JPS6161302B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体レーザと光フアイバを用いた
光通信方式に関し、更に詳しくは、一体の光フア
イバにより双方向に情報の伝達を行なう双方向光
通信方式に関するものである。

近年の、光源としての半導体レーザ、伝送路と
しての光フアイバ、及び周辺技術に関する研究、
開発の結果、光フアイバを伝送路とする光通信、
データリンクの本格的実用化が近づいている。こ
れらの本格的実用化に際しては、最終的には系全
体としてのコストが最大の問題となり、各デバイ
スのコスト低減が計られると共に系全体としての
構成要素を必要最小限に留めるための検討も進ん
でいる。その一つとして、高価な光フアイバを双
方向伝送路として用い、１本の光フアイバで双方
向の情報伝達を行なう双方向光通信方式が考えら
れている。

従来の、１本の光フアイバを用いた光通信方式
としては光フアイバの両端で、双方向の光信号を
分離する方法が考えられているが、この方式で
は、光フアイバの両端で、光源としての半導体レ
ーザと光検知器が一組ずつ必要であるばかりでは
なく、光フアイバの両端で光信号を分離するため
のデバイスが必要となり、系全体が複雑になり、
更にはコストも高くなるという欠点があつた。

本発明の目的は前述のような欠点を除去せし
め、半導体レーザを唯一つしか用いる必要がな
く、構成も簡便な双方向光通信装置を提供するこ
とにある。その目的を達するために、本発明は双
方向伝送のうち一方向は、通常のように、伝送し
ようとする信号に応じて、半導体レーザを変調
し、その放射レーザ光を光フアイバにより伝送
し、光検知器で受光することにより行ない、もう
一方向の伝送は光フアイバ出射蝶側で、伝送しよ
うとする信号に応じて光フアイバからの出射光を
変調し、再び、光フアイバを介して半導体レーザ
に帰還しそのときの半導体レーザの特性の変化を
検知することにより行なうものである。

以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に
説明する。第１図は、本発明に用いる半導体レー
ザの、光フアイバを介した自己結合効果を観測す
るために行なつた実験のブロツク図である。直流
定電流電源１により駆動される半導体レーザ２の
一方の出射端面からの放射レーザ光３は半導体レ
ーザ２の前方に設置された結合回路４により、効
率よく光フアイバ５に結合される。光フアイバ５
内を伝搬したレーザ光は光フアイバ５の出射端か
ら出て、光フアイバ５の出射端前方に置かれた収
束レンズ６により、収束レンズ６の更に前方に置
かれた反射鏡７上に収束される。反射鏡７の位置
及び角度を調整し、反射光８を再び収束レンズ６
を介して光フアイバ５に出射端側から再び結合せ
る。出射端側から再び光フアイバ５に入射したレ
ーザ光は、光フアイバ５の入射端から出て、結合
回路４を通り、帰還光９となつて、半導体レーザ
２の活性層内に帰還される。一方、半導体レーザ
２のもう一方の出射端からの放射レーザ光１０は
光検知器１１に入射し、帰還光９の有無による半
導体レーザ２の出力変化が観測される。

また、帰還光９の有無による。半導体レーザ２
の両端の電圧変化も同時に観測される。第２図
は、第１図に示した系により測定される帰還光９
の有無による半導体レーザの電流Ｉと出力Ｌの関
係の変化を示したものである。

光フアイバを介した帰還光によつても、半導体
レーザの出力の変化が観測されている。また、こ
れに伴う半導体レーザ両端の電圧変化も同様に観
測される。これは、光フアイバ出射端側で光フア
イバからの放射レーザ光を情報信号に応じて帰還
してやれば、それに応じた半導体レーザの特性の
変化が現われることを示しており、この方法によ
り、光フアイバ出射端側から入射端側への情報の
伝送が可能であることになる。

本発明はこの現象を応用したもので、光フアイ
バ入射端側から出射端側への情報伝送は通常のよ
うに半導体レーザを情報信号に応じて変調しその
放射レーザ光を光フアイバにより伝送することに
より行ない、光フアイバ出射端側から入射端側へ
の情報伝送は、上述のような光帰還により行なう
もので、用いる半導体レーザは唯一つだけでよ
く、半導体レーザ両端の電圧変化を検知する方法
によれば、光検知器も唯一つだけでよく、構成も
非常に簡便となる。

第３図は本発明による双方向光通信方式を実現
するための一実施例を示す図である。説明の便の
ために、第３図に於いて、光フアイバの２つの端
のうち半導体レーザ側を「Ａ側」もう一方を「Ｂ
側」と呼ぶことにする。まずＡ側からＢ側への情
報伝送について説明する。Ａ側からＢ側への伝送
しようとする信号（信号Ａと呼ぶ）をパルス変調
器２２の入力端子２１に加えるとPCM、PWM等
の方式のパルス変調器２２により変調信号とな
り、直流定電流電源２３による直流バイアスと共
に、半導体レーザ２４に加えられる。半導体レー
ザ２４の一つの出射端からの放射レーザ光２５
は、結合効率を高めるために半導体レーザ２４の
前方に設置された結合回路２６により光フアイバ
２７に結合される。光フアイバ２７内をＡ側から
Ｂ側へ伝搬したレーザ光は、光フアイバ２７のＢ
側端から出射し、光フアイバ２７のＢ側端の前方
に設置した収束光学系２８により、光検知器２９
に効率よく入射するように収束され、ハーフミラ
ー３２を通つて光検知器２９に入射する。光検知
器２９の電気出力を復調器３０に通せば、端子３
１に信号Ａが再生される。これは通常の光信号の
伝送と全く同様である。次にＢ側からＡ側への情
報伝送について説明する。まず、収束光学系２８
を出たレーザ光のうちハーフミラー３２により反
射されたものの収束位置に反射鏡３３を置き反射
光３４が再びハーフミラー３２により反射され、
収束光学系２８を通り光フアイバ２７に効率よく
再入射するように反射鏡３３の位置、角度を調整
しておく。これにより、反射鏡３３により反射さ
れたレーザ光は再び光フアイバ２７結合回路２６
を通り、帰還光３５となり、半導体レーザ２４に
入射する。半導体レーザ２４のもう一方の出射端
からのレーザ光３６の光検知器３７に入射する。
この状態で、ハーフミラー３２と反射鏡３３の間
の光路中に電気信号に応じて動作するチヨツパー
３８を挿入し、端子３９に加えた、Ｂ側からＡ側
へ伝送しようとする信号（信号Ｂ）を変調器４０
に通して得られた変調信号に応じてチヨツパ３８
を駆動すれば、それに応じて帰還光３５が変調さ
れるので、直流定電流電源２３による直流バイア
スを半導体レーザ２４の発振電流しきい値近傍よ
り大きくとつておけば、帰還光３４の変調に応じ
た出力変化が光検知器３７の出力変化となつて現
われる。ここで、光検知器３７により観測される
のは信号Ａと、帰還により生じた信号Ｂの重畳さ
れたものになるが、信号Ａ，Ｂの帯域を分けるこ
とにより、フイルタ等で簡単に分離が可能であ
る。光検知器３７の出力を復調器４１に通すこと
により端子４２に信号Ｂが再生される。チヨツパ
３８としては振動子等で光を遮つてもよいし、紙
テープを走査する方法、Ａ―Ｏ，Ｅ―Ｏ等の変調
器による方法等が考えられる。また本実施例では
帰還による半導体レーザの出力変化を検知した
が、半導体レーザ両端の電圧変化を検知してもか
まわない。

以上、詳細に説明したように本発明によれば唯
一本の光フアイバと唯一つの半導体レーザを用い
るだけで、双方向の光通信が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は半導体レーザの光フアイバを
介した自己結合効果を説明するための図、第３図
は本発明による双方向光通信装置の一実施例を示
す図である。 図に於いて、１，２３は直流定電流電源、２，
２４は半導体レーザ、３，１０，２５，３６はレ
ーザ光、４，２６は結合回路、５，２７は光フア
イバ、１１，２９，３７は光検知器、６，２８は
収束レンズ系、７，３３は反射鏡、３２はハーフ
ミラー、８，３４は反射光、９，３５は帰還光、
２２，４０は変調器、３０，４１は復調器、２
１，３１，３９，４２は端子、３８はチヨツパで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報信号に応じて、半導体レーザを変調し、
   前記半導体レーザからの放射レーザ光を光フアイ
   バにより伝送し、前記光フアイバの出射端で前記
   光フアイバからの出射光を検知し、電気信号に変
   換することにより、情報伝送を行なう光通信方式
   に於て、前記光フアイバ出射端側で、前記情報信
   号とは異なる第二の情報信号に応じて前記光フア
   イバからの出射光を変調し再び前記光フアイバに
   出射端側から入射させ、前記半導体レーザに帰還
   させ、前記光フアイバ入射端側で、前記帰還によ
   る前記半導体レーザの特性の変化を検知すること
   を特徴とする双方向光通信方式。