JPH1168164A

JPH1168164A - 双方向光通信用モジュール

Info

Publication number: JPH1168164A
Application number: JP22939397A
Authority: JP
Inventors: Haruo Tanaka; 治夫田中; Atsushi Ichihara; 淳市原
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-09
Also published as: DE19838571A1; US6353491B1; GB2328818A; GB9818227D0; GB2328818B

Abstract

(57)【要約】【課題】分波器のような特別な部品を使用しないで所
望の波長帯の光のみを受光できるようにし、かつ、不要
な波長帯の光を光伝送路に戻さないような安価な構造の
双方向光通信用モジュールを提供する。【解決手段】送信信号を発生させる発光素子１と、発
光素子１からの送信信号光Ｔを光伝送路５に結合させる
集光レンズ４と、光伝送路５からの受信信号光Ｒを受信
する受光素子２と、発光素子１および受光素子２を覆
い、集光レンズ４を開口窓とするパッケージ８とを有
し、集光レンズ４の凸面またはその近傍に設けられる透
明体に、所望の波長帯の光を透過させ不要な波長の光を
反射させるコーティング膜７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを用いた
光通信などに用いられる双方向の光通信モジュールに関
する。さらに詳しくは、所望の波長帯以外の波長帯の光
を受光素子に入射させないで、かつ、その不要な波長帯
の光を光伝送路に戻さない構造の光通信用モジュールに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の双方向光通信用モジュールは、た
とえば図４に示されるように、送信信号光を発生する半
導体レーザなどの発光素子２１と、受信信号光をハーフ
ミラー２３を介して受光するフォトダイオード、フォト
トランジスタなどからなる受光素子２２と、ハーフミラ
ー２３で反射した送信信号光を光ファイバなどの光伝送
路２５に結合させる集光レンズ２４と、集光した光を伝
送する光伝送路２５と、光を所望の波長帯の受信信号光
のみにして、不要な波長帯の光を反射させる分波器２６
とからなっている。なお、この発光素子２１、受光素子
２２、ハーフミラー２３は図示しないパッケージで覆わ
れて集光レンズ２４がその開口窓となり光伝送路２５と
結合できる構造になっている。この構成で、発光素子２
１から送信信号光がハーフミラー２３で反射して光伝送
路２５に入射し、相手方に送られる。また、相手方から
送られた信号を受信する場合は、光伝送路２５からハー
フミラー２３を透過した受信信号光を受光素子２２によ
り電気信号に変換することにより受信することができ、
光通信が行われる。この場合、時分割により送信と受信
とが交互に切り替えて行われ、相互間の干渉は起こらな
い。

【０００３】通常の光通信は、１.３μｍ帯の光が使用
されるが、光伝送路２５では同時に放送用または機器チ
ェック用の１.５５μｍ帯の光も混在することが多い。
この場合、通常の光通信には１.５５μｍ帯の光は不要
で、妨害光となる。そのため、図４に示されるように、
一般には干渉フィルターや多層膜からなる分波器２６を
モジュールの前に挿入して１.５５μｍ帯の光を除去し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、不要な
波長帯の光を除去するために分波器を用いると、部品点
数が増え、コストが高くなると共にモジュールが大きく
なる。

【０００５】また、ハーフミラー２３の表面にコーティ
ング膜を設けてフィルターを形成し、１.５５μｍ帯の
光を反射させることも考えられるが、ハーフミラーで反
射させると反射した１.５５μｍ帯の不要な波長帯の光
がパッケージ内で乱反射を繰り返して光伝送路２５に戻
って１.５５μｍ帯の光を使用しているところにノイズ
を与えることになったり、受光素子２２に入り込み、受
信信号にノイズが入るという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、分波器のような特別な部品を使用しな
いで所望の波長帯の光のみを受光できるようにし、か
つ、不要な波長帯の光を光伝送路に戻さないような安価
な構造の双方向光通信用モジュールを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による双方向光通
信用モジュールは、送信信号を発生させる発光素子と、
該発光素子からの送信信号光を光伝送路に結合させる集
光レンズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する
受光素子と、前記発光素子および受光素子を覆い、前記
集光レンズを開口窓とするパッケージとを有し、前記集
光レンズの凸面またはその近傍に設けられる透明体に、
所望の波長帯の光を透過させ不要な波長帯の光を反射さ
せるコーティング膜が設けられている。

【０００８】ここに集光レンズの凸面の近傍とは、集光
レンズから発光素子または受光素子までの距離の半分以
下の距離であることを意味する。

【０００９】この構成にすることにより、１.５５μｍ
帯のような光通信に不要な波長帯の光は集光レンズまた
はその近傍で反射して光伝送路の方へ反射する。しか
し、集光レンズの焦点で反射させるのではないため、集
光レンズの凸面でビームの反射方向が変わり、光伝送路
の中心部には戻らない。そのため、光伝送路の方に反射
しながら光伝送路には入らず、光伝送路との間で乱反射
を繰り返して光伝送路や受光素子に入り込むこともな
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の双方向光通信用モジュールについて説明をする。

【００１１】本発明の光通信用モジュールは、図１にそ
の一実施形態の概念図が示されるように、送信信号を発
生させる発光素子１と、発光素子１からの送信信号光Ｔ
を光伝送路５に結合させる集光レンズ４と、光伝送路５
からの受信信号光Ｒを受信する受光素子２と、送信信号
光Ｔを光伝送路５側に反射させ、受信信号光Ｒを受光素
子２側に透過させるハーフミラー３とを有している。そ
して、集光レンズ４の凸面に所望の波長帯の光を透過さ
せ不要な波長帯の光を反射させるコーティング膜７が設
けられ、発光素子１および受光素子２を覆い、集光レン
ズ４を開口窓とするパッケージ８が設けられている。

【００１２】コーティング膜７は、たとえばＳｉＯ₂、
ＳｉＮ、Ａｌ₂Ｏ₃などの多層膜により形成され、その
各膜の屈折率と厚さにより所望の波長帯以外の波長の光
を反射させ、所望の波長帯の光のみを透過させるように
形成されている。たとえばこれらの屈折率と厚さの組合
せにより、１.５５μｍ帯の光を反射させ、１.３μｍ帯
の光を透過させるように形成する。このような多層膜か
らなるコーティング膜７を集光レンズ４の凸面に形成す
る。図１に示される例では、集光レンズ４の外側の凸面
にコーティング膜７が形成されているが、パッケージ８
内の内側の凸面でもよい。

【００１３】図２に具体的な構造例を示す。この例は、
鉄などからプレス成形により形成され、図示しないリー
ドがガラスなどにより固着されたステム６に、発光素子
１および受光素子２がマウントされ、ハーフミラー３も
図示されていないがステム６に固着されている。そして
頂部の中心部に集光レンズであるロッドレンズ４が固着
されたパッケージ８がその周囲を覆うようにステム６の
に固定されている。ロッドレンズ４は図２に示されるよ
うに、光伝送路５側は光伝送路５と突当てで固定される
ように平坦面になっており、パッケージ８内に凸面が形
成されている。そのため、パッケージ８内の凸面にコー
ティング膜７が形成されている。なお、Ｂは図１と同様
に、送信信号光および受信信号光のビームを示してい
る。

【００１４】発光素子１は、たとえばその端面である発
光面からレーザビームＢを出射する半導体レーザチップ
１ａがシリコン基板などからなるサブマウント１ｂに固
着されることにより形成されている。また、受光素子２
は、たとえばフォトダイオードや、フォトトランジス
タ、光電池などからなっている。そして、発光素子およ
び受光素子２はそれぞれヘッダ６に銀ペーストなどによ
り固着することによりロッドレンズ４の光軸に対して、
その発光面および受光面が所定の角度傾くように取り付
けられている。この発光面および受光面が光軸に対して
傾けて取り付けられる理由は、光伝送路５からの受信信
号光が発光面や受光面で反射して再度光伝送路５に戻ら
ないようにするためである。したがって、反射光がロッ
ドレンズ４に入らない程度に傾けられればよい。

【００１５】本発明の光通信用モジュールによれば、所
望の波長帯の光を透過させ、不要な波長帯の光を反射さ
せるコーティング膜７が集光レンズの凸面に設けられて
いるため、不要な波長帯の光はコーティング膜７で反射
する。その反射面は集光レンズ面にあるため、一般には
光の進行方向とは垂直にならず、その反射面に向ってき
た方向とは異なる方向に反射する。すなわち、たとえば
図２のロッドレンズの平坦面側にコーティング膜が設け
られていると、光の進行方向と垂直に反射させられるた
め、そのまま元の方向に戻り光伝送路５に戻るが、凸面
または凹面で反射されることにより、光伝送路とは異な
る方向に反射する。たとえ光伝送路５の方に戻っても、
その中心部のコアには殆ど入らない。その結果、光伝送
路５に戻って他の受信機側にノイズを発生させることは
ない。とくに、シングルモードファイバーの場合には乱
反射光がコアに入っても伝送できる入射角が限られてい
るため、殆ど伝わらない。一方、モジュールの受光素子
２側には、コーティング膜７により濾波されて所望の波
長帯の光だけが入るため、高いＳＮ比で受光することが
できる。また、不要な波長帯の光はパッケージ８内に入
る前に反射されるため、パッケージ内で乱反射して受光
素子２に入ることがない。発光素子１および受光素子２
の発光面および受光面で反射した所望の波長帯の光はパ
ッケージ内で乱反射することがあり得るが、信号光であ
るため受光素子２へのノイズは殆ど問題にならない。ま
た、乱反射しているため、レンズで集光されて光伝送路
５に戻る割合は非常に小さく、問題にはならない。

【００１６】前述の例では、コーティング膜７を集光レ
ンズ４の凸面に設けたが、集光レンズ４により集光した
焦点面に反射膜を設けるとそのまま進んできた光路を戻
り、光伝送路５に戻るが、焦点面と異なる面で反射させ
れば集光レンズにより屈折した光路がコーティング膜に
直角にならないため、ある反射角で異なる方向に反射す
る。そのため、図３に示されるように、ロッドレンズ６
の凸面の近傍に設けられた透明体９の表面にコーティン
グ膜７を設けても、不要な波長帯の反射した光はロッド
レンズ４に近ければそのままロッドレンズ４に入るが、
進行してきた経路とは異なり光伝送路５には結合しな
い。そのため、集光レンズの凸面でなくてもその近傍に
コーティング膜７が設けられておればよい。この場合、
ロッドレンズ４とコーティング膜７との距離があまり離
れると、コーティング膜７で反射した不要な波長帯の光
がロッドレンズ４に戻らないでパッケージ８内で乱反射
を繰り返して受光素子２に入る危険性があるため、でき
るだけ近い方が好ましい。少なくとも、ロッドレンズ４
と発光素子１または受光素子２との光路の半分以下であ
ることが好ましい。

【００１７】さらに、前述の例では、ハーフミラーによ
り送信信号光と受信信号光とを分離したが、ハーフミラ
ーを用いないで、たとえば送信信号光を受光素子の受光
面で反射させて集光レンズに結合させる構造や、受信信
号光を発光素子の発光面で反射させて受光素子で受光す
る構造のもでも同様である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、光通信用モジュールを
構成する集光レンズの凸面またはその近傍に、所望の波
長帯の光を透過させると共に不要な波長帯の光を反射さ
せるコーティング膜が設けられているため、高価な分波
器を用いなくても不要な波長帯の光をカットし、かつ、
その不要な波長帯の光を光伝送路に戻して他の受信機側
にノイズを発生させることがない安価な光通信用モジュ
ールが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双方向光通信用モジュールの一実施形
態の概念説明図である。

【図２】本発明の光通信用モジュールの一実施形態の具
体例の構造説明図である。

【図３】図２の例の変形例を示す図である。

【図４】従来の双方向光通信用モジュールの一例の説明
図である。

【符号の説明】

１発光素子２受光素子４集光レンズ５光伝送路７コーティング膜８パッケージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信信号を発生させる発光素子と、該発
光素子からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光レ
ンズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受光
素子と、前記発光素子および受光素子を覆い、前記集光
レンズを開口窓とするパッケージとを有し、前記集光レ
ンズの凸面またはその近傍に設けられる透明体に、所望
の波長帯の光を透過させ不要な波長帯の光を反射させる
コーティング膜が設けられてなる双方向光通信用モジュ
ール。