JPS60205405A

JPS60205405A - 双方向伝送用光モジユ−ルおよび伝送方式

Info

Publication number: JPS60205405A
Application number: JP59061865A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本; Masahiko Takase; 晶彦高瀬; Satoshi Aoki; 青木　聰; Tsutomu Yoshiya; 吉屋　勉; Yoshiharu Yamada; 祥治山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1985-10-17
Also published as: JPH0574048B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】１４δ明の刊用分！ｌ’ｆ１本宅用は、双方向伝送用）■モジュールおよび伝送方式
に関し、特に１本の九フ）・イバ伝送ｙ：＋を用い、そ
の伝送路に対しトリ方向と下り方向とで別個の波長のソ
ロ　１Ｆ１号を１に送させる光モジュールとそれを用い
た双方向伝送方式に関するものｅある。

〔発明の背景」半導（（クレーザ（以下、１、Ｉ）と略記する）を用い
たアナログ伝送方式は、１゛Ｉ″Ｖ（工業用テレビジョ
ン）、高品位’］’　Ｖ　（高精度テレビジョン）およ
びＣΔ’Ｊ”　Ｖ　（ケーブル・テレビジョン）等の画
像情報伝送への応用が期待されている。

しかし、ＬＩ：）と多モート光ファイバを用いた伝送系
では、レーザ光の可干渉性によって伝搬モード相互間で
干渉し合うため、スペックル雑音、スペックル歪が生ず
るという問題があり５現状では伝送距離を１〜２　Ｋ　
ｒｎにするのが限界となっている。

これに対して、昨・モート光ファイバを用いた伝送系で
は、上記スペックル雑音、スペックル歪を回避できるの
で、伝送距離もＩ　ＯＫ　１７１前後の長距離まで延ば
すことが期待できる。

ところで、光フアイバ伝送の応用では、双方向伝送が不
可決であるが、単一モード光ファイバ登用いた伝送系の
双方向伝送は未だ実現されていない。双方向伝送が不可
能な理由は、低損失光分波器の実現が困難であることと
、システム構成が複雑で、伝送品質の劣化、ｎ（信頼性
、高価という問題が存在するからである。

第１図は、従来のデバイスを用いて構成した双方向伝送
方式の概要図である。

第１図において、］、Ｉ’はｌ、Ｉ）、７．９は光−／
　ｙ　（ハ、　Ｉｆ、　Ｉｆ’　は＋２　）Ｉｃ　ｉＣ
＋　、　ｌ　２　、１２　ｒは増幅器。

１：１．　ｌ：ｌ’　はｔｕ調イ；＋、　ｌ１１．　＋
４’　は１．１）の駆動回路。

！ｉ、（ｉ’は光分岐器である。

いま、）ｕファイバ７内を矢印８方向に伝搬する尤イａ
号（波長λｌ）を」−り回線とし１．矢印８′方向に伝
搬する光信号（波長λ、）を下り回線とする４先ず、ｌ
り回線は、情報入力端子１５がら人力した信壮が［、Ｄ
駆動回路１４に入ると、この回路］ｌ＋の出力ｆｆｉ号
でＩ−１）　Ｉを駆動する。これによって、１．１．）
１は発振波長λ、で発振する、Ｌ、ＤＩからのレーザ光
は１球レンズ２．屈折率分布型のロノ１〜・レンズ：３
（長さは約１／４ピツチ）を通して光フアイバ４内に人
力し、矢印５の方向に伝搬して光分波器６゜に′、先フ
ァイバ７．９を通し受光器１１に入射する１、ここて、
入射したレーザ光は電気イ８１）に変換さ、１シ、増幅
器１２を経て復調器１３で元の情報（ｉ！′；３に復調
される１次に、下り回線は、情報入力端子Ｉ　５　’か
ら入力した４０号がＩ、１〕開駆動路１４’　に入り、
この駆動回路１４’　の出力でＬ　Ｉ−）ビを駆動する
９、これにより、Ｌ　Ｄ　］　’は波長λ２で発振する
。１、に）１′からのレーザ光は、球レンズ２′、ロノ
１〜・レンズ３′（長さは約１／４ピツチ）、光ファイ
バ４′、光分波器６′、光ファイバ７、光分岐器６を通
して光フアイバ９′内を矢印１０′　の方向に伝搬し、
受光ＦＱ　Ｉ　Ｉ　’に入る。ここでレーザ光は電気（
ｉ号に変換され、増幅器１２′　を経て復調器１３′　
に入り、復調器１３′で元の情報信号に復調される。

このように５第１図の双方向伝送方式では、光分波器６
．８’　、球レンズ２．２’　、ロット・レンＸ３．３
’　を各々２個ずつ必要とし、デバイスの数がきわめて
多い。また、各々のデバイスに対して、光軸調整が面倒
であり、低損失化、高（ｎ順化および低コスト化の点で
問題がある。さらに。

各々のデバイスからの反射光がＬ　Ｄ　ｌ　、ビに１■
ｉ注入すると、ＬＤＩ、ドの縦モートが変化し２それが
モード分離雑音になるため、各々のデバイスの反射対策
が必要であり、構成がきわめて複雑化する。

第２図は、第１図に用いる充分波器の概略図である。

第２図における記号は、第１図のものと対応し・ている
。光分波器６に対し、て、上り回線は矢印５から入り、
矢印８に出るとともに、下り回線は矢Ｅｌ＋　１３　’
　から入り、矢印１０′に出る。すなわち、上り回線で
は、ｙＣファイバ４内を波長λ１の光が矢印５の方向に
伝搬し、ロッド・レンズ１７を紅でペンタブリグ１％２
１内に入り、誘電体ミラー１９て反射し、干渉膜フィル
タ２０でさらに反Ａ・１シて、ロノドレンス１８、）１
６フアイバ７内を矢印８の方向に伝搬する４、一方、下
り回線では、波長λ、の光が）℃ファイバ７内を矢印８
′の方向に伝搬し、干ｄｉ　ｌλフｒルタ２０を通過し
て　ロッド・レンズ１Ｇを紅で）υファイバ９′内を矢
印ｌＯ′　の方向に伝搬する。

このようにして、波長λ１　λ２の光は分波されるが、
デバイスの数が多く、構成も複雑なため。

低シス！へ化、高イロ頼化が困難である。また、単一モ
ード伝送であるため、光ファイバのコア径は１０μＩｌ
＋以下となり、非ｌ；１にきびしい光ファイバの位置設
定精度が要求される。そのために、抵損失１ヒが困難に
なる。）ＶＳ分波器自体の損失（約５ｄ１３）、ＬＤと
レンズ、レンズと光ファイノく、光ファイノくと光分波
器等の接続部における損失が増加すると。

それだけ伝送距離が短縮されるので、長距離伝送は困難
となる。

以北のような理由により、単一モード光ファイバを用い
た双方向伝送は、未だ実現されていない４なお、片方向
伝送においても、伝送距離が５Ｋｍ程度のものしか実現
されていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、こＪＬら従来の問題点を解決し、光の
結合調整を簡単化して、調整時間の短縮化、高結合度調
整、低コスト化および低損失化を実現でき、長距離の双
方向伝送が可能な双方向伝送用光モジュールおよび伝送
方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため１本発明による双方向伝送用光
モジュールおよび伝送方式は、半導体発光素子からの出
射光を伝送用光フアイバ内に結合するためのロッド・レ
ンズと、光フアイバ保持手段な有し、該ロフト・レンズ
の入射端側には、所望の光学特性を持つ１以上の干渉膜
フィルタを。

またに記）ＩＣファイバ保持手段の出射端側には、Ｌ記
ロッド・レンズのほぼ中心軸上に配置さｊした伝送用光
ファイバと、該伝送用光ファイバの周辺に配置ｆｆ？さ
れ、干、ｌＬ！　−Ｆ　ｇ’　Ｉａミツアルタ分波また
は合波される光信すを伝送する１以１．の光ファイバを
。

そ１＋ｅ：ｌｔ　°体的に固定することに特徴がある。

さらに１以１．の−Ｆｉｇ：躾フＣルタを備えたｕノド
・レンズと光フアイバ保持手段どを配置した光モジュー
ルをトリ回線と下り回線の送（１１側にそれぞれ設け、
上記光ファイバ保持手段には」二記Ｆ　？ｊＪ’：膜フ
ィルタを通過する光信号を伝送するための光ファイバと
。

該干渉膜フィルタで分波または合波される光（８号を伝
送する光ファイバとを収容し、名光ファイバに伝送路と
送信または受（ａ側を接続して、２波以」−の光＜８号
の双方向伝送を行うことに特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を１図面により説明する。

第３図は５本発明の一実施例を示す双方向伝送方式のブ
ロック図である。

第３図において、第１図の従来方式と異なる点は、（１
）長さが約１／４ピツチのロッド・レンズ２２゜２７の
ＬＤ光入射側端面に所望の光学特性を持たせた干渉膜フ
ィルタ２３．２７１．２８．２０を形成し、その面と反
対の面に光フアイバ保持部：１７．３８を設け、光分波
器６，６′を取り除いたことおよび（ｉｉ　）　、、１
１９２回線と下り１回線で３波双方向伝送にしたこと、
の２点である。

光フアイバ７内を矢印８方向に伝搬する上り回線は波長
λ１とλ、の２波の光信号であり、矢印８′方向の伝搬
する下り回線は波長λ、の光信号である。

そして、上り２回線の波長λ１．λよのうち、一方の送
信側にのみ干渉膜フィルタ２３．２４を持っロッド・レ
ンズ２２と光フアイバ保持部３７が設けられ、他方の送
信側には、従来と同しようにロッ１−・レンズ３２と球
レンズ２＃が設けられている。全回線とも、受信側は従
来と同じ構成であり、受光器１１、　ＩＩ’　、　ＩＩ
’と増幅器１２．１２’　、　＋２’と、１′Ｊ１調器
１：Ｌ　ＩＩＩ’　、　ｌ：げとで構成さＩする。

干６．１操フｒルタ２；３け、波長λ、の光４号号を透
過させ、波長λ５．＾、の光信号を反射させる特性を（
１し°Ｃいる、次の１・渉１模フィルタ２４は波長λ１
゜λ　の尤（，１号・を透過させ、波長λ、の光（１号
を反射させる特性を有している。他方の干渉１模フイル
タ２８は波長λ１．λ、の光４Ｈ号を透過させ、波長λ
、の光４ｎ号を反射させる特性を有している。また、干
渉膜フィルタ２旧よ波長λ、の光（ｎ号を透過さ仕、波
長λ１．λ２の光イ、１号を反射させる特性を有してい
る。とｈらの特性を有する干渉膜フィルタ２３．２４．
２ｇ、　２りは、従来の技術を用いて製造することが０
１能である。

いま、入力端子１５に情報信号が入力すると、１、ｒ）
駆動回路１４が動作して１゜ＩＪ　Ｉを駆動するｌ　ｒ
）　１からのレーザ光（波長λ、）は１球レンズ２を通
って平行光となり、干渉膜フィルタ２；３．スペーサ・
ガラス２５，１−護膜フ（ルタ２４を透過し、ロット・
レンズ２２内を伝−して光ファイバ保持部３７内に入射
する。ここでは、ロット・レンズ２２の中心軸と光フア
イバ保持部３７の中心軸をほぼ一致させ、かつ光ファイ
バ７をこの中心軸に配置させておけば。

光フアイバ保持部３７を軸方向（矢印３９で示す）に調
整するのみでよい。

このような調整により、レーザ光（波長λ１）は光ファ
イバ保持部３７内の伝送用光フアイバ７内に集束され、
矢印８に示す方向に光フアイバ７内を伝送されて、光フ
アイバ保持部３８を経てロッド・レンズ２７内に入射す
る。ここでも、光ファイバ７は光フアイバ保持部３８、
ロッド・レンズ２７のほぼ中心軸上に配置されており、
光フアイバ保持部３８とロット・レンズ２７の光結合調
整は、矢印４０で示す方向に光フアイバ保持部３８を調
整することにより行われる。ロッド・レンズ２７内を伝
搬した波長λ、の光信号は、干渉膜フィルタ２８．スペ
ーサ・ガラス３０を透過して干渉膜フィルタ２９に入射
する。

そして、この干？Ｊ［フィルタ２９で上記光＜５号（波
長λＩ）は反射され、スペーサ・ガラス３０．干渉膜フ
ィルタ２８を通してロッド・レンズ２７内を逆方向に伝
搬する。ここで、干渉膜フィルタ２９は、角度０．′の
傾斜端面の形成されているので、その角度０１′の比「
りした凰だ番プロット・レンズ２７の端面；Ｓ１に児が
集束される位置がずれる。この反日・１光信号が集束す
る位置に光フ７・イバが配置されるように、光フアイバ
保持部３８の光フｙ　−（バ保持間隔をあらかしめ設定
しておき、この光フアイバ保持部３８を円周方向（矢印
７１２で示す）に回転させて光学調整をｆｊう、このよ
うにすれば、反１１光信号（波長λ、）は光ファｆバ９
のコア内を矢印１（」の方向に伝搬し、受光）閣１１で
受光されて電気（１−１号に変換された後、増幅器１２
を通し、で復調＋＋：：＋：＋　ｃ元の情報（ｎ号に復
調さ、ｌする。ここで受光船ＩＩ、　１１″、　１１’
は、ホ１−ダ（Ｊ’　−Ｆ　、アバランシェ・ポ１−タ
イオート等の受光素ｊ’　Ａるいは１）１ｊ置増幅器（
す受光索子等が用いら」Ｌる５゜次に、トリ回線の他方の入力端）ＩＦｉ″に情報（５号
が人力すると、１□１）駆動回路１４＃が１．ＩＪＩ“
を駆動することにより１．、　Ｉ）Ｉ　’が発振し２．
波長λ。

のレーザ）’ｌ；を出力する。１．　ｌ）　Ｉ　’がら
のレーザ光（波長λ、）は、Ｊ、にレンズ２“を通り平
行光になってロツ１−・レンズ３２に入射する。ロッド
・レンズ３２内を伝搬した光信号は、光フアイバ９′内
に集束され、矢印１０’の方向に伝搬されて光フ、アイ
バ保持部３７を通りロッド・レンズ２２に入射さＪしる
。

ロッド・レンズ２２内に入射した光信号（波長λ、）は
、干渉膜フィルタ２４．スペーサ・ガラス２５を通って
干渉膜フィルタ２３に達する。光（ｎ号（波長λ２）は
、この干渉１模フイルタ２３で反射され、スペーサ・ガ
ラス２５．干渉膜フィルタ２４を通ってロッド・レンズ
２２内を逆方向に伝搬され、光フアイバ保持部３７の伝
送用光ファイバ７のコア内に集束されて、矢印８の方向
の伝送用光フアイバ７内を伝送される。ここで、角度０
．は、波長λ、の光（ｆ１号が干渉膜フィルタ２３で反
射され、光ファイバ保持部３７内の伝送用光フアイバ７
内に集束されるような角度にあらかじめ設定される。光
フアイバ７内を矢印８方向の伝送された光（ｎ号（波長
λ２）は、光フアイバ保持部３８を通ってロッド・レン
ズ２７内を伝搬し、干渉膜フィルタ２８に達する。光（
ｎ号（波長λ、）は、この干渉膜フィルタ２８で反射さ
れ、ロッド・レンズ２７内を逆方向に伝搬されて、光フ
ァイバ保持布３８的の光ファイバ：Ｉ５のコア内に県東
さＪし　る　。

ここで、角度０７′は、波長λ、の光信号が’Ｆ渉護膜
、Ｃルタ２８で反Ｉ）ｊさ１１て、光ファイバ保持部３
８内のｙ６フア（バ：１５に集束されるような角度にあ
らかしめ設定さ、Ｉｔでいる。光フアイバ３５内を矢印
二１６σ）方向に伝送された波長λ、の）’己？ｉｆ号
は、受光器１１”で受）℃さ、１ｔ、増幅Ｉｔ：月２″
を通して復調器１３″でＪしの情報１１１号にＩＩＪ、
調される。

次に、［り回線の入力端ｒ１５′　に情報イ＋ｉ　Ｓ；
が入力’ｌ−ルト、１．１．）駆動回Ｗ：ｉ　Ｉ　４　
’　がＩ−Ｌ）　ｌ　’　＆１６１１する。１．ｌ）］
’　からのレーザ光（波長λｌ）は１球レンズ２′を通
って平行光になり、干渉膜フｒルタ２！１．スペーサ・
ガラス：＋ｏ、　１ｊＪｒ膜フイルタ２８を透過しＣロ
ット・レンズ２７内に人Ｑ【する。ロット・レンズ２７
内を伝搬した上記光Ｉｔ号（波長λ、）は、）ｌＣファ
イバ促１４部；１内の伝送用）ＩＣファイバ７に集束さ
、１１．矢印８′方向ＩＴ、　Ｉノ≦送されて光フアイ
バ保持部：〜７を通りＵノ：：・レンズ２２内に入射す
る。ロッド・レンズ２２内を伝搬した波長λ、の光（＋
ｉ号は。

干渉膜フィルタ２４で反射さオｔてロッド・レンズ２２
内を逆方向に伝搬し、光フアイバ３３内に集束される。

光ファイバ３３を矢印３４の方向に伝送された波長λ、
の光（３号は、受光器１１′で受光さＪして電気（８号
に変換され、さらに増幅器１２′　を通って復調器１３
’で元の情報＜８号に復調、される。なお、ロット・レ
ンズ２２．２７の反射端面２６，３］、ロット・レンズ
３２の両端面は、いずれも斜め研磨が施こされる。これ
は反射戻り光４１３号のＬＤまたは受光器への影響を阻
１にするためである。これらの端面には。

さらに反射防止用のコーティング（ＡＩ２コーティング
）を施してもよい。

このように、第３図の双方向光伝送方式では、Ｌ、　［
Ｊ　］からのレーザ光を伝送用光フアイバ７内に結合す
るためのロット・レンズ２２に入射端側に所定の光学特
性を有する１枚以上の干渉膜フィルタ２３、２１を設け
、」二記ロット・レンズ２２の出）ｊ端側には、そのロ
ット・レンズ２２のほぼ中心軸−１−に伝送用光ファイ
バ７を、その周辺に干渉膜フィルタ；４；）　、　２７
＋　’Ｃ分波さ、１シた）６ＧＪｉづを伝送させる分波
用光フフｒバ；３：１を、さりに光ＪＡＪ波長の異なる
別の１．り１“かりの出η・１光を干ｌＪ：膜フｆルタ
２：１．２／Ｉに導入し、で合、ルさせるＪ：うに伝送
さぜる白波用光ファイバ！１′　を、　−（（（的に１
・ｌｉＩ定配置する光フアイバ保持部；１゛ｉを設置Ｊ
でいる４、そしで、二４しらの・体内に固定配置さ、Ｉ
ｔ７：ａ］；−・レンズ２２と）＋６フアイバＩＭｔｆ
部３７で、双方向伝送用光モジュールを構成する。

第：１図の双方向光伝送方式では、この光モジュールを
上り側と下り側にそ才【ぞ」シ設け、かつこれらの光モ
ジュールに１以１：　０４　＞’６フアイバを結合して
、このモジュール内を異なる波長が通過または反１１＝
１するよ）にし、２波以−ヒの双方向伝送を行うように
し、ている。したがって、第３図の方式では、第１１８
１に比べて、きわめてＢｑｔな構成で双方向伝送を実現
することができる。

次に、光フアイバ保持部３７（３８）の構造について。

説明する。

第４図は、第３図に用いられｂ光ファイバ保持部；へ７
（または：）８）の構造を示す図で、第４図（、）は正
面図、第４図（ｂ）は側断面図である。

この光フアイバ保持部３７（３８）は１円筒形状の１δ
成を有し、光フアイバ挿入用の穴４３．４４．４５をＪ
ｔ。

備する。第３図から明らかなように、穴４３は伝送用光
ファイバ７を取すイ」けるため、穴４４は光ファイバ９
’　（９）を取り伺けるため、六４５は光ファイバ３３
（３５）を取り付けるためのものである。穴４３と４４
、穴４３と４５の間隔は、ロット・レンズ２４（２７）
の傾斜端面に設けられた干渉膜フィルタ２３．２４（２
８゜２９）の角度ｏｒ（θ、’　）、０２（０，”）に
よって次まり、それらの角度に比例する。また、それら
の間隔は、ロット・レンズ２２（２７）の屈折率とその
屈折率分布定数の積に反比例する。第４図（、）に示す
ように、穴４３は、円筒状保持部３７（３８）の中心軸
（Ｘ−Ｘ’　、Ｙ−Ｙ’の中心軸）に設けられる。第４
図（ｂ）に示すように、ロット・レンズ２２（２７）側
の端面は角度０゜の傾斜を有しており、また他方の端面
ば光ファイバが複数本挿入されるように人口径の穴が設
けられている。

第５図は、第４図の光フアイバ保持部に光フフ゛イハを
挿入した揚ａの止面図と側断面図である。

光フンイバ保持部３７（３８）の片方の端面（つまりａ
）１〜・レンズ側）７１６は、角度０．で光ファイバご
と斜め研磨がｂｉ！！こされている。これは、各光フ・
ｒバ端面からの反射光が１．　Ｉ）側、受光器側あるい
は光フアイバ内に戻ってこないようにするためである。

角度０．の値は、数分の１度から１０度までの範囲内の
値に設定されるのが望ましい。通常は。

８度程度に設定される。また、この端面４Ｇには、反射
防止用のコーティング（Δｒくコーティング〕＠施こし
てもよい。光フアイバ保持部３７（：１８）の光学調整
は、矢印４Ｊまたは伺′の方向に回転させることにより
行われる。光フγ１′バフ、９’、３３の３本が右側端
面に挿入さ、１シているが、ここでは伝送用光ファイバ
７にｑｔ−モートの光ファイバが、光ファイバ９’、：
１３に多モード光ファイバがそれぞ、！（用いられてい
る。

第６１ａは、第３図に用いら４しる光フアイバ保持部の
鉋の実施例を示す図であって、■溝に２本の光ファイバ
を１７！Ｊ定したものである。第６図（ａ）は正断面図
、第６図（ｂ）は側面図である。第６図（ｉｌ）から明
らかなように、半円柱材４７．　／１８にＶ溝を形成し
、とＪしらのＶ溝に光ファイバ７．３３を固定配γ　置
した後、半円柱材４７．４８を合わせて５円柱状の光フ
アイバ保持部３７にする。この場合にも、光ファイバ７
がｘ−ｘ’　、ｙ−ｙ’の中心になるようにする。した
がって、半円柱１４４７．４８は中心を通る面で分割さ
れておらず、半円柱材４７のｖ溝の位置で中心軸を通る
ようになっている。

第７図は、第６図の光フアイバ保持部のさらに他の実施
例を示す図であって、■溝に３本の光ファイバを保持す
る場合である。

この場合にも、光ファイバ７はＸ−Ｘ’　、Ｙ−Ｙ′の
中心に固定配置される。光ファイバ９′。

３３としては、コア径、外径ともに大きいものを用い、
受光器への光（８号量の増大、光軸位はずれの補償等を
図っている。

光ファイバ７と９′、７と３３の各間隔は、干渉膜フィ
ルタ２３．２４の形成されている角度０．、ｔ）。

によって決定される。なお、角度０．．０．の製作！ζ
（差による光）ｒ・ｒバフと９′、７と；シ；３の間隔
のｉ゛Ｊｔけ、光フ、・イバ９′、３：１のコア径を人
きくす一トことに上り、」分にｈｌｉ償することができ
る。

したが−で　そ、１１以後は、光フアイバ保持部３７を
円周Ｊｌ向４１あるいは旧′に回転するだけで、光結合
調ツβをｔｊうことかできる。第７図の場合には。

第６１’＝Ｉど異なり、先ファイバ保持部：Ｉ７を’ｌ
’　−Ｙ　’を中心として左右に２分割して半円柱材４
す、５０を構成し５、そ１髪ぞれにＶ　ｉｌｌを３個設
ける。

中火のＶ　ｉ＋’ｌＷより両側のｖ：：ｌ’５が大きい
のは、：Ｉ７１′ｆ：、外ｔＹともに人きい光）γイバ
！ｌ　’　、　：ｌ：ｌ　ｆ、　ｌ−１：に配置７する
ためである１、なお、第５図、第（ｉ　ｌＹＩの場合に
ｔ）、コア径、外径の人さい光ファイバを用いることに
より１ｇη什、１ス（差によるず、スジを浦酢てきる５第８図は、第゛３図に用い：：ｌ　１．　’Ｄ、モニタ
光取出し用ガラスロッド、球レンズ、１・ｉｌｌ　ＩＩ
Ａフィルタイ１０ット・レンズおよび）＋６フアイバ保
持部を一体化した一体化でジュールの側断面図である。

第８図におい°ｒ、５１）’はモニタ光取出し用ガラス
ロッド、５１．５２．５３．５４はパッケージの部品、
５５は光学窓、５Ｇは電極である。

電極５６に隣接してＬＤＩが取り（１けらＪｌ　それに
隣接して球レンズ２が取すイ・口づられる。Ｕノド・レ
ンズ２２の球レンズ２側端而に干渉１模フィルタ２：３
゜′２４が取り旬けられ、さらにそのフィルタ２３．２
４と球レンズ２の１１１１に光学窓５５が設けられてい
る。ロット・レンズ２２の他方の端面には、僅かの間隙
を介して光フアイバ保持部３７が組み込まれており、そ
こに３本の光ファイバ７．９’、３３が挿入されでいる
。

第８図に示すように、光フアイバ保持部３７（３１１）
に円筒状のものを用いれば、１．　Ｉ）　ｌ　、モニタ
光取出し用ガラスロット５０′、球レンズ２．干ｅＩＩ
Ｑフィルタ伺ロット・１ノンズ２２および光フアイバ保
持ｆ：（５；３７を一体化することができ、双方向伝送
用光モンコールとして実現できる。モニタ用受光素子は
■、１）ｌのすぐ後（球レンズ２の反対側）に設けるか
、あるいはガラスロット５０′の後に設ける。これによ
り、従来のようにＬＤモジュールと光合分波器を別個に
ｄす直する鳴音に比べ、非常に（ｄ頼性が高く、小形化
　Ｏ（ロスト化ならびに低損失化が可能どなる。

なお、本発明では、光〕γｒバとしてｑｔ−モート・フ
ッ・イバを用いたが１本発明はこれに限定されず、多モ
ー１〜光ファイバを用いることができる。

なお、上記１．１〕を用いた実施例で多モード光ファイ
バを用いた場合には、球レンズ２を用いなくても光を７
アｒバフに結合させることができる。また、球レンズの
代りに円柱レンズを用いることもできる。

また、双方向光伝送路に伝送されるレーザ光は波長の異
なる３−）の光の場合を述べたが、３つに限定されず、
２波あるいは４波以」二でもよい。

また、Ｌ　Ｄ以外に、レーザ発振器として端面発光型１
面発光型などの発光ダイオードを用いることもできる。

発光ダイオードを用いる場合には、結合効率を効上させ
るために、発光ダイオード前面にレンズ、放物面などの
集光系を用い、かつほぼ平行光に近づけてから干渉膜フ
ィルタ付０ツド・レンズに入射させるようにすると良い
。また、発光ダイオードは、ＬＤに比べて発光スペクト
・ル分布が拡がっているので、干渉膜フィルタの減衰特
性がより急峻なものを用い、かつ波長間隔も広くとる方
が望ましい。また光ファイバ７の入射端面を、先球上に
したり、球レンズを取りつけてもよい。

さらに、ロッド・レンズの長さを、ｎ／４（ｎはＩｔ　
Ｌ　５・・・・）ピッチよりも若干短かくしてもよい。

なお、本発明の双方向伝送方式は、アナログ伝送、ディ
ジタル伝送のいずれにも適用できることは勿論である。

このように、本実施例で示したように、光フアイバ保持
部のほぼ中心軸に伝送用光ファイバを、その周辺に所定
の間隔で分波出光ファイバおよび合波用光ファイバを一
体的に固定配置するので、伝送用光ファイバへの光の結
合調整は、光フアイバ保持部を回転するのみで実施でき
る。したがって、伝送用光ファイバへの光結合調整と５
分波用および合波月光ファイバへの光結合調整とを独立
に行うことができるため、光学調整が簡単となり、熟練
を要しない。また、光フアイバ保持部に円筒状あるいは
円柱状のものを用いｊしば、温度変動に対しても安定で
ある。さらに１円筒状あるいは円柱状の光フアイバ保持
部に、光ファイバが一体的に固定配置さ４Ｌでいるので
、振動に対しても強く、各光フアイバ相互の間隔が変動
することはない。

光ファイバの間隔は、数百μｎｌ程度であるため、別個
に光フッ・イバを固定する方法では、振動に勾して不安
定であり、また固定する方法も難がしい。

さらに、ロット・レンズと円筒状あるいは円柱状の光フ
アイバ保持部を別個の円筒状容器で一体的に固定すれば
、別々にこれらを固定する場合に比べ、温度変動、！！
動に対して安定である。

また、！ＩＬ導体発光素子（ＬＩつ、ダイオード等）の
出射光を光ファｒバ内に導くためのロット・レンズにＴ
護膜フィルタを設けて、光結合と光合分波の２つの機能
を兼ね備えることにより双方向伝送を行っているので、
従来のような複雑な（構成をとることなく、簡単な構成
となり、さらに挿入損失が低く、低コストの双方向伝送
方式が実現できる。

また、従来の構成では、光合分波器の損失が１個当り５
ｄＢ近くもあるが、本実施例ではその１／３以下にでき
るので、それだけ長距離伝送がｉｉＪ能どなる。なお、
本発明では特に、伝送用光ファイバとして単一モード光
ファイバを用いた場合に有効である。

さらに、本実施例の干渉膜フィルタは、それぞれ光学特
性（透過および反射特性）の異なったものを、ロット・
レンズのＬＤ先先入側側端面、それぞれ異なった角度Ｏ
ｎ　（ｒ＋＝　１　、２．３・　・）で０層に形成でき
る。そして、上記ロフト・レンズの反対端面も斜め研磨
し、そのロット・レンズのほぼ中心軸上に伝送用光ファ
イバを、その周辺にｒ）本、の分波用および合波用光フ
ァイバをそれぞれ配置して、光フアイバ保持部で固定す
るので、１１波長の光伝送を２組のモジュールを用いて
実現することが可能である。また１分波用および合波月
光ファイバの前面のロット・レンズ端面に近端光漏洩抑
制用の干渉膜フイルタを形成させ、所望波長の光のみを
透過させるようにしてもよい。

なに、九ファイバ保ｒ、ｌｉ部の形状は、伝送用光ファ
ｒバがほぼ中心軸しに配置できる構造であれば、円筒状
あるいは円柱状以外に角型形状でもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、双方向伝送用光
モジュールをきわめて簡単な構造、かつ光結合調整の容
易な溝道にしたので、光の結合調も１時間の短縮、高結
合度調整、低コストおよび低損失の双方向光伝送が可能
となり、長距離伝送が期待できる。また、双方向伝送用
光モジユール構造のため、環境条イ′（の変動に対して
も安定であり、（Ｑ頼度が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の双方向光伝送方式のブロック図。第２図は第１図に用いる光分波器の説明図、第３図は本
発明の一実施例を示す双方向光伝送方式のブロック図、
第４図は第３図に用いられる光フアイバ保持部の構造を
示す図、第５図は第４図の光フアイバ保持部に光ファイ
バを挿入した場合の構造を示す図、第６図は第３図に用
いらＪＬる光フアイバ保持部の他の実施例を示す図、第
７図は第６図の光フアイバ保持部のさらに他の実施例な
示す図、第８図は本発明の一実施例を示す一律化モジュ
ールの側断面図である。ｌ、ビ、１’　：半導体レーザ（ＬＤ）、２．２’　。２′　：球レンズ、３．３’　、１６．　＋７．１８．
２２．２７゜３２：Ｏラド・レンズ、４．４’　、７．
９．９’　、３３゜３５＝光フアイバ、６．６’　：光
分波器、ＩＩ、　１１’　。１１″：受光器、１２．１２’　、１２″：増幅器−１
３，１３’　。１３＃：復調器、１４．１４’　、１／Ｉ’　：半導体
レーザ駆動回路、１５．１５’　、１５’　：情報信号
入力端子、１９：誘電体ミラー、　２０．２１．２３．
２４．２８．２９：干渉膜フィルタ、２Ｉ：ペンタプリ
ズム、２６．３１　：ロツド・レンズの端面、　２５．
３０ニスペーサ・ガラス、３７゜３８＝光ファイバ保持
部、４３．４４．４５：光フアイバ挿入穴、４６：光フ
アイバ保持部のハ端面、／１７・４８・４９．５０：Ｖ
溝を有する半円柱材、　５０’　Ｈモニタ光取出し用ガ
ラス・ロッド、５１〜５４：パンケージの部品、５５：
先学窓、５６二電極。第２図６／蚤り、５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　’Ｆ導体発光素子からの出射ｙ６を伝送出光フ
ァイバ内に結合するためのロッド・レンズと、該ロツ１
く・レンズのほぼ中心軸」二に配置された光フアイバ保
持手段を有し１．該ロッド・レンズの入射端側には、所
望の光学特性を持つＩ以」二の干渉膜フィルタを、また
−に紀元ファイバ保持手段の出η・１端側には、ト記Ｏ
ット・Ｌノンズのほぼ中心軸」−に配置さ汎た伝送用光
ファイバと、該伝送用光ファイバの同辺にＮｉさハ、１
―記−［汚：膜ファルタで分波または合波さＪしる九ｆ
Ｌｔ号を伝送するための１以上の）１６フアイバを、そ
れぞ、１シ・体的に固定することを特徴とする双方向伝
送用光モジュール、。
（２）ｉｉｉ記九配光イバ保持手段は、形状が円筒状ま
たは円柱状の溝造を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の双方向伝送用光モジュール。
（３）前記ロッド・レンズおよび光ファイバ保持手段は
、半導体発光素子、モニタ用受光素子および上記ロッド
・レンズに保持された複数本の光ファイバ等とともに、
別個の容器内に一体的に組み込まれていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の双方向伝
送用光モジュール。
（４）前記干渉膜フィルタは、それぞれ光学的特性の異
なるものがロッド・レンズの入射端側で、かつそれぞれ
異なった傾斜角度で複数層に形成され、各層からの反射
波が上記ロッド・レンズの出射端側のずらした位置に集
光されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
双方向伝送用光モジュール。
（５）１本の光フアイバ伝送路を介して、上り方向と下
り方向とで異なる波長の光信号を伝送する双方向光伝送
方式において、ｌ以」二の干渉膜フィルタを備えたロッ
ド・レンズと光フアイバ保持手段とを配置した光モジュ
ールを上り回線と下り回線の送信側にそＪＬぞれ設け、
上記光ファイバ保持手段には上記［護膜フィルタを通過
する光（８号を伝送するためのんファイバと２該に護膜
フィルタで分波または合波される光信号を伝送するだめ
の光ファイバとを収容し５．各）°乙ファイバに伝送路
と送信または受信側の素１′を接続して、２波以−にの
光１１１号の双方向伝送を行うことを特徴とする双方向
伝送８式。