level of the optical reception signal (ii in FIG. 3).

【0034】従来の場合(図4参照)、D点における光
受信信号の光送信信号の信号レベルは、10dBm大き
く、本発明の場合(図3参照)、D点における光受信信
号の光送信信号の信号レベルは、10dBm小さい。す
なわち、本発明によれば、従来の場合と比較して、受信
素子2で受信される光送信信号の信号レベルを「20d
Bm」減衰することができる。
In the conventional case (see FIG. 4), the signal level of the optical transmission signal of the optical reception signal at the point D is higher by 10 dBm, and in the case of the present invention (see FIG. 3), the optical transmission signal of the optical reception signal at the point D is higher. Is 10 dBm smaller. That is, according to the present invention, as compared with the conventional case, the signal level of the optical transmission signal received by the receiving element 2 is set to “20d
Bm "can be attenuated.

【0035】このように、第2の光増幅器11で波長λ
2の光受信信号のみを増幅し、図1の光導波路C3へ漏
れ込んだ波長λ1の光送信信号を減衰させる分だけ送受
信間の光のアイソレーション(数値例では20dB)を
高めることができる。
As described above, the wavelength λ is output by the second optical amplifier 11.
2, the optical isolation between transmission and reception (20 dB in the numerical example) can be increased by attenuating the optical transmission signal of wavelength λ1 leaked into the optical waveguide C3 of FIG.

【0036】受信信号については第2の光増幅器11が
光プリアンプとして動作するので、低雑音の第2の光増
幅器11によるショットノイズ限界が達成されれば、従
来技術よりも受信感度が向上する。
For the received signal, since the second optical amplifier 11 operates as an optical preamplifier, if the shot noise limit is achieved by the low-noise second optical amplifier 11, the receiving sensitivity is improved as compared with the prior art.

【0037】さらに、第1の光増幅器10を設けること
により、図3、4から明らかなように、発光素子1の光
出力(光送信信号のA点における信号レベル)は従来よ
り10dB低減でき、受光素子2での受光電力(光受信
信号のD点における信号レベル)は従来より10dB上
昇できる。従って、発受光のレベル差が従来技術に比べ
て20dB程度小さくなるので、発光素子1への送信回
路及び受光素子2の受信回路を容易に一体化したり、近
接させられるという利点がある。
Further, by providing the first optical amplifier 10, as is apparent from FIGS. 3 and 4, the optical output of the light emitting element 1 (signal level at point A of the optical transmission signal) can be reduced by 10 dB from the conventional one. The received light power (signal level at point D of the received light signal) in the light receiving element 2 can be increased by 10 dB as compared with the related art. Therefore, the level difference between light emission and light reception is reduced by about 20 dB as compared with the related art, and there is an advantage that the transmitting circuit to the light emitting element 1 and the receiving circuit of the light receiving element 2 can be easily integrated or brought close to each other.

【0038】ところで低しきい値のレーザダイオードは
比較的小さな印加電流、例えば1mAで100μW程度
の出力が得られる。従って、発光素子1に低しきい値レ
ーザダイオードを使用すれば、レーザへの印加電流を更
に小さく抑えることができ、送受信一体型ICの製作が
更に容易になる。
By the way, a laser diode having a low threshold can obtain an output of about 100 μW at a relatively small applied current, for example, 1 mA. Therefore, if a low-threshold laser diode is used for the light emitting element 1, the current applied to the laser can be further reduced, and the manufacture of the integrated transmission / reception IC becomes easier.

【0039】送受信回路(送受信一体型IC)12の内
部構成は、発光素子1のための駆動回路、APC(Au
tomatic Power Control)回路や
受光素子のためのフロントエンド・アンプ、AGC(A
utomatic GainControl)回路、フ
ィルタ、タイミング抽出回路や半導体光増幅器(第1、
第2の光送受信器10、11)のためのバイアス回路等
の全てかまたは一部が含まれる。
The internal configuration of the transmission / reception circuit (transmission / reception integrated IC) 12 includes a driving circuit for the light emitting element 1 and an APC (Au).
front-end amplifier for ATC (Atomically Power Control) circuit and photo detector
automatic gain control circuit, filter, timing extraction circuit and semiconductor optical amplifier (first,
All or some of the bias circuits and the like for the second optical transceivers 10 and 11) are included.

【0040】第1、第2の光増幅器10、11へのAG
C回路も内蔵して、電気レベルのみでなく、光レベルで
のAGCも行うことが考えられる。このようにすれば、
受信レベルやAPCのダイナミックレンジが飛躍的に拡
大される。
AG to the first and second optical amplifiers 10 and 11
It is conceivable that a C circuit is built in to perform AGC not only at the electric level but also at the optical level. If you do this,
The reception level and the dynamic range of the APC are dramatically increased.

【0041】IC内部に値の大きなキャパシタ成分を作
り込むのは比較的困難なので、信号等価用やタイミング
抽出用のフィルタを外付けとするのも一般的である。ま
た、IC内部で電気レベルでのエコー・キャンセルを行
えば、送受信のアイソレーションを更に高めることがで
きる。
Since it is relatively difficult to form a capacitor component having a large value inside the IC, it is common to externally provide a filter for signal equalization or timing extraction. Further, if echo cancellation is performed at the electric level inside the IC, isolation between transmission and reception can be further enhanced.

【0042】一体型ICはハイブリッド、モノリシック
のどちらの構成も可能であるが、コスト、量産性の観点
からモノリシックが望ましい。図1の光送受信モジュー
ル全体の構成は、図5に示すように、基板上に光カプラ
5、光導波路等の光受動素子を作り込んだPLC(Pl
aner Lightwave Circuit)上
に、パッシブアライメントで発受光素子1、2、第1、
第2の光増幅器(半導体光増幅器)、送受信回路12を
配置した構成が可能である。
The integrated IC can have either a hybrid or monolithic configuration, but a monolithic is desirable from the viewpoint of cost and mass productivity. As shown in FIG. 5, the overall configuration of the optical transmitting / receiving module shown in FIG. 1 is a PLC (Pl) in which optical passive elements such as an optical coupler 5 and an optical waveguide are formed on a substrate.
light emitting and receiving elements 1, 2, 1st, and 2nd on passive lightwave circuit (anner Lightwave Circuit).
A configuration in which the second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) and the transmission / reception circuit 12 are arranged is possible.

【0043】この構成では比較的安価で歩留まりの向上
が見込める。光ファイバ7には低損失な石英系ガラスフ
ァイバが適している。発光素子1には安価なFP(Fa
bry−Perot)型のレーザダイオードが使用でき
る。また、スポットサイズ変換型のレーザを使用すれば
レーザ出力と光導波路との結合損失や迷光を減少でき、
より良好な送受信特性が得られる。但し、光ファイバ7
に安価で取り扱いが容易なプラスチックファイバの使用
も可能である。この場合、使用される光波長は0.8μ
m付近が考えられ、受光素子に安価なSi系のフォトダ
イオードも使える。
With this configuration, the yield is expected to be relatively low and the yield is improved. A low-loss silica glass fiber is suitable for the optical fiber 7. The light emitting element 1 has an inexpensive FP (Fa
(bry-Perot) type laser diode can be used. Also, if a spot size conversion type laser is used, coupling loss between the laser output and the optical waveguide and stray light can be reduced,
Better transmission / reception characteristics can be obtained. However, the optical fiber 7
It is also possible to use a plastic fiber which is inexpensive and easy to handle. In this case, the light wavelength used is 0.8μ
m, and an inexpensive Si-based photodiode can be used for the light receiving element.

【0044】PLCでは半導体光増幅器の代わりに希土
類元素添加の導波路型光増幅器の使用も有効である。こ
れは石英系や多成分系ガラスをホストガラス材料としE
r、Pr等の希土類元素を添加したガラス導波路を火炎
堆積法やイオン交換法等で作成する。この希土類元素添
加導波路を高出力のレーザで励起して光増幅器として動
作させる。一般に希土類添加型の光増幅器は半導体光増
幅器に比べて利得、出力が大きいので、より高いアイソ
レーションが得られる。
In the PLC, it is effective to use a waveguide type optical amplifier doped with a rare earth element instead of the semiconductor optical amplifier. This uses quartz or multi-component glass as the host glass material,
A glass waveguide to which a rare earth element such as r or Pr is added is formed by a flame deposition method, an ion exchange method, or the like. The rare-earth-element-doped waveguide is excited by a high-power laser to operate as an optical amplifier. In general, a rare earth-doped optical amplifier has a higher gain and output than a semiconductor optical amplifier, so that higher isolation can be obtained.

【0045】また、光カプラ5の代わりに波長選択性を
有する光素子の適用も可能である。現状ではPLCで作
り込んだ光カプラより高いアイソレーションを有する誘
電体多層膜フィルタを基板上に溝を掘って埋め込んだ
り、回折格子を基板上に形成し、所望の信号を所望の光
導波路へ導く構成である。
Further, an optical element having wavelength selectivity can be applied instead of the optical coupler 5. At present, a dielectric multilayer filter having higher isolation than an optical coupler made by PLC is dug and buried in the substrate, or a diffraction grating is formed on the substrate to guide a desired signal to a desired optical waveguide. Configuration.

【0046】更に安価なモジュールの構成として、PI
C(Photonic Integrated Cir
cuit)が考えられる。これは光カプラ5、光導波路
等の光受動素子のみでなく、発受光素子1、2、第1、
第2の光増幅器(半導体光増幅器)10、11、さらに
は、送受信回路(送受信一体型IC)12等のアクティ
ブ素子も基板(InP)上に作り込む方式である。この
方式によれば、各素子のアライメントが不要となり、量
産性、低コスト化に適している。
As a further inexpensive module configuration, PI
C (Photonic Integrated Cir
cut) can be considered. This is not only the optical passive element such as the optical coupler 5 and the optical waveguide, but also the light emitting and receiving elements 1, 2, the first,
In this method, active elements such as second optical amplifiers (semiconductor optical amplifiers) 10 and 11 and a transmission / reception circuit (integrated transmission / reception IC) 12 are formed on a substrate (InP). According to this method, alignment of each element is not required, which is suitable for mass productivity and cost reduction.

【0047】第1、第2の光増幅器(半導体光増幅器)
10、11、発光素子1、受光素子2の4つのデバイス
の内、いくつかを集積化すればより安価なモジュールが
できる。例えば、発光素子1と第1の光増幅器(半導体
光増幅器)10、及び受光素子2と第2の光増幅器(半
導体光増幅器)11をそれぞれ集積化すれば、半導体光
増幅器10、11と発受光素子1、2との間の光導波路
を省略でき、安価になるなどの長所を有する。
First and second optical amplifiers (semiconductor optical amplifiers)
If some of the four devices 10, 10, light emitting element 1 and light receiving element 2 are integrated, a cheaper module can be obtained. For example, if the light emitting element 1 and the first optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 10 and the light receiving element 2 and the second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 11 are integrated, respectively, The optical waveguides between the elements 1 and 2 can be omitted, and there are advantages such as lower cost.

【0048】他にも発光素子1と受光素子2、及び第1
の光増幅器(半導体光増幅器)10と第2の光増幅器
(半導体光増幅器)11を集積しても同様の効果が得ら
れる。発光素子1にはPICという構成上、端面での反
射が不要なDFB(Distributed Feed
Back)レーザが適している。
In addition, the light emitting element 1, the light receiving element 2, and the first
The same effect can be obtained even if the optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 10 and the second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 11 are integrated. The light emitting element 1 has a DFB (Distributed Feed) that does not require reflection at the end face because of the configuration of a PIC.
Back) lasers are suitable.

【0049】また、送受信の線路間、つまり発光素子1
−第1の光増幅器10−光導波路C2と、受光素子2−
第2の光増幅器11−光導波路C3との間に、図1に示
すような光吸収層13を設ければ、光カプラ5を介さな
い迷光もさらにカットできる。
Further, between the transmission and reception lines, that is, the light emitting element 1
-First optical amplifier 10-Optical waveguide C2 and light receiving element 2-
If the light absorption layer 13 as shown in FIG. 1 is provided between the second optical amplifier 11 and the optical waveguide C3, stray light that does not pass through the optical coupler 5 can be further cut.

【0050】光カプラ5には、WDMカプラが適してい
るが、各光素子間の反射が十分に抑えられ、第1、第2
の光増幅器10、11による送受信間のアイソレーショ
ンが大きければ方向性結合器型の光カプラも適用でき
る。
Although the WDM coupler is suitable for the optical coupler 5, the reflection between the respective optical elements is sufficiently suppressed, and the first and second optical couplers are used.
If the isolation between transmission and reception by the optical amplifiers 10 and 11 is large, a directional coupler type optical coupler can also be applied.

【0051】ところで、光カプラ5と光ファイバ7との
光学的接続は特に光反射を生じ易い。半導体光増幅器を
光アイソレータ無しで使用する場合には発振の問題が生
じるので、光反射対策は特に重要である。
Incidentally, the optical connection between the optical coupler 5 and the optical fiber 7 particularly tends to cause light reflection. When a semiconductor optical amplifier is used without an optical isolator, a problem of oscillation arises, so that measures against light reflection are particularly important.

【0052】この問題を解決するための光反射対策につ
いて、図5を参照して説明する。図5には、図1に示し
た光送受信モジュール6の光反射対策のための構成部の
要部を含めて示している。なお、図1と同一部分には同
一の符号を付している。
A measure against light reflection to solve this problem will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the main components of the components for preventing light reflection of the optical transceiver module 6 shown in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0053】図5では、光カプラ5はマッハツェンダー
型のWDMカプラを示したが、方向性結合器型やその他
の形式でも良い。図5に示した光反射対策を以下に示
す。
In FIG. 5, the optical coupler 5 is a Mach-Zehnder type WDM coupler, but may be a directional coupler type or another type. The measures against light reflection shown in FIG. 5 are shown below.

【0054】a)光送受信モジュール(例えば、PI
C)6の光導波路C5と光ファイバ7の接続側の端面
(以下、PIC端面と呼ぶことがある)30にAR(A
ntiReflection)コート(反射防止膜)1
6を施す。
A) Optical transmitting / receiving module (for example, PI
C) The AR (A) is connected to an end face (hereinafter sometimes referred to as a PIC end face) 30 of the connection side of the optical waveguide C5 and the optical fiber 7 of 6).
antiReflection) coat (anti-reflection film) 1
Apply 6.

【0055】b)光導波路C5をPIC端面30まで伸
ばさないで途中で切ってしまう、いわゆる窓構造とす
る。 c)光導波路C5と光ファイバ7の間にガラスロッド1
5を挿入する。
B) A so-called window structure in which the optical waveguide C5 is cut in the middle without extending to the PIC end face 30. c) Glass rod 1 between optical waveguide C5 and optical fiber 7
Insert 5

【0056】光ファイバ7の光送受信モジュール6との
接続端には、光コネクタフェルール17が取り付けら
れ、光ファイバ7の中心部を構成するコア7aとガラス
ロッド15の物理接続(PC:Physical Co
ntact)を可能としている。
An optical connector ferrule 17 is attached to a connection end of the optical fiber 7 with the optical transmission / reception module 6, and a physical connection (PC: Physical Co.) between the core 7 a constituting the center of the optical fiber 7 and the glass rod 15.
ntact) is possible.

【0057】ガラスロッド15は、光導波路C5に対し
てはレンズとして機能し、光導波路C5にて伝播されて
放射された光信号を受けて、光ファイバ7のコア7aに
集光するようになっている。
The glass rod 15 functions as a lens with respect to the optical waveguide C5, receives an optical signal propagated and radiated in the optical waveguide C5, and focuses the optical signal on the core 7a of the optical fiber 7. ing.

【0058】光反射低減の原理を簡単に説明する。窓構
造の光導波路19からレンズ構造のガラスロッド15へ
放射された光はPCコンタクトした光ファイバ7のコア
7aに集光されて光ファイバ中を伝送される。PCコン
タクトによって光反射減衰量は、例えば40dB以上が
得られる。
The principle of light reflection reduction will be briefly described. Light radiated from the optical waveguide 19 having the window structure to the glass rod 15 having the lens structure is condensed on the core 7a of the optical fiber 7 contacted with the PC and transmitted through the optical fiber. With the PC contact, a light reflection attenuation of, for example, 40 dB or more can be obtained.

【0059】仮に光コネクタフェルール17やガラスロ
ッド15で光反射が生じてもPIC端面30はARコー
ト30が施され、さらに、光導波路C5が窓構造なので
反射光35が光導波路C5に結合する割合は小さい。す
なわち、光導波路C5からガラスロッド15に放射され
た光信号36が光コネクタフェルール17やガラスロッ
ド15で反射されても、その反射光35が光導波路C5
に入り込むことのないよう光導波路C5の端面をPIC
端面30から離して配置されている(窓構造)。
Even if light reflection occurs at the optical connector ferrule 17 or the glass rod 15, the AR coating 30 is applied to the PIC end face 30, and since the optical waveguide C5 has a window structure, the ratio at which the reflected light 35 is coupled to the optical waveguide C5. Is small. That is, even if the optical signal 36 radiated from the optical waveguide C5 to the glass rod 15 is reflected by the optical connector ferrule 17 or the glass rod 15, the reflected light 35 is reflected by the optical waveguide C5.
The end face of the optical waveguide C5 is PIC so as not to enter
It is arranged apart from the end face 30 (window structure).

【0060】尚、これら光反射対策の方法はいくつかを
併用したり、単独での使用も可能である。この時、マッ
チング・オイルの使用も可能である。更に光ファイバの
固定は割スリーブ18やガイド付きコネクタやV溝を用
いて行えば、位置精度の向上が期待できる。 (第2の実施形態)図6は、本発明の第2の実施形態に
係る光送受信モジュールの構成を示したものでである。
なお、図1と同一部分には同一の符号を付し、異なる部
分についてのみ説明する。すなわち、図1の第1の光増
幅器(半導体光増幅器)10が省略され、発光素子1が
直接光カプラ5に光導波路C6にて接続されている。
It is to be noted that some of these light reflection countermeasures can be used in combination or used alone. At this time, a matching oil can be used. Further, if the optical fiber is fixed using the split sleeve 18, a connector with a guide, or a V-groove, an improvement in positional accuracy can be expected. (Second Embodiment) FIG. 6 shows a configuration of an optical transceiver module according to a second embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. That is, the first optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 10 in FIG. 1 is omitted, and the light emitting element 1 is directly connected to the optical coupler 5 via the optical waveguide C6.

【0061】この場合の光送受信信号の信号レベルを図
1の場合と同様にして、同じ観測点(A、C、D点)に
て観測した結果を図7に示す。図7において、発光素子
1から出力される光送信信号は、第1の光増幅器10が
省略されているので、「+10dBm」必要であるの
で、図6のA点における光送信信号の信号レベルは「1
0dBm」である。第1の光増幅器10は省略されてい
るので、そのまま光カプラ5を経ることにより、C点に
おける光送信信号の信号レベルは30dB減衰され「−
20dBm」となり、D点における信号レベルは、第2
の光増幅器11に図2に示す波形特性より10dBm減
衰され「−30dBm」となる。
FIG. 7 shows the result of observation at the same observation points (points A, C and D) with the signal levels of the optical transmission and reception signals in this case being the same as in FIG. In FIG. 7, the optical transmission signal output from the light emitting element 1 needs "+10 dBm" because the first optical amplifier 10 is omitted, and therefore the signal level of the optical transmission signal at point A in FIG. "1
0 dBm ". Since the first optical amplifier 10 is omitted, the signal level of the optical transmission signal at the point C is attenuated by 30 dB by passing through the optical coupler 5 as it is.
20 dBm ”, and the signal level at point D is
The optical amplifier 11 is attenuated by 10 dBm from the waveform characteristics shown in FIG.

【0062】一方、図6のC点における光受信信号の信
号レベルは「−30dBm」、D点における信号レベル
は、第2の光増幅器11に図2に示す波長特性より10
dB増幅され「−20dBm」となる。
On the other hand, the signal level of the optical reception signal at the point C in FIG. 6 is “−30 dBm”, and the signal level at the point D is equal to 10 degrees according to the wavelength characteristic shown in FIG.
The signal is amplified by dB to become "-20 dBm".

【0063】この場合、受信素子2で受信される光送信
信号の信号レベルの減衰量は第1の実施形態の場合と同
じだが、送受信のレベル差(光送信信号のA点における
信号レベルと光受信信号のD点における信号レベルとの
差)は第1の実施例より大きくなってしまう。
In this case, the attenuation of the signal level of the optical transmission signal received by the receiving element 2 is the same as in the first embodiment, but the level difference between the transmission and reception (the signal level of the optical transmission signal at point A and the optical The difference between the received signal and the signal level at point D) is larger than in the first embodiment.

【0064】しかし、より簡単な構成でモジュールの製
作が可能となる。また、波長λ2の光受信信号を波長λ
1の光送信信号より長波長に選択(例えばλ2=1.3
μm、λ1=1.55μm)した場合、受光素子2は、
もともと、ローパスフィルタ的な特性をもつものなの
で、バンドギャップをλ1で遮断として受光素子自身に
波長選択性を持たせることができない。
However, a module can be manufactured with a simpler configuration. Further, the optical reception signal of wavelength λ2 is
1 longer than the optical transmission signal (for example, λ2 = 1.3)
μm, λ1 = 1.55 μm), the light receiving element 2
Since it originally has a characteristic of a low-pass filter, the light receiving element itself cannot have wavelength selectivity by blocking the band gap at λ1.

【0065】このような場合でも第2の光増幅器(半導
体光増幅器)11が、図2に示したような波長特性を有
するので良好な光のアイソレーションが得られる。すな
わち、図6に示した構成では、光送信信号の波長が光受
信信号の波長より短い場合でも長い場合でも両方有効で
ある。 (第3の実施形態)図8は、本発明の第3の実施形態に
係る光送受信モジュールの構成を示したものでである。
なお、図1と同一部分には同一の符号を付し、異なる部
分についてのみ説明する。すなわち、図1の第2の光増
幅器(半導体光増幅器)11が省略され、光カプラ5と
受光素子2が直接、光導波路C7にて接続されている。
Even in such a case, since the second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 11 has the wavelength characteristic as shown in FIG. 2, good optical isolation can be obtained. That is, the configuration shown in FIG. 6 is effective both when the wavelength of the optical transmission signal is shorter and longer than the wavelength of the optical reception signal. (Third Embodiment) FIG. 8 shows the configuration of an optical transceiver module according to a third embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. That is, the second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 11 of FIG. 1 is omitted, and the optical coupler 5 and the light receiving element 2 are directly connected by the optical waveguide C7.

【0066】この場合の光送受信信号の信号レベルを図
1の場合と同様にして、同じ観測点(A、B、D点)に
て観測した結果を図8に示す。図9において、A点にお
ける光送信信号の信号レベルは「0dBm」、B点にお
ける信号レベルは、第1の光増幅器10に図2に示す波
長特性より10dBm増幅され「+10dBm」、第2
の光増幅器11は省略されているので、そのまま、光カ
プラ5を経由することにより30dBm減衰され、D点
における信号レベルは、「−20dBm」となる。
FIG. 8 shows the result of observation at the same observation points (points A, B, and D) with the signal levels of the optical transmission and reception signals in this case being the same as in FIG. 9, the signal level of the optical transmission signal at the point A is “0 dBm”, and the signal level at the point B is amplified by the first optical amplifier 10 by 10 dBm from the wavelength characteristic shown in FIG.
Since the optical amplifier 11 is omitted, it is attenuated by 30 dBm by passing through the optical coupler 5 as it is, and the signal level at the point D becomes “−20 dBm”.

【0067】一方、光受信信号は、第2の光増幅器11
が省略されているので、D点における信号レベルは、
「−30dBm」となる。この場合、受信素子2で受信
される光送信信号の信号レベルの減衰量は第1の実施形
態の場合より小さいが、第1の実施形態の場合と同様
に、送受信のレベル差(光送信信号のA点における信号
レベルと光受信信号のD点における信号レベルとの差)
を小さくでき、より簡単な構成でモジュールの製作が可
能となる。
On the other hand, the optical reception signal is transmitted to the second optical amplifier 11.
Is omitted, the signal level at point D is
“−30 dBm”. In this case, the attenuation of the signal level of the optical transmission signal received by the receiving element 2 is smaller than that in the first embodiment, but as in the case of the first embodiment, the transmission / reception level difference (optical transmission signal Between the signal level at point A and the signal level at point D of the received optical signal.
And the module can be manufactured with a simpler configuration.

【0068】送受信間の光のアイソレーションについて
は、波長λ2の光受信信号を波長λ1の光送信信号より
短波長に選択すれば、受光素子1自身に波長選択性を持
たせることができる。すなわち、図8に示した構成で
は、光送信信号の波長が光受信信号の波長より長い場合
のみに有効である。
Regarding the isolation of light between transmission and reception, if the optical reception signal of wavelength λ2 is selected to be shorter in wavelength than the optical transmission signal of wavelength λ1, the light receiving element 1 itself can have wavelength selectivity. That is, the configuration shown in FIG. 8 is effective only when the wavelength of the optical transmission signal is longer than the wavelength of the optical reception signal.

【0069】尚、半導体光増幅器と発光素子は組成や構
造が類似しているので、良好に発振すれば半導体光増幅
器と受光素子の組み合わせよりも容易に集積化可能とい
う長所もある。 (第4の実施形態)図10は、本発明の第4の実施形態
に係る光送受信モジュールの構成を示したものである。
なお、図8と同一部分には同一の符号を付し、異なる部
分についてのみ説明する。すなわち、図8の光導波路C
7に光フィルタ14が挿入されている。
Since the semiconductor optical amplifier and the light-emitting element have similar compositions and structures, if they oscillate well, they have the advantage that they can be more easily integrated than the combination of the semiconductor optical amplifier and the light-receiving element. (Fourth Embodiment) FIG. 10 shows the configuration of an optical transceiver module according to a fourth embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. That is, the optical waveguide C of FIG.
7, an optical filter 14 is inserted.

【0070】この場合の、受信素子2で受信される光送
信信号の信号レベルの減衰量、送受信のレベル差等の効
果は、第3の実施形態と同様であるが、さらに、光フィ
ルタ14を挿入することにより、送受信間の光のアイソ
レーションに有効に作用する。すなわち、波長λ2の光
受信信号を波長λ1の光送信信号より長波長に選択した
としても光フィルタ14が波長選択性を有するので良好
な特性が得られる。
In this case, the effects such as the attenuation of the signal level of the optical transmission signal received by the receiving element 2 and the level difference between the transmission and reception are the same as those of the third embodiment. The insertion effectively acts on light isolation between transmission and reception. That is, even if the optical reception signal having the wavelength λ2 is selected to have a longer wavelength than the optical transmission signal having the wavelength λ1, the optical filter 14 has wavelength selectivity, so that good characteristics can be obtained.

【0071】同様に、図10の場合とは逆に、受信側に
は第2の光増幅器(半導体光増幅器)11を配置し、送
信側の第1の光増幅器(半導体光増幅器)10を光フィ
ルタ14に置き換えた構成も可能であり、本実施形態と
同様の効果を有する。 (第5の実施形態)図11は、本発明の第5の実施形態
に係る光送受信モジュールの構成を示したものである。
なお、図1と同一部分には同一の符号を付し、異なる部
分についてのみ説明する。すなわち、図11に示した光
送受信モジュール6には、送受信回路12が含まれてい
ない。送受信回路12に相当するものは、光送受信モジ
ュール6の外づけ回路として、例えば、発光素子1に接
続されたる駆動回路8、受光素子2に接続された受信回
路9が設けられている。
Similarly, contrary to the case of FIG. 10, a second optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 11 is arranged on the receiving side, and the first optical amplifier (semiconductor optical amplifier) 10 on the transmitting side is optically connected. A configuration in which the filter 14 is replaced is also possible, and has the same effect as the present embodiment. (Fifth Embodiment) FIG. 11 shows the configuration of an optical transceiver module according to a fifth embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. That is, the optical transceiver module 6 shown in FIG. 11 does not include the transceiver circuit 12. A circuit corresponding to the transmission / reception circuit 12 includes, as external circuits of the optical transmission / reception module 6, for example, a drive circuit 8 connected to the light emitting element 1 and a reception circuit 9 connected to the light receiving element 2.

【0072】光受動素子と駆動回路8、受信回路9を構
成する電気素子を同一基盤上に集積できない場合は、図
11に示すように、光受動素子のみを集積化して構成さ
れた光送受信モジュール6もあり得る。
When the optical passive elements and the electric elements constituting the drive circuit 8 and the receiving circuit 9 cannot be integrated on the same substrate, as shown in FIG. 11, an optical transmitting / receiving module configured by integrating only the optical passive elements is used. 6 is also possible.

【0073】以上、説明したように、本発明によれば、
発光素子1からの光出力の反射成分は、受光素子2の前
に配置された波長特性を有する第2の光増幅器11で減
衰されるので、送受信間の光のアイソレーションが高ま
る。
As described above, according to the present invention,
The reflection component of the light output from the light emitting element 1 is attenuated by the second optical amplifier 11 having a wavelength characteristic disposed in front of the light receiving element 2, so that light isolation between transmission and reception is increased.

【0074】また、発光素子1からの光出力を発光素子
1の前に配置された第1の光増幅器10で増幅すること
により、発受光のレベル差が従来技術に比べて小さく抑
えられるので、発光素子1への送信回路及び受光素子2
の受信回路を容易に一体化したり、近接させられるとい
う利点がある。
Further, by amplifying the optical output from the light emitting element 1 by the first optical amplifier 10 disposed in front of the light emitting element 1, the level difference between the emitted light and the received light can be suppressed as compared with the prior art. Transmitting circuit to light emitting element 1 and light receiving element 2
There is an advantage that the receiving circuits can be easily integrated or brought close to each other.

【0075】また、光増幅器も光送受信モジュール内に
モノリシックに作り込めば、経済的な光送受信モジュー
ルが容易に製作可能となる。さらに、図1、図6、図8
等に示したような各構成部を同一基板上に集積して1つ
のパッケージ内に収容し、光ファイバ7と光学的に接続
する前記パッケージの端面に反射防止膜(ARコート)
16を形成し、光ファイバ7に光送信信号を導く光導波
路C5の端面は、反射防止膜16を施されたパッケージ
の端面30から離して配置する窓構造とすることによ
り、光反射対策も図れる。
If the optical amplifier is also monolithically built in the optical transceiver module, an economical optical transceiver module can be easily manufactured. Further, FIGS. 1, 6, and 8
And the like are integrated on the same substrate and housed in one package, and an antireflection film (AR coating) is provided on the end face of the package that is optically connected to the optical fiber 7.
By forming a window structure in which the optical waveguide 16 is formed and the end face of the optical waveguide C5 that guides the optical transmission signal to the optical fiber 7 is separated from the end face 30 of the package provided with the antireflection film 16, light reflection measures can be taken. .

【0076】[0076]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光送受
信装置によれば、波長特性を有する光増幅器を用いて、
送受信間の光のアイソレーションを高めて光のクロスト
ークを低減でき、その結果、モノリシック構成も可能
で、コスト低減と量産性が図れる。すなわち、波長特性
を有する光増幅器を使用することで送受信間の光のアイ
ソレーションが高まり、送受信のレベル差も小さくでき
るため、良好な送受信特性が得られる。これにより、P
IC構成が可能となりコスト削減、更にはモジュールの
信頼性も向上する。
As described above, according to the optical transmitting / receiving apparatus of the present invention, an optical amplifier having wavelength characteristics is used.
Optical isolation between transmission and reception can be increased to reduce optical crosstalk. As a result, a monolithic configuration is possible, and cost reduction and mass productivity can be achieved. That is, by using an optical amplifier having wavelength characteristics, the isolation of light between transmission and reception is increased, and the level difference between transmission and reception can be reduced, so that good transmission and reception characteristics can be obtained. This allows P
IC configuration becomes possible, thereby reducing costs and improving the reliability of the module.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による第1の実施形態に係る光送受信モ
ジュールの構成を示した図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical transceiver module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1、第2の光増幅器(半導体光増幅器)の波
長特性の一例を示した図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of wavelength characteristics of first and second optical amplifiers (semiconductor optical amplifiers).

【図3】図1に示した構成の光送受信モジュールの波長
λ1の光送信信号と波長λ2の光受信信号が受光素子で
受信されるまでの各光導波路C1〜C4上のそれぞれの
観測点(A点〜D点)において観測される信号レベルの
一例を示した図。
FIG. 3 is a view showing each observation point on each of the optical waveguides C1 to C4 until an optical transmission signal of wavelength λ1 and an optical reception signal of wavelength λ2 of the optical transmission and reception module having the configuration shown in FIG. The figure which showed an example of the signal level observed in (A point-D point).

【図4】従来の光送受信モジュールの波長λ1の光送信
信号と波長λ2の光受信信号が受光素子で受信されるま
での各光導波路C1〜C4上のそれぞれの観測点(A点
〜D点)において観測される信号レベルの一例を示した
図。
FIG. 4 shows observation points (points A to D) on each of the optical waveguides C1 to C4 until an optical transmission signal of wavelength λ1 and an optical reception signal of wavelength λ2 of the conventional optical transceiver module are received by the light receiving element. FIG. 3 is a diagram showing an example of a signal level observed in FIG.

【図5】光反射対策の具体的な手段を説明するための
図。
FIG. 5 is a view for explaining specific means of light reflection measures.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る光送受信モジュ
ールの構成を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical transceiver module according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した構成の光送受信モジュールの波長
λ1の光送信信号と波長λ2の光受信信号が受光素子で
受信されるまでの各光導波路C6、C3、C4上のそれ
ぞれの観測点(A点、C点、D点)において観測される
信号レベルの一例を示した図。
FIG. 7 shows observations on the optical waveguides C6, C3, and C4 until the optical transmission signal of the wavelength λ1 and the optical reception signal of the wavelength λ2 of the optical transceiver module having the configuration shown in FIG. The figure which showed an example of the signal level observed at the point (point A, point C, point D).

【図8】本発明の第3の実施形態に係る光送受信モジュ
ールの構成を示した図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an optical transceiver module according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図8に示した構成の光送受信モジュールの波長
λ1の光送信信号と波長λ2の光受信信号が受光素子で
受信されるまでの各光導波路C1、C2、C7上のそれ
ぞれの観測点(A点、B点、D点)において観測される
信号レベルの一例を示した図。
FIG. 9 is a view illustrating each of optical waveguides C1, C2, and C7 until an optical transmission signal of wavelength λ1 and an optical reception signal of wavelength λ2 of the optical transceiver module having the configuration shown in FIG. The figure which showed an example of the signal level observed at the point (point A, point B, point D).

【図10】本発明の第4の実施形態に係る光送受信モジ
ュールの構成を示した図。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an optical transceiver module according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施形態に係る光送受信モジ
ュールの構成を示した図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an optical transceiver module according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】従来の光送受信モジュールの構成例を示した
図。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a conventional optical transceiver module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発光素子、2…受光素子、5…光カプラ(光合分波
器)、6…光送受信モジュール、7…光ファイバ、8…
駆動(送信)回路、9…受信回路、10…第1の光増幅
器、11…第2の光増幅器、12…送受信回路(送受信
一体型IC)、13…光吸収層、14…光フィルタ、1
5…ガラスロッド、16…ARコート、17…光コネク
タフェルール、18…割りスリーブ、C1〜C7…光導
波路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting element, 2 ... Light receiving element, 5 ... Optical coupler (optical multiplexer / demultiplexer), 6 ... Optical transmitting / receiving module, 7 ... Optical fiber, 8 ...
Driving (transmitting) circuit, 9 receiving circuit, 10 first optical amplifier, 11 second optical amplifier, 12 transmitting / receiving circuit (integrated transmitting / receiving IC), 13 light absorbing layer, 14 optical filter, 1
5: glass rod, 16: AR coating, 17: optical connector ferrule, 18: split sleeve, C1 to C7: optical waveguide.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気信号を光信号に変換する発光素子と
光信号を電気信号に変換する受光素子と、複数の光信号
を合波および分波する光合分波器と、前記発光素子から
出力された光送信信号を前記光合分波器を介して光ファ
イバに送出する送信手段と、前記光ファイバから前記光
合分波器を介して受信された光受信信号を前記受光素子
に入力する受信手段とを具備した光送受信装置におい
て、 前記送信手段は、前記光送信信号の波長に対応した増幅
帯域を有する第1の光増幅器を具備し、前記発光素子か
ら出力された光送信信号を前記第1の光増幅器で増幅し
て前記光合分波器を介し前記光ファイバに送出し、 前記受信手段は、前記光受信信号の波長に対応した増幅
帯域を有する第2の光増幅器を具備し、前記光ファイバ
から前記光合分波器を介して受信された光受信信号を前
記第2の光増幅器で増幅して前記受光素子に入力するこ
とを特徴とする光送受信装置。
A light emitting element for converting an electric signal to an optical signal; a light receiving element for converting an optical signal to an electric signal; an optical multiplexer / demultiplexer for multiplexing and demultiplexing a plurality of optical signals; Transmitting means for transmitting the transmitted optical transmission signal to the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer, and receiving means for inputting an optical reception signal received from the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer to the light receiving element An optical transmitting and receiving apparatus comprising: a first optical amplifier having an amplification band corresponding to a wavelength of the optical transmission signal, wherein the transmitting unit transmits the optical transmission signal output from the light emitting element to the first optical amplifier. Amplifying by the optical amplifier and sending out to the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer; the receiving means includes a second optical amplifier having an amplification band corresponding to a wavelength of the optical reception signal; Optical multiplexer / demultiplexer from fiber Optical transceiver and wherein the input to the light receiving element of the optical signal received is amplified by the second optical amplifier through.
【請求項2】 電気信号を光信号に変換する発光素子と
光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記発光素子
から出力された光送信信号を光ファイバを介して送出す
る送信手段と、前記光ファイバを介して受信された光受
信信号を前記受光素子に入力する受信手段とを具備した
光送受信装置において、 前記送信手段は、前記光送信信号の波長に対応した増幅
帯域を有する光増幅器を具備し、前記発光素子から出力
された光送信信号を前記光増幅器で増幅して前記光合分
波器を介し前記光ファイバに送出することを特徴とする
光送受信装置。
2. A light emitting element for converting an electric signal into an optical signal, a light receiving element for converting an optical signal into an electric signal, a transmitting means for transmitting an optical transmission signal output from the light emitting element via an optical fiber, An optical transmission / reception device comprising: a reception unit that inputs an optical reception signal received via the optical fiber to the light receiving element; wherein the transmission unit has an amplification band corresponding to a wavelength of the optical transmission signal. An optical transmission / reception device, comprising: amplifying an optical transmission signal output from the light emitting element by the optical amplifier and transmitting the amplified signal to the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer.
【請求項3】電気信号を光信号に変換する発光素子と光
信号を電気信号に変換する受光素子と、複数の光信号を
合波および分波する光合分波器と、前記発光素子から出
力された光送信信号を前記光合分波器を介して光ファイ
バに送信する送信手段と、前記光ファイバから前記光合
分波器を介して受信された光受信信号を前記受光素子に
入力する受信手段とを具備した光送受信装置において、 前記受信手段は、前記光受信信号の波長に対応した増幅
帯域を有する光増幅器を具備し、前記光ファイバから前
記光合分波器を介して受信された光受信信号を前記光増
幅器で増幅して前記受光素子に入力することを特徴とす
る光送受信装置。
3. A light emitting element for converting an electric signal into an optical signal, a light receiving element for converting an optical signal into an electric signal, an optical multiplexer / demultiplexer for multiplexing and demultiplexing a plurality of optical signals, and an output from the light emitting element. Transmitting means for transmitting the obtained optical transmission signal to the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer, and receiving means for inputting the optical reception signal received from the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer to the light receiving element In the optical transmitting and receiving apparatus, the receiving means includes an optical amplifier having an amplification band corresponding to the wavelength of the optical reception signal, and receives the optical signal received from the optical fiber via the optical multiplexer / demultiplexer. An optical transmitting and receiving apparatus, wherein a signal is amplified by the optical amplifier and input to the light receiving element.
【請求項4】 前記発光素子および前記受光素子および
前記送信手段および前記受信手段は、同一基板上に集積
されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに
記載の光送受信装置。
4. The optical transceiver according to claim 1, wherein the light emitting element, the light receiving element, the transmitting unit, and the receiving unit are integrated on a same substrate. .
【請求項5】 前記発光素子および前記受光素子および
前記送信手段および前記受信手段を同一基板上に集積し
て1つのパッケージ内に収容し、前記光ファイバと光学
的に接続する前記パッケージの端面に反射防止膜を形成
し、前記光ファイバに前記光送信信号を導く光導波路の
端面は、前記反射防止膜を施されたパッケージの端面か
ら離して配置されていることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1つに記載の光送受信装置。
5. The light emitting element and the light receiving element, and the transmitting means and the receiving means are integrated on the same substrate, housed in one package, and provided on an end face of the package optically connected to the optical fiber. An anti-reflection film is formed, and an end face of the optical waveguide for guiding the optical transmission signal to the optical fiber is disposed apart from an end face of the package provided with the anti-reflection film. 3
The optical transceiver according to any one of the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215350A (en) * 2000-02-04 2001-08-10 Nec Corp Optical transmission/reception circuit
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