JPH11352361A - ラインモニタ - Google Patents

ラインモニタ

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JPH11352361A
JPH11352361A JP16039198A JP16039198A JPH11352361A JP H11352361 A JPH11352361 A JP H11352361A JP 16039198 A JP16039198 A JP 16039198A JP 16039198 A JP16039198 A JP 16039198A JP H11352361 A JPH11352361 A JP H11352361A
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light
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line monitor
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Takeshi Oguma
健史 小熊
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型、低損失、低偏光依存性なラインモニタ
を実現することである。 【解決手段】 対向光学系の間に、かつ光線の端部近傍
にモニタ用フォトダイオード32を直接挿入して、対向
光学系を通過する平行光41の―部をモニタする構造と
し、波長依存性、偏光依存性を持つ素子を光学系から排
除することでモニタの偏光依存性を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用伝送路内
の伝送信号を分岐信号として取り出してモニタするライ
ンモニタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバアンプ(以下、EDFAと呼
ぶ。)の商用化に伴い、光ファイバ線路内の光強度の監
視が重要になっている。特に、EDFAの出力端に設け
るラインモニタは、EDFAの出力を一定に制御するA
PC駆動には不可欠なデバイスであり、さまざまな方
式、構造が提案されている。
【0003】図4に従来のラインモニタの構成例として
特開平7―234334号公報に記載されたものが知ら
れている。この従来例では、l対の対向光学系の間にハ
ーフミラー(分岐膜)を設け、対向光学系を通過する光
線の一部を分岐、受光素子(フォトダイオード)へ入射
させる構造を持つ。
【0004】以下、図4を参照して上記した公報記載の
従来のラインモニタについて説明する。図4は従来のラ
インモニタの一実施の形態を示す図である。図4におい
て、双方向ラインモニタは光軸300上に配置された第
lおよび第2の光入出力端子101および102と、光
軸300上に同じく配置された分岐板103と、第1及
び第2の受光素子105および106と、全反射板(ミ
ラー)104とから構成されている。
【0005】第1および第2の受光素子105および1
06は、各々の受光面が同一方向を向くよう平行に配置
されており、全反射板(ミラー)104はいる。分岐板
103は、信号光を所定比率(図4の場合は9対1)で
分岐するよう構成されている。このような構成におい
て、例えば、波長1.55μm、強度+5dBのの第1
の信号光が、第1の入出力端子101から分岐板103
に入力されると、信号光10%は分岐板103で反射し
て第1の受光素子105に導かれ、90%が透過して第
2の光入出力端子102ヘと導かれる。また第2の光入
出力端子102から出射した強度−5dB、波長1.5
5μmの信号光は、分岐板103で10%が反射し、更
に全反射板104で反射して第2の受光素子106に導
かれ、90%が透過して第lの光入出力端子101ヘと
導かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のラインモニ
タでは、受光素子のほかにハーフミラーを用いなければ
ならず、コストが高く、寸法も小型化が困難であった。
【0007】また、ハーフミラーはその構造上、分岐比
を大きく、たとえば透過対反射の比を99対lなどとす
ると、分岐比の小さい側の経路(上記従来例では受光素
子入射側)の偏光依存性が大きく、ファイバ内の光強度
が一定であっても受光素子からのモニタ電流が不安定に
なる欠点がある。一方、分岐比を小さく、たとえば透過
対反射の比を50対5Oなどとすると、対向光学系での
挿入損失が大きくなる欠点を持つ。
【0008】本発明の目的は、かかるべきこれらの欠点
を克服し、小型、低損失、低偏光依存性なラインモニタ
を実現することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、同一光
線上に沿って光をガイドする第1及び第2の光ファイバ
であって、入力光を前記第1の光ファイバから前記第2
の光ファイバに供給する第1及び第2の光ファイバと、
前記第1の光ファイバからの出射光を平行光へ像変換す
る第1の像変換レンズ及び該平行光を前記第2の光ファ
イバに結合させる第2の像変換レンズと、前記第1及び
第2の像変換レンズの中間付近であって、前記平行光の
一部を遮るように該平行光の端部に配置されたモニタ用
フォトダイオ一ドを具備して構成され、前記第1の光フ
ァイバからの出射光の内のごく一部が前記モニタ用フォ
トダイオードへ入射し、大多数が前記第2の像変換レン
ズを経て前記第2の光ファイバへ結合することを特徴と
するラインモニタが得られる。
【0010】又、本発明によれば、同一光線上に沿って
光をガイドする第1及び第2の光ファイバであって、第
1の入力光を前記第1の光ファイバから前記第2の光フ
ァイバに供給し、第2の入力光を前記第2の光ファイバ
から前記第1の光ファイバに供給する第1及び第2の光
ファイバと、それぞれ前記第1及び前記第2の光ファイ
バからの出射光を平行光へ像変換すると共に、該平行光
を前記第2及び前記第1の光ファイバに結合させる第1
の像変換レンズ及び前記第2の像変換レンズと、それぞ
れ前記第1及び第2の像変換レンズの中間付近であっ
て、前記第1及び前記第2の光ファイバ側に配置され、
かつ、前記平行光の一部を遮るように該平行光の端部に
配置された第1及び第2のモニタ用フォトダイオードを
具備して構成され、前記第1及び前記第2の光ファイバ
からの出射光の内のごく一部が、それぞれ前記第1及び
前記第2のモニタ用フォトダイオードへ入射し、大多数
が前記第2及び前記第1の像変換レンズを経て前記第2
及び前記第1の光ファイバへ結合することを特徴とする
ラインモニタが得られる。
【0011】さらに、本発明によれば、前記第1及び前
記第2のモニタ用フォトダイオードは、前記第1の光フ
ァイバからの出射光が前記第1のモニタ用フォトダイオ
ードのみへ入射し、第2の光ファイバからの出射光が前
記第2のモニタ用フォトダイオードのみへ入射のみへ入
射するように、光軸に対して所定角度分前後斜めに配置
され、前記各モニタ用フォトダイオードPDの入射面と
反対側に配置されている光ファイバからの迷光が入射し
ないようにしたことを特徴とするラインモニタが得られ
る。
【0012】さらに、本発明によれば、前記モニタ用フ
ォトダイオードの外形が前記平行光のビーム径に比べて
十分小さいことを特徴とするラインモニタが得られる。
【0013】さらに、本発明によれば、前記第1及び前
記第2のモニタ用フォトダイオードの外形が前記平行光
のビーム径に比べて十分小さいことを特徴とするライン
モニタが得られる。
【0014】さらに、本発明によれば、前記モニタ用フ
ォトダイオードが前記平行光の中心位置から十分離れた
位置に配置されていることを特徴とするラインモニタが
得られる。
【0015】さらに、本発明によれば、前記第1及び前
記第2のモニタ用フォトダイオードが前記平行光の中心
位置から十分離れた位置に配置されていることを特徴と
するラインモニタが得られる。
【0016】さらに、本発明によれば、前記モニタ用フ
ォトダイオードはキャリアに固定されていることを特徴
とするラインモニタが得られる。
【0017】さらに、本発明によれば、前記第1及び前
記第2のモニタ用フォトダイオードはキャリアに固定さ
れていることを特徴とするラインモニタが得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図1及び図2を参照して詳細に説明する。図1は、
本発明に係るラインモニタの一実施の形態を示した図で
ある。図1において、光ファイバ11,21はシングル
モード光ファイバであり、像変換レンズ12,22はシ
ングルモードファイバからの出射光を平行光へ像変換す
る像変換レンズである。本実施の形態では像変換レンズ
に非球面レンズを用いている。光ファイバ11から出射
した光線は像変換レンズ12を経て平行光41となる。
像変換後の平行光41のビーム直径は1000μmであ
り、像変換レンズ12,22の距離は約20mmであ
る。
【0019】像変換レンズ12,22の中間付近には、
キャリア31に固定されたモニタ用フォトダイオード
(以下、PDと呼ぶ)32が平行光41の一部を遮るよ
うに配置されている。PD32の外寸は100μmであ
り、平行光の直径に比べて十分小さく、かつPD32は
図1に示すように平行光41の端部に配置されている。
よって、光ファイバ11から出射した光の内、ごく一部
はPD32へ入射し、大多数が像変換レンズ22を経て
ファイバ21へ結合する。
【0020】次に、本発明のラインモニタとしての動作
の詳細について、図l、2を用いて説明する。図2は、
図lのPD32の光線入射面における断面図である。キ
ャリア31に実装されたPD32は外形寸法がl00μ
mであり、平行光4lのビーム直径はl000μmであ
る。PD32の中心軸は平行光4lの中心軸42より4
00μmシフトしており、図2(a)に示すように平行
光4lの端部に配置されている。
【0021】図2(b)は平行光4lの、図2(a)の
X方向への光強度分布を示した図である。シングルモー
ド伝播してきた光は0次モードのガウシアンビームであ
るため、図l中のレンズl2にて像変換後も光強度分布
はガウシアンに従う。ガウシアン分布では、中心軸にお
ける光強度をP(0)とすると、中心軸よりx離れた点
の光強度は以下の数1で表される
【0022】
【数1】P(x)=k・exp(−2x^2/w0^
2)(ただしw0はビーム半径、kは定数) 上記の式から、PD32及びキャリア3lによって遮断
された部分による損失分を計算すると、約55%、−
0.2dBとなる。
【0023】一方、PD32への入射光は、平行光4l
の全体の約4%、−l4dBであり、PD素子に入射し
た光によってフォトカレントが発生、キャリア31を通
してモニタ電流として外部へ出力される。ガウシアンビ
ームのプロファイルは、光の強度に依存せず一定なの
で、平行光の総光強度に対するPD32への入射光強度
の割合は約−l4dBで一定であるため、本構造はファ
イバを通過する光強度を監視するラインモニタとして機
能する。
【0024】次に本発明の他の実施の形態について説明
する。図3は本発明のラインモニタの他の実施の形態を
示した図である。このラインモニタは、出力および反射
モニタを一体化し、キャリア31の両面にPD素子を配
置して構成されている。そのため、光ファイバ2lから
の戻り光も検出できる。この場合、光ファイバllから
の光はPD32のみへ入射し、光ファイバ2lからの光
はPD33のみへ入射するように、PD素子を光軸に対
して5度前後斜めに配置し、PDの入射面と反対側に配
置されている光ファイバ(PD32から見た光ファイバ
2l)からの迷光が入射しないような構造となってい
る。
【0025】なお、上記迷光の抑制構造は、前記出力モ
ニタとして上記した実施の形態に適用しても何ら差し障
りが無いことは当然である叉、本発明は、小型、低損
失、低偏光依存性を特徴としている。具体的には図lに
示すように、対向光学系の間に、かつ光線の端部近傍に
モニタ用フォトダイオードを直接挿入して、対向光学系
を通過する光線の―部をモニタすることでハーフミラー
を必要としない構造とし、波長依存性、偏光依存性を持
つ素子を光学系から排除することでモニタの偏光依存性
を小さくすることを可能にした。
【0026】さらに光線のビーム径を大きく、フォトダ
イオードの外形を小さく設定し、かつフォトダイオード
の配置位置を光線の中心位置から十分離れた端部にする
ことで、モニ夕が光線を遮ることによる損失増加を最小
限とした。また、部品点数を少なくすることで小型化を
可能にした。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ビーム径に対してPD
の外形が十分に小さく、PDをビームの端部に配置する
ことで、ビームの総光強度に対するPD入射光の割合を
小さくしたため、挿入損失を低減させることができる。
【0028】又、本発明によれば、偏光依存性を持つハ
ーフミラーを使用しないため、モニタの偏光依存性が低
減される。
【0029】又、本発明によれば、ハーフミラーを用い
ないことで部品点数が削減されたため、光部品の外形寸
法が小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラインモニタの一実施の形態を示す図
面である。
【図2】本発明のラインモニタの構造及び原理を示す図
面である。
【図3】本発明のラインモニタの他の実施の形態を示す
図面である。
【図4】従来のラインモニタの構造を示す図面である。
【符号の説明】
ll,2l 光ファイバ l2,22 像変換レンズ 3l キャリア 32,33 モニタ用フォトダイオード 4l 平行光 42 中心軸

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一光線上に沿って光をガイドする第1
    及び第2の光ファイバであって、入力光を前記第1の光
    ファイバから前記第2の光ファイバに供給する第1及び
    第2の光ファイバと、前記第1の光ファイバからの出射
    光を平行光へ像変換する第1の像変換レンズ及び該平行
    光を前記第2の光ファイバに結合させる第2の像変換レ
    ンズと、前記第1及び第2の像変換レンズの中間付近で
    あって、前記平行光の一部を遮るように該平行光の端部
    に配置されたモニタ用フォトダイオードを具備して構成
    され、前記第1の光ファイバからの出射光の内のごく一
    部が前記モニタ用フォトダイオードへ入射し、大多数が
    前記第2の像変換レンズを経て前記第2の光ファイバへ
    結合することを特徴とするラインモニタ。
  2. 【請求項2】 同一光線上に沿って光をガイドする第1
    及び第2の光ファイバであって、第1の入力光を前記第
    1の光ファイバから前記第2の光ファイバに供給し、第
    2の入力光を前記第2の光ファイバから前記第1の光フ
    ァイバに供給する第1及び第2の光ファイバと、それぞ
    れ前記第1及び前記第2の光ファイバからの出射光を平
    行光へ像変換すると共に、該平行光を前記第2及び前記
    第1の光ファイバに結合させる第1の像変換レンズ及び
    前記第2の像変換レンズと、それぞれ前記第1及び第2
    の像変換レンズの中間付近であって、前記第1及び前記
    第2の光ファイバ側に配置され、かつ、前記平行光の一
    部を遮るように該平行光の端部に配置された第1及び第
    2のモニタ用フォトダイオードを具備して構成され、前
    記第1及び前記第2の光ファイバからの出射光の内のご
    く一部が、それぞれ前記第1及び前記第2のモニタ用フ
    ォトダイオードへ入射し、大多数が前記第2及び前記第
    1の像変換レンズを経て前記第2及び前記第1の光ファ
    イバへ結合することを特徴とするラインモニタ。
  3. 【請求項3】 前記第1及び前記第2のモニタ用フォト
    ダイオードは、前記第1の光ファイバからの出射光が前
    記第1のモニタ用フォトダイオードのみへ入射し、第2
    の光ファイバからの出射光が前記第2のモニタ用フォト
    ダイオードのみへ入射のみへ入射するように、光軸に対
    して所定角度分前後斜めに配置され、前記各モニタ用フ
    ォトダイオードPDの入射面と反対側に配置されている
    光ファイバからの迷光が入射しないようにしたことを特
    徴とする請求項2記載のラインモニタ。
  4. 【請求項4】 前記モニタ用フォトダイオードの外形が
    前記平行光のビーム径に比べて十分小さいことを特徴と
    する請求項1記載のラインモニタ。
  5. 【請求項5】 前記第1及び前記第2のモニタ用フォト
    ダイオードの外形が前記平行光のビーム径に比べて十分
    小さいことを特徴とする請求項2又は3記載のラインモ
    ニタ。
  6. 【請求項6】 前記モニタ用フォトダイオードが前記平
    行光の中心位置から十分離れた位置に配置されているこ
    とを特徴とする請求項4記載のラインモニタ。
  7. 【請求項7】 前記第1及び前記第2のモニタ用フォト
    ダイオードが前記平行光の中心位置から十分離れた位置
    に配置されていることを特徴とする請求項5記載のライ
    ンモニタ。
  8. 【請求項8】 前記モニタ用フォトダイオードはキャリ
    アに固定されていることを特徴とする請求項6記載のラ
    インモニタ。
  9. 【請求項9】 前記第1及び前記第2のモニタ用フォト
    ダイオードはキャリアに固定されていることを特徴とす
    る請求項7記載のラインモニタ。
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CN112834975A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种特高频局部放电传感器的综合校验方法及系统

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112834975A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种特高频局部放电传感器的综合校验方法及系统
CN112834975B (zh) * 2020-12-30 2022-08-30 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种特高频局部放电传感器的综合校验方法及系统

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