(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面が凸曲面形状である一本の光ファイバを伝送媒体として光信号の送受信を行う双方向光通信器において、
送信光を生成する発光素子と、
上記発光素子から出射された送信光を上記光ファイバの端面に集光して上記光ファイバに結合させる集光部材と、
上記光ファイバから出射される受信光を受光する受光素子とを備え、
上記光ファイバに入射する前の送信光の光軸と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθL、上記送信光の光軸が上記光ファイバの端面と交差する位置における上記光ファイバ端面の垂線と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθT、上記集光部材により集光された送信光の上記光ファイバに入射する前の開口数をＮＡ、上記光ファイバのコアの屈折率をｎf、上記送信光が上記光ファイバに入射する前に通過する空間の屈折率をｎ０として、上記光ファイバの光軸に対して上記光ファイバに入射後の送信光の開口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbを、
θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ／ｎ０)＋θT)}／ｎf]−θT
θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ／ｎ０)＋θT)}／ｎf]−θT
としたとき、
θfb≦０≦θfa
を満足することを特徴とする双方向光通信器。
【請求項２】
請求項１に記載の双方向光通信器において、
上記送信光の光軸を上記光ファイバの中心軸側から外周側に向って傾斜させて、上記送信光を上記光ファイバの端面に入射することを特徴とする双方向光通信器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の双方向光通信器において、
上記集光部材と上記光ファイバとの間に配置され、上記光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変換部材を備えたことを特徴とする双方向光通信器。
【請求項４】
請求項３に記載の双方向光通信器において、
上記光路変換部材が、上記送信光を屈折させることによりその送信光の光路を変えるプリズムであることを特徴とする双方向光通信器。
【請求項５】
請求項１または２に記載の双方向光通信器において、
上記集光部材が、上記光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変換機能を有することを特徴とする双方向光通信器。
【請求項６】
請求項５に記載の双方向光通信装置において、
上記集光部材が、上記送信光を反射させることによりその送信光の光路を変えて上記送信光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーであることを特徴とする双方向光通信器。
【請求項７】
光ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として上記複数の双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向光通信装置であって、
上記複数の双方向光通信器の少なくとも１つが請求項１乃至６のいずれか1つに記載の双方向光通信器であることを特徴とする双方向光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、双方向に光信号を送受信する双方向光通信器および双方向光通信装置に関し、詳しくはプラスチック光ファイバ等のマルチモード光ファイバを伝送媒体とする家庭内通信や電子機器間通信およびＬＡＮ(Local Area Network：ローカル・エリア・ネットワーク)等に用いられる双方向光通信器および双方向光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の進展に伴い、光ファイバによるネットワーク技術が注目されている。特に近年のＰＯＦ(Plastic Optical Fiber：プラスチック光ファイバ)の低損失化・広帯域化に伴い、家庭内通信やＬＡＮへの応用が進んでいる。従来、光ファイバを伝送媒体として同一波長の信号光の送受信を行う光通信装置では、二本の光ファイバを用いた全二重方式が主流であった。しかし、二本の光ファイバを用いた場合、光通信器の小型化が困難であることや、伝送距離が長くなるに伴って光ファイバのコストが高くなるという問題がある。このため、一本の光ファイバを用いて、全二重方式の光通信を行う双方向光通信器が提案されている。
【０００３】
このような一本の光ファイバを用いる双方向光通信器では、送信・受信を同一の光ファイバで行うことから、送信光と受信光の混信を防止することが重要となるが、受信光に送信光が混信する原因としては、
(i)  送信光が光ファイバに入射するときに光ファイバ端面で反射する場合(以下、「近端反射」という)
(ii)  光ファイバを伝播した送信光が光ファイバより出射するときに光ファイバ端面で反射する場合(以下、「遠端反射」という)
(iii)  通信相手の双方向光通信器からの反射する場合(以下、「相手モジュール反射」という)
(iv)  双方向光通信器内での内部散乱光による場合(以下、「迷光」という)
がある。
【０００４】
上記(i)〜(iv)のうち、(ii)の遠端反射は、光ファイバの端面形状によって決定されるものであり、双方向光通信器の構造による遠端反射の抑圧は困難である。例えば、プラスチック光ファイバでは、その端面が光軸に対して垂直な平面形状である場合、コアと空気との屈折率の違いにより、光ファイバからの出射光に対して約４％の遠端反射が生じる。このため、光ファイバの端面を加工することにより遠端反射を低減する方法が知られている。この遠端反射を低減する光ファイバの端面形状としては、特開平１１−７２６２２号公報に開示されているように、球面や楕円面のような曲面形状が遠端反射を低減するのに効果があることが知られている。
【０００５】
また、従来より提案されている一本の光ファイバで全二重通信が可能な双方向光通信器としては、特開平１１−２７２１７号公報,特開平１１−２３７５３５号公報および特開平１１−３５２３６４号公報に開示されているように、送信光を光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に送信光を入射させて、光ファイバから反射する光(近端反射)が入射しない位置に受光素子を配置する方法がある。これについて、図１４に示す双方向光通信器に基づいて説明する。
【０００６】
図１４において、発光素子３０４から出射された送信光３１３は、レンズ３０６により集光されると共に、立上げミラー３０８により光路変換されて、光ファイバ３０２端面の中心からずれた位置に入射される。一方、光ファイバ３０２から出射される受信光３０９は、光ファイバ３０２に対向して配置された受光素子３０５に結合される。上記立上げミラー３０８により光路変換された送信光３１３は、光ファイバ３０２の外周方向から中心方向に傾斜して光ファイバ３０２に入射される。このため、光ファイバ３０２で反射された反射光３１７は、光ファイバ３０２の外周方向に向かい、受光素子３０５以外の部分に照射され、近端反射による混信を防止することができる。また、送信光３１３の開口数(ＮＡ)を小さくすることにより、反射光３１７の広がりを少なくすることができ、より確実に近端反射を防止できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４に示す双方向光通信器を端面が球面等の曲面形状の光ファイバの場合に適用しようとすると次のような問題が生じる。
【０００８】
上記光ファイバに入射した送信光は、光ファイバのコアと外部(空気)との屈折率の違いにより屈折する。例えば、端面が球面の光ファイバでは、光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に入射した送信光は、光ファイバの中心方向に向かって屈折し、その屈折角は送信光の光ファイバヘの入射位置が光ファイバの外周部になる程大きくなる。この場合、図１５に示すように、光ファイバ２中の送信光８は、光ファイバ２の光軸に対して角度が大きい成分(高次モード)が大半となり、光ファイバ２の光軸に対して角度が小さい成分(低次モード)が少なくなる。通常、送信光８のモードは光ファイバ２を伝搬中に変換されるため、光ファイバ２からの出射光の分布は、入射光の状態に影響されず光ファイバ２の特性のみで決定される。このため、送信光８は、光ファイバ２に結合する条件(光ファイバ２の開口数ＮＡより送信光８の開口数ＮＡを小さくする)のみを考慮して光ファイバ２に入射すればよかった。しかしながら、近年、機器間伝送等においても必要伝送容量が増大したことから、伝搬距離が１ｍ程度と短い場合にも光ファイバを用いた通信が適用されるようになり、新たな問題が発生している。すなわち、伝送距離が短い場合、十分にモードが変換されないため、その出射光は入射光の状態を大きく反映したものとなり、例えば、図１５に示すように、光ファイバ２の球面形状の端面の中心から半径方向にずれた位置に送信光８を入射した場合、その出射光の放射強度分布は、図１６の実線で示すように、光ファイバの中心部から放射される光量が少なく、外周部の光量が多いリング形状の分布となる。特にＰＯＦのように大口径でモード数の多い光ファイバではこの影響が大きくなる。
【０００９】
一方、伝送距離が長い場合や、光ファイバの中央に送信光を入射した場合は、図１６の破線で示すように、光ファイバの中心からの放射強度が強い分布となる。このように、伝送距離や送信光の入射条件により光ファイバからの出射光の放射強度分布が大きく変化すると、受光素子の配置によりどちらかの場合に受信効率が大幅に悪化するため、ダイナミックレンジを超えてしまうという問題がある。特に、一本の光ファイバで全二重通信を行う双方向光通信器では、送信光を光ファイバ端面の中心から半径方向ずれた位置に入射するため、受信効率の変動が大きくなったり、伝送距離の制限が生じてしまうという問題がある。
【００１０】
さらに、従来の双方向光通信器では、相手モジュール反射の低減方法が開示されておらず、相手モジュール反射による混信も問題となっている。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、一本の光ファイバによる全二重方式の双方向通信が可能であり、伝送距離による受信効率の変動を少なくして、伝送距離の制限を少なくできると共に、送受信光間の混信を低減できる安価で小型の双方向光通信器および双方向光通信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の双方向光通信器は、端面が凸曲面形状である一本の光ファイバを伝送媒体として光信号の送受信を行う双方向光通信器において、送信光を生成する発光素子と、上記発光素子から出射された送信光を上記光ファイバの端面に集光して上記光ファイバに結合させる集光部材と、上記光ファイバから出射される受信光を受光する受光素子とを備え、上記光ファイバに入射する前の送信光の光軸と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθL、上記送信光の光軸が上記光ファイバの端面と交差する位置における上記光ファイバ端面の垂線と上記光ファイバの光軸とのなす角度をθT、上記集光部材により集光された送信光の上記光ファイバに入射する前の開口数をＮＡ、上記光ファイバのコアの屈折率をｎf、上記送信光が上記光ファイバに入射する前に通過する空間の屈折率をｎ０として、上記光ファイバの光軸に対して上記光ファイバに入射後の送信光の開口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbを、
θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ／ｎ０)＋θT)}／ｎf]−θT
θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ／ｎ０)＋θT)}／ｎf]−θT
としたとき、
θfb≦０≦θfa
を満足することを特徴としている。
【００１３】
上記構成の双方向光通信器によれば、上記光ファイバの光軸に対して光ファイバに入射後の送信光の開口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbが上記条件を満たすように、送信光を光ファイバに入射させることによって、光ファイバに入射した送信光が低次モードを含むため、光ファイバの他端から出射する放射光の分布が光ファイバの中心部より周辺部が強いリング状分布とならずに、伝送距離の短い光ファイバでも出射光が放射角度０゜で最大放射強度となる分布とすることができる。したがって、光ファイバからの出射光の放射強度分布の変動を低減でき、伝送距離による受信効率の変動を抑制して伝送距離の制限を少なくできる。
【００１４】
また、一実施形態の双方向光通信器は、上記送信光の光軸を上記光ファイバの中心軸側から外周側に向って傾斜させて、上記送信光を上記光ファイバの端面に入射することを特徴としている。
【００１５】
上記実施形態の双方向光通信器によれば、上記送信光の光軸を光ファイバの中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信光を光ファイバの端面に入射することによって、送信光を光ファイバの端面のより外周側に入射させることができるため、送信領域を小さくして受信領域を拡大することにより受信効率を向上できる。また、送信光が入射される光ファイバ端面からの反射光を光ファイバの外側に向けることができることから、近端反射の抑制効果がある。
【００１６】
また、一実施形態の双方向光通信器は、上記集光部材と上記光ファイバとの間に配置され、上記光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変換部材を備えたことを特徴としている。
【００１７】
上記実施形態の双方向光通信器によれば、上記集光部材と光ファイバとの間に配置された光路変換部材によって、上記光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記送信光を導くようにその送信光の光路を変えるので、送信光の光ファイバヘの入射角度の最適化が容易に行え、また、双方向光通信器の小型化や受信領域の拡大による受信効率の向上が図れる。
【００１８】
また、一実施形態の双方向光通信器は、上記光路変換部材が、上記送信光を屈折させることによりその送信光の光路を変えるプリズムであることを特徴としている。
【００１９】
上記実施形態の双方向光通信器によれば、上記送信光を屈折させることによりその送信光の光路を変えるプリズムを上記光ファイバの近傍に配置することによって、光ファイバの直前で光路変換を行えるため送信部と受信部の配置の自由度を増すことができると共に、プリズムの傾斜角を適宜設定することにより相手モジュール反射を低減できる。
【００２０】
また、一実施形態の双方向光通信器は、上記集光部材が、上記光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に上記送信光を導くように上記送信光の光路を変える光路変換機能を有することを特徴としている。
【００２１】
上記実施形態の双方向光通信器によれば、上記集光部材が有する光路変換機能によって、上記光ファイバの端面の中心から半径方向にずれた位置に送信光を導くように送信光の光路を変えて、送信光の集光と光路変換を１つの部材で行えるので、低コスト化と小型化ができる。
【００２２】
また、一実施形態の双方向光通信器は、上記集光部材が、上記送信光を反射させることによりその送信光の光路を変えて上記送信光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーであることを特徴としている。
【００２３】
上記実施形態の双方向光通信器によれば、上記送信光を反射させることによりその送信光の光路を変えて送信光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーを上記光ファイバの近傍に配置することによって、その反射ミラーにより光ファイバの直前で光路変換を行えるため、送信部と受信部の配置の自由度を増すことができる。
【００２４】
また、この発明の双方向光通信装置は、光ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として上記複数の双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向光通信装置であって、上記複数の双方向光通信器の少なくとも１つが上記双方向光通信器であることを特徴としている。
【００２５】
上記構成の双方向光通信装置によれば、光ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双方向通信器の少なくとも1つに上記双方向光通信器を用いることによって、一本の光ファイバで全二重方式の通信を行うことができ、伝送距離による受信効率の変動を少なくして、伝送距離の制限を少なくできる安価で小型の双方向光通信装置を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の双方向光通信器および双方向光通信装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２７】
(第１実施形態)
図１はこの発明の第１実施形態の双方向光通信器を用いた双方向光通信装置の基本構成を示す概略図である。この双方向光通信装置３は、図１に示すように、伝送するデータ信号に基づく、伝送に適した変調光を双方向に伝送するための一本の光ファイバ２と、その光ファイバ２の両端に光学的に結合するように、それぞれ接続された双方向光通信器１とを備えている。
【００２８】
図２は上記双方向光通信器１の概略構成を示す断面図である。この双方向光通信器１は、データ信号に基づく変調光である送信光８を生成する発光素子４と、上記光ファイバ２からの受信光９を受光してデータ信号を生成する受光素子５と、上記発光素子４から出射される送信光８を集光して光ファイバ２に結合させる集光部材としての送信レンズ６と、光ファイバ２から出射される受信光９を反射して受光素子５に結合させる反射ミラー７とを有している。上記送信レンズ６および反射ミラー７は共に光学部材１０に形成されている。上記発光素子４は、ＳｉＣ等の放熱特性に優れたサブマウント１２上に配置されている。これらの構成部材(発光素子４,受光素子５,光学部材１０およびサブマウント１２)は、ステム１３上に位置合わせされて配置されている。そして、上記ステム１３を図示しない制御回路に電気的に接続している。
【００２９】
上記発光素子４により生成された送信光８は、発光素子４の放射角度にしたがって放射状に発散する。その後、送信光８は、送信レンズ６で任意の開口数に変換されて集光され、光学部材１０を通過して、端面が球面形状の光ファイバ２に結合する。上記光ファイバ２から出射される受信光９は、反射ミラー７により受光素子５方向に反射されると共に、曲率を有する反射ミラー７により集光されて受光素子５に結合する。このように、送信光８と受信光９とを光ファイバ２の口径内で空間的に分離する場合、光ファイバ２の送信光８が入射する位置から出射される受信光９は受光素子５に結合しないため、送信光８が入射する光ファイバ２の位置は、光ファイバ２の端面の外周側とし、かつ、送信領域を小面積とすることで、受信光９を効率良く受光素子５に結合できるようになる。
【００３０】
また、上記光学部材１０は、送信光８が出射する面に光ファイバ２の光軸に対して傾斜した光路変換部材としてのプリズム１１を有しており、送信光８を屈折させることでその光路を変換して光ファイバ２の端面に入射させている。また、反射ミラー７の一部(遮光部１６)は、光ファイバ２に接触または近接させて配置されている。
【００３１】
上記光ファイバ２に入射する送信光８の一部は、光ファイバ２の端面で反射される。一方、送信光８の光ファイバ２での反射光は、反射ミラー７の遮光部１６により遮光されて、受光素子５に結合せず、近端反射による混信を防止することができる。
【００３２】
また、一本の光ファイバ２により、空間的に送受信光を分離する場合、図３に示すように、光ファイバ２の送信光８が結合する送信領域を小さくすることにより、受信領域が大きくなり、利用できる受信光９を増加させることができ、受信効率の良い双方向光通信器１を得ることができる。そのためには、送信光８と受信光９との分離を、いかに光の損失を少なく行うかが重要となる。この第１実施形態で示した方式では、薄膜の反射ミラー７により送受信光の分離を行なっているため、遮光部の損失を実質的に零とすることができる。また、反射ミラー７の極近傍に送信光８を通過させることが可能となり、送信領域と受信領域の境界をほとんどなくすことができ、受信領域をより拡大することが可能となる。
【００３３】
次に、図４に基づいて近端反射および迷光の防止原理を説明する。
図４に示すように、送信光８を光学部材１０のプリズム１１で屈折させて、その屈折した送信光８の光軸を光ファイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信光８を光ファイバ２の端面に入射する。その光ファイバ２の端面からの反射光１７の大半は、受光素子５とは逆方向の光ファイバ２の外周側に向かって反射されるため、近端反射による混信が生じにくくなる。すなわち、近端反射を防止するためには、送信光８の光軸を光ファイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信光８を光ファイバ２の端面に入射させることが好ましい。しかし、送信光８の開口数ＮＡによる広がりや光ファイバ２の端面汚れ等による散乱光２２は、受光素子５側に反射されるため混信の原因となる。この第１実施形態では、光学部材１０のプリズム１１の先端であり、かつ、反射ミラー７の一部である遮光部１６は、光ファイバ２に接触するか、または、数十〜数百μｍ離れた位置に設置されているため、上記散乱光２２を含む反射光１７は、反射ミラー７の受信光９が入射する側とは反対の面により反射(遮光)され、受光素子５側に入射するのを防止する。
【００３４】
また、発光素子４から放射された送信光８の一部は、送信レンズ６に入射せずに迷光１８となって双方向光通信器１内を散乱する。しかし、受光素子５は、反射ミラー７により、発光素子４がある側の光学部材１０から光学的に分離されていることから、迷光１８が受光素子５に結合するのを防止することができる。さらに、上記発光素子４の組み立て公差により、発光素子４の位置ずれが生じた場合でも、予期しない迷光１８が受光素子５に入射することがないため、発光素子４の組み立て公差を大きくすることができ、組み立てコストを低減することができる。また、反射光１７も迷光となって双方向光通信器１内を散乱するが、同様の理由により受光素子５に結合しない。すなわち、反射ミラー７は、受信光９を反射・集光して受光素子５に結合させると共に、反射光１７や散乱光２２、迷光１８を受光素子５から光学的に分離する働きを有している。この反射ミラー７は、光学部材１０にアルミニウム等の薄膜を蒸着法等により成膜したものを使用している。さらには、反射ミラー７により受光素子５が分離されていることから、迷光の影響を気にすることなく、発光素子５の配置を決定することができ、双方向光通信器１の設計自由度が増し、組立て調整が容易な配置にすることができる。
【００３５】
次に、図５に基づいて相手モジュール反射の防止原理を説明する。
この第１実施形態の双方向光通信器１において相手モジュール反射が生じる要因としては、受光素子５の表面で反射した素子反射光１９が再び光ファイバ２に結合する場合と、光ファイバ２から出射される受信光９の一部が、光学部材１０に照射される面(主に、プリズム１１)で反射したプリズム反射光２０が再び光ファイバ２に結合する場合の２つがある。
【００３６】
図５に示すように、受光素子５の受光面は、通常、例えば窒化シリコン等の薄膜により反射防止コートとすることで受信光９の反射を防止し、受光効率を向上させる。しかし、受信光９は、全てが受光面に入射するわけではなく、その一部が受光面以外に入射して反射し、相手モジュール反射の原因となる。このため、受光面以外の部分にも、例えば、黒色の着色レジスト等、使用する波長領域での光吸収率が高く、かつ、反射率の低い材料により、反射防止膜を形成して、より確実に相手モジュール反射を抑制している。
【００３７】
また、上記プリズム反射光２０については、プリズム１１の傾斜角度θPを最適化することにより、プリズム反射光２０が光ファイバ２に入射しても、結合しないようにすることができる。すなわち、プリズム反射光２０が光ファイバ２の開口数の角度(入射ひとみの半径が物点において張る角)より大きな角度で光ファイバ２に入射するようにすればよい。そのためには、プリズム１１の光ファイバ２の光軸に対する傾斜角度を光ファイバ２の開口数ＮＡ程度以上に設定すれば良い。例えば、開口数ＮＡ０.３の光ファイバ２を用いる場合、傾斜角度θPは１０゜以上、好ましくは１７゜以上とすれば良い。また、受信光９が照射される光学部材１０の面(プリズム１１が形成された面)にＡＲコートを行ない、反射率を低減させても良い。しかし、プリズム１１の傾斜角度θPを変化させた場合、光ファイバ２への送信光８の入射角度も変化するため、後述するように短い光ファイバ２でも出射光の放射強度分布がリング状とならない条件を考慮してプリズム１１の傾斜角度θPを設定する必要がある。
【００３８】
次に、光ファイバの遠端反射について説明する。
光ファイバの端面が光軸に対して垂直となっている場合、空気と光ファイバとの屈折率差から約４％の遠端反射が生じる。この遠端反射は、光ファイバの端面形状を工夫することで低減することが可能となる。例えば、図６(ａ)に示すように、光ファイバ２Ａの端面を光軸に対して傾斜させる方法と、図６(ｂ)に示すように、光ファイバ２Ｂの端面を曲面にする方法がある。両方の方法とも、光ファイバ２Ａ,２Ｂの端面での遠端反射の方向を変えて、反射光の角度を光ファイバ２Ａ,２Ｂの開口数以上にすることにより遠端反射が光ファイバ２Ａ,２Ｂを伝搬しないようにしている。しかし、図６(ａ)のように端面を傾斜させた場合、光ファイバ２Ａが軸中心に回転することにより傾斜方向が変化してしまうため、近端反射の防止が困難となってしまう。また、光ファイバ２Ｂの端面の傾斜方向を一定とするために、光ファイバ２Ｂの挿入方向を固定すると使い勝手が悪くなってしまう。このため、光ファイバ２Ｂの端面は、図６(ｂ)に示すように、光ファイバ２Ｂの中心を頂点とした回転対称性を有する曲面であることが好ましい。加工上の問題から、上記端面形状は球面であることがより望ましい。特に、ＰＯＦでは、端面を任意の形状のホットプレートに押し付けて溶融させることにより、容易に傾斜加工や球面加工が可能である。また、光ファイバの端面を球面形状にすることにより、受信光を集光させて出射させることができるので、受信効率を向上させることができるという効果も生じる。
【００３９】
次に、光ファイバへの送信光の入射角度について説明する。
図１５に示すように、曲面形状の端面を有する光ファイバ２に送信光８を入射した場合、屈折により光ファイバ２に入射後の送信光８の光軸が変化する。例えば１ｍ程度と短い光ファイバ２では、光ファイバ２に入射後の送信光８の光軸方向により、光ファイバ２の他端から出射する光の放射強度分布が変動してしまう。一方、例えば５０ｍ程度と比較的長い光ファイバ２では、送信光８が伝搬中にそのモードが変換されることから、他端から出射する放射光は、光ファイバ２の構造(開口数ＮＡ)で決定される分布となり、入射条件に依存しない。特に、光ファイバ２に入射した送信光８の大半が高次モードである場合、光ファイバ２からの出射光は図１６の実線に示すように、放射角度が０゜の部分が放射強度のピークとならないリング状の分布となることがある。一方、光ファイバ２の光軸に対して送信光８の光ファイバ２内での光軸の傾斜が少ない場合(低次モードが多い場合)、図１６の破線に示すように、放射角度０゜のときの放射強度がピークの分布となる。伝送距離が長い場合は、図１６の破線と同様に放射角度０°のときの放射強度がピークの分布となる。伝送距離により出射光の放射強度分布が大きく変化すると、受信効率も変動してしまい、受信系のダイナミックレンジ以上となると受信できなくなるため、伝送距離に制限が生じてしまう。このため、伝送距離によらず、光ファイバ２からの出射光の分布が図１６の破線に示すように、放射角度０゜のときの放射強度がピークとなる分布にすることが好ましい。
【００４０】
このためには、送信光８の光ファイバ２への入射角度は、光ファイバ２に入射後に低次のモードが存在する条件とすると良い。すなわち、光ファイバ２に入射後の送信光８の一部が光ファイバ２の光軸に平行とすることが好ましい。
【００４１】
次に、この光ファイバ２に入射後に低次のモードが存在する条件となる送信光８の入射角度について説明する。
図７は送信光の光ファイバヘの入射状態を説明する概略図を示し、光ファイバ２の光軸と送信光８の光軸のなす角度をθL、光ファイバ２端面の曲率半径をＲ、送信光８の光ファイバ２への入射位置Ｓを光ファイバ２の中心軸から半径方向にｒずれた位置とする。上記位置Ｓにおいて、垂線と光ファイバ２の光軸のなす角度θTは、
θT＝Ｓin-1(ｒ／Ｒ)
となる。したがって、光ファイバ２のコアの屈折率をｎf、外部(空気)の屈折率をｎ０、光ファイバ２に入射後の送信光８の光軸８aと光ファイバ２の光軸のなす角をθfとすると、
θf＝Ｓin-1{ｎ０／ｎf  Ｓin(θL＋θT)}−θT  ……………  (１)
となる。また、図８に示すように、送信光８(光軸８a)の開口数ＮＡによる広がりを考慮すると、光ファイバ２の光軸と、光ファイバ２に入射後の送信光８の開口数ＮＡによる最外周の送信光とのなす角度θfa、θfbはそれぞれ、
θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ／ｎ０)＋θT)}／ｎf]−θT
……………  (２)
θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ／ｎ０)＋θT)}／ｎf]−θT
……………  (３)
となる。少なくとも送信光８が光ファイバ２に入射した後、光ファイバ２の光軸に平行な成分(低次モード)が存在するためには、
θfb≦０≦θfa  ………………  (４)
の条件を満足すればよい。
【００４２】
上記条件を満たすように、送信光８を光ファイバ２に入射させることにより、短い光ファイバ２でも出射光が放射角度０゜で最大放射強度となる分布とすることができる。
【００４３】
次に、図２に示すこの第１実施形態での双方向光通信器１の場合について具体的に説明する。
【００４４】
図２に示すように、送信光８は、発光素子４から光ファイバ２の光軸と平行に放射され、送信レンズ６で任意の開口数ＮＡに変換される。そして、送信レンズ６で変換された送信光８は、プリズム１１により屈折させて、光ファイバ２への入射角度を変換している。例えば、光ファイバ２として口径１ｍｍのＰＯＦ(屈折率ｎf＝１.５)を用い、その光ファイバ２の端面の曲率半径をＲ＝１.６ｍｍ、入射位置を定めるずれｒ＝０.４８ｍｍ、送信光８の開口数ＮＡ＝０.１、外部(空気)の屈折率ｎ０＝１、光学部材１０の屈折率ｎＢ＝１.５とした場合、プリズム１１の傾斜角度θPとθfa,θfbとの関係は図９のようになる。また、光ファイバ２への送信光８の入射位置のみをｒ＝０.２８ｍｍに変更した場合は図１０のようになる。
【００４５】
すなわち、入射位置がｒ＝０.４８ｍｍの場合に(４)式を満足するプリズム１１の傾斜角度θPは１.４゜〜３１.６°、入射位置がｒ＝０.２８ｍｍの場合には−６.８゜〜２５.６゜となり、この場合、光ファイバ２からの出射光が光ファイバ２長さによらず、常に放射角度０°が最大となる放射強度分布とすることができる。
【００４６】
また、図１１は、入射位置がｒ＝０.２８ｍｍの場合に長さ１ｍの光ファイバ２から出射される出射光の放射強度分布を測定した結果を示している。プリズム１１の傾斜角度θPが１０゜の場合、放射角度０゜で最大となる放射強度分布になっているのに対し、傾斜角度θPが２６゜になると若干放射角度０°の強度が減少し、傾斜角度θPが３０゜で完全にリング状の分布となっている。また、プリズム１１の傾斜角度θPが小さい方では、−７゜で２６゜と同等の分布となった。すなわち、プリズム１１の角度を約−６゜〜２５゜の範囲に設定することにより放射角度０゜が最大となる放射強度分布となる。
【００４７】
また、光ファイバ２は、光ファイバ２自身のコア径の公差や双方向光通信器１の組立て公差等により、双方向光通信器１に対する位置が変動する。例えば、光ファイバ２として口径１ｍｍのＰＯＦを用いる場合、コア径の公差は±６０μｍ程度(ＪＩＳ  Ｃ６８３７)あり、組立て公差を考慮すると、±１００μｍ程度の軸ずれが生じる。このため、この軸ずれが生じても問題無いようにプリズム１１の傾斜角度θPを設定する必要がある。送信光８の光ファイバ２への入射位置をｒ＝０.３８ｍｍにした場合、公差による軸ずれ±１００μｍにより、ｒ＝０.２８〜０.４８ｍｍの間で変動する。したがって、図９,図１０より、ｒ＝０.４８ｍｍとｒ＝０.２８ｍｍの両方で(４)式を満足するようにプリズム１１の傾斜角度θPを１.４゜〜２５.６゜の範囲で設定する必要がある。
【００４８】
また、上記プリズム１１は、相手モジュール反射を低減する役割もあり、プリズム１１の傾斜角度θPが大きい程、この効果が大きいため、プリズム１１の傾斜角度θPは上限に近い値(２０゜〜２５゜程度)に設定することが好ましい。この場合、送信光８の光軸を光ファイバ２の中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信光８を光ファイバ２の端面に入射するため、前述したように、近端反射の抑制も可能となる。
【００４９】
以上のように、光ファイバ２への送信光８の入射角度を(２),(３),(４)式のように設定することにより、伝送距離による光ファイバ２からの出射光の放射強度分布の変動を低減することが可能となるため、受信効率の変動が少なく、短距離から長距離まで通信が可能な双方向光通信器１を得ることができる。
【００５０】
また、プリズム１１を用いて、光ファイバ２の近傍で送信光８の光路を変換することにより、送信系と受信系の配置の自由度を増すことができ、小型で高効率な双方向光通信器１を得ることが可能となる。
【００５１】
次に、電気的・電磁的混信の防止方法について説明する。
図２において、ステム１３は受光素子５のグランド電極と接続されている。また、サブマウント１２はＳｉＣ等の絶縁体で形成されており、発光素子４と受光素子５が電気的に分離されている。また、反射ミラー７は、光学部材１０の下部にも電極２１を形成しており、その電極２１により反射ミラー７をステム１３と電気的に接続している。すなわち、発光素子４から見た場合、受光素子５は反射ミラー７およびステム１３によりシールドされており、これにより、電磁的な混信を抑制している。上記反射ミラー７は、図２の光学部材１０の左下側からアルミニウムや金等の反射率が高く導電性を有する材料を蒸着することにより形成される。このとき同時に、電極２１を形成する。反射ミラー７および電極２１は、光学部材１０の下部側の全面となるため、マスク等によるパターニングを行なうことなしに簡単に形成することができる。また、発光素子４およびモニターフォトダイオード１４は、送信部カバー１５により覆われている。この送信部カバー１５は、光学部材１０とステム１３とに接着しており、発光素子４を外気から封止している。また、上記送信部カバー１５をステム１３に電気的にも接続しており、送信部カバー１５は、発光素子４を外部から電磁的に封止する役割も有している。また、光学部材１０の一部を発光素子４の封止部材の一部(通常のカバーガラスに相当するもの)に使用しているため、部品点数の低減につながり、部品コストが低減できると共に、製造行程も簡略化することができる。
【００５２】
上記光ファイバ２としては、例えばＰＯＦ等のマルチモード光ファイバを用いることが好ましい。ＰＯＦは、コアがＰＭＭＡ(Polymethyl Metha Acrylate：ポリメチルメタクリレート)やポリカーボネート等の光透過性に優れたプラスチックからなり、クラッドは上記コアより屈折率の低いプラスチックで構成されている。このような光ファイバ２では、石英光ファイバに比べそのコアの径を約２００μｍから約１ｍｍと大きくすることが容易であることから、双方向光通信器１との結合調整が容易であり、安価な双方向光通信装置３を得ることができる。この第１実施形態で示したように、送信光８と受信光９を空間的に分離する場合、コア径は１ｍｍ程度のものを使用することが好ましい。
【００５３】
また、コアが石英ガラスよりなり、クラッドがポリマーで構成されたＰＣＦ(Plastic Clad Fiber：プラスチック・クラッド・ファイバ)を用いても良い。ＰＣＦは、ＰＯＦに比べると価格が高いが、伝送損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴がある。このため、ＰＣＦを伝送媒体とすることにより長距離での通信やより高速での通信を行うことができる双方向光通信装置３を実現することができる。
【００５４】
また、上記発光素子４としては、半導体レーザや発光ダイオード(ＬＥＤ)が用いられる。この発光素子４の波長としては、使用する光ファイバ２の伝送損失が少ない波長で、かつ安価であることが好ましい。例えば、光ファイバ２としてＰＯＦを用いる場合、ＤＶＤ(デジタル・バーサタイル・ディスク)等において量産効果のある波長６５０ｎｍの半導体レーザ等を用いることができる。また、発光素子４の後部にモニターフォトダイオード１４を配置することによって、モニターフォトダイオード１４を用いて発光素子４の光量を一定に保つようにしている。
【００５５】
また、上記受光素子５としては、受光した変調光の強弱を電気信号に変換し、発光素子４の波長域で感度の高いフォトダイオードを使用し、例えば、シリコンを材料とするＰＩＮフォトダイオードやアバランシェフォトダイオード等を用いる。
【００５６】
また、上記光学部材１０は、ＰＭＭＡまたはポリカーボネート等のプラスチックを材料とし、射出成形等により作製する。そして、反射ミラー７となる側にアルミニウムや金等といった反射率の高い金属薄膜を蒸着法等により形成している。また、反射ミラー７は、図２に示す光学部材１０の左下側から蒸着することにより、マスク等によるパターニングを行なうことなしに簡単に形成することができる。上記反射ミラー７は、凹曲面となっており、受信光９を集光する役割を有している。また、光学部材１０下面のステム１３と接触する面には、電極２１が形成されている。この電極２１は、反射ミラー７と同時に蒸着法等により形成され、反射ミラー７に少なくともその一部が繋がっている。上記光学部材１０には、送信光８を集光して光ファイバ２に結合させる送信レンズ６と、送信光８を屈折させて光ファイバ２に入射させるプリズム１１および発光素子５との位置合わせに使用する位置決め用の切欠き部(図示せず)が形成されている。また、光学部材１０は、発光素子４の封止部材の一部としても用いられる。このように一つの光学部材１０に多数の機能を持たせているため、構成部材を大幅に低減できると共に、組立て時の公差を低減できるため、低コストで小型な双方向光通信器１を得ることが可能となる。さらに、一つのステム１３上に発光素子４、受光素子５、光学部材１０をそれぞれ光ファイバ２の光軸と平行に配置することができ、複雑な組立て工程が必要なくなり、組立て工程を大幅に低減することが可能となる。
【００５７】
以上のように、この第１実施形態において、双方向光通信装置３を構成する双方向光通信器の少なくとも一方として双方向光通信器１を用いることによって、近端反射、遠端反射、相手モジュール反射および迷光による光の混信を防止でき、また、電気的・電磁的混信も低減できることから、一本の光ファイバ２による全二重方式の双方向光通信が可能となる。
【００５８】
また、上記送信光８の光ファイバ２への入射角度を(４)式のように設定することにより、光ファイバ２からの出射光の放射強度分布の変動を少なくすることができ、伝送距離の範囲を広くすることができ、受信部のダイナミックレンジを大きく取ることができる。さらに、プリズム１１により光ファイバ２に入射する前に送信光８の光路を変換していること、さらにまた、一つの光学部材１０に多数の機能を持たせていることから、低コストで小型であり、かつ、容易に製造可能な双方向光通信器１を得ることができる。
【００５９】
(第２実施形態)
図１２はこの発明の第２実施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図である。この双方向光通信器は、データ信号に基づく変調光である送信光１０８を生成する発光素子１０４と、光ファイバ１０２からの受信光１０９を受光してデータ信号を生成するための受光素子１０５と、上記発光素子１０４から出射される送信光１０８を反射して光ファイバ１０２に結合させる反射ミラー１０７と、上記光ファイバ１０２から出射される受信光１０９を集光して受光素子１０５に結合させる集光部材としての受信レンズ１２４とを有している。上記反射ミラー１０７および受信レンズ１２４は共に光学部材１１０に形成されている。
【００６０】
この第２実施形態では、第１実施形態の場合の発光素子と受光素子の配置が逆の場合を示している。すなわち、発光ダイオード(ＬＥＤ)等の発光素子１０４から出射される送信光１０８は、光学部材１１０に形成された凹曲面形状の反射ミラー１０７により反射されると共に集光されて、端面が凸曲面形状の光ファイバ１０２に結合する。一方、受信光１０９は、光学部材１１０に形成された受信レンズ１２４により集光されて受光素子１０５に結合する。上記送信光１０８の光ファイバ１０２端面での近端反射による反射光は、反射ミラー１０７によって遮光されて受光素子１０５に結合しない。同様に迷光も受光素子１０５には結合しない。また、受信レンズ１２４の凸曲面により受信光１０９の反射が発散するため、相手モジュール反射を低減することができる。
【００６１】
上記反射ミラー１０７は、送信光１０８に対するＮＡ変換機能と光路変換機能の両方を有しており、第１実施形態での送信レンズ１０６とプリズム１１１の両方の役割がある。また、反射ミラー１０７の形状は、送信光１０８の光ファイバ１０２への入射角度が上記(４)式を満足するように最適化されている。
【００６２】
以上のように、この第２実施形態の双方向光通信器１０１では、第１実施形態の双方向光通信器と同様に遠端反射、近端反射、相手モジュール反射を抑制することができ、かつ光ファイバ１０２からの出射光の放射強度分布の変動を少なくすることが可能となる。また、反射ミラー１０７により送信光１０８のＮＡ変換と光路変換の両方を行っているため、小型で安価な双方向光通信器１０１を得ることができる。
【００６３】
(第３実施形態)
図１３はこの発明の第３実施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図である。この双方向光通信器は、データ信号に基づく変調光である送信光２２３を生成する発光素子２０４と、上記光ファイバ２０２からの受信光２０９を受光してデータ信号を生成する受光素子２０５と、上記発光素子２０４から出射される送信光１０８を集光して光ファイバ２０２に結合させる送信レンズ２０６と、上記光ファイバ２０２から出射される受信光２０９を反射して受光素子２０５に結合させる集光部材としての反射ミラー２０７とを有している。上記反射ミラー２０７は光学部材２１０に形成されている。
【００６４】
図１３に示すように、発光素子２０４から放射される送信光２０８は、ボールレンズである送信レンズ２０６により開口数ＮＡが変換され、端面が球面形状の光ファイバ２０２の端面の外周部に入射される。上記光ファイバ２０２から放射される受信光２０９は、光学部材２１０に形成された凹面形状の反射ミラー２０７によって集光されて受光素子２０５に結合する。上記光ファイバ２０２の端面で反射された反射光２１７は、光ファイバ２０２の端面の凸曲面により、図１３の左方向に反射されるが、受光素子２０５が配置されているステム２１３の一部(遮光部２１６)によって遮光されて受光素子２０５には結合せず、近端反射を防止する。一方、送信光２０８は、光学部材２１０の一部に空けた空洞部２２３を通過して光ファイバ２０２に結合する。上記反射ミラー２０７の一部もこの空洞部２２３となっている。すなわち、この空洞部２２３が図３に示した送信領域となり、その他の部分が受信領域となる。空洞部２２３を小さくすることにより、受信領域を広くとることが可能となり、受信効率を向上させることができる。そのため、送信レンズ２０６の口径を小さくし、送信光２０８の開口数ＮＡを小さくすることが好ましい。また、反射ミラー２０７の空洞部２２３が光ファイバ２０２の端面から離れる程、受信光２０９が発散して広がり、相対的な空洞部２２３の面積を小さくすることができる。
【００６５】
上記送信光２０８の光ファイバ２０２への入射角度は、上記(４)式を満足するように最適化されている。この第３実施形態の双方向光通信器２０１では、第１,第２実施形態のように光路変換部材がないため、光学部材２１０および発光素子４自体を傾斜させることにより、入射角度の最適化が行われる。または、送信レンズ２０６と発光素子２０４との相対位置をずらして、送信光２０８を送信レンズ２０６により屈折させることで、光ファイバ２０２の光軸に対して送信光２０８の光軸を傾斜させてもよい。
【００６６】
以上のように、第３実施形態では、光路変換部材を用いない場合の双方向光通信器２０１の構成を表している。この構成においても、第１,第２実施形態で示したと同様に遠端反射、近端反射、相手モジュール反射を抑制することができると共に、光ファイバ２０２からの出射光の放射強度分布の変動を少なくすることが可能である。
【００６７】
なお、上記第１〜第３実施形態で示した構成の双方向光通信器は、一例であり、送信光８２０に光ファイバ２０２への入射条件を(４)式を満足するものとしたことが特徴であり、もちろんその一部を変更した構成によっても同様の効果を得ることが可能である。また、光ファイバ２０２の端面形状が球面でなく、他の曲面形状や、傾斜形状であっても、同様の原理により入射条件を最適化することにより、同様の効果を得ることが可能である。
【００６８】
さらに、この発明の双方向光通信装置において、コアおよびクラッドがプラスチックで形成されたプラスチック光ファイバを用いることにより、コア径が１ｍｍ程度の大口径の光ファイバを容易に製造できるので、光ファイバと双方向光通信器との結合調整が容易であり、送受信領域の分離が行いやすく、かつ双方向光通信装置を安価に作製することができると共に、端面の加工が容易である。
【００６９】
また、上記光ファイバの端面が球面形状であるので、受信光を集光させて出射させることができるので、より高効率に受信光を受光素子に結合させることができると共に、光ファイバと双方向光通信器との接続方向を一定に定める必要が無いため、接続を容易に行うことができる。また、端面が球面形状である光ファイバは、端面加工を簡易に行うことができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の双方向光通信器は、端面が凸曲面形状である一本の光ファイバを伝送媒体として光信号の送受信を行う双方向光通信器において、送信光を生成する発光素子と、上記発光素子から出射された送信光を光ファイバの端面に集光して光ファイバに結合させる集光部材と、上記光ファイバから出射される受信光を受光する受光素子とを備え、上記光ファイバに入射する前の送信光の光軸と光ファイバの光軸とのなす角度をθL、送信光の光軸が光ファイバの端面と交差する位置における光ファイバ端面の垂線と光ファイバの光軸とのなす角度をθT、集光部材により集光された送信光の光ファイバに入射する前の開口数をＮＡ、光ファイバのコアの屈折率をｎf、送信光が光ファイバに入射する前に通過する空間の屈折率をｎ０として、光ファイバの光軸に対して光ファイバに入射後の送信光の開口数ＮＡによる最外周のなす傾斜角度θfa,θfbを、
θfa＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL＋Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θT)}／ｎf−θT
θfb＝Ｓin-1[{ｎ０Ｓin(θL−Ｓin-1(ＮＡ)／ｎ０＋θT)}／ｎf−θT
としたとき、
θfb≦０≦θfa
を満足する構成である。
【００７１】
上記構成の双方向光通信器によれば、光ファイバに入射した送信光が低次モードを含むため、光ファイバの他端から出射する放射光の分布が光ファイバの中心部より周辺部が強いリング状分布となることを防止することが可能となり、短距離の通信時と長距離の通信時での光ファイバからの出射光の放射強度分布の変動を少なくすることができ、伝送距離による受信効率の変動を小さくすることができ、伝送距離の制限を少なくできる。
【００７２】
また、上記双方向光通信器は、上記送信光の光軸を光ファイバの中心軸側から外周側に向って傾斜させて、送信光をファイバの端面に入射するので、送信光を光ファイバの端面の外周側に入射させることができるため、受光領域が拡大して受信効率が向上すると共に、光ファイバの端面からの反射光を光ファイバの外周方向とすることができ、近端反射の抑制効果がある。
【００７３】
また、上記双方向光通信器は、上記集光部材と光ファイバとの間に、送信光の光軸方向を変えて送信光を光ファイバの中心から半径方向にずれた位置に導く光路変換部材を配置しているので、その光路変換部材により送信光の光ファイバヘの入射角度の最適化が容易に行え、また、双方向光通信器の小型化や受信領域の拡大による受信効率の向上を図れる。
【００７４】
また、上記双方向光通信器は、上記光路変換部材が、送信光を屈折させることでその光路を変えるプリズムであり、そのプリズムを光ファイバの端面近傍に配置することにより、光ファイバの直前で光路変換を行えるため、送信部と受信部の配置の自由度が増すと共に、プリズムの傾斜角により相手モジュール反射を低減できる。
【００７５】
また、上記双方向光通信器は、上記集光部材が送信光の光路変換機能を併せ持つので、、送信光の集光と光路変換を１つの部材で行うことができ、双方向光通信器を小型で安価とすることができる。
【００７６】
また、上記双方向光通信器は、上記集光部材が、送信光を反射させることでその光路を変えて送信光の集光を行う凹曲面形状の反射ミラーであるので、その反射ミラーを光ファイバの端面近傍に配置することにより、光ファイバの直前で光路変換を行えるため、送信部と受信部の配置の自由度が増すと共に、反射ミラーを凹曲面形状とすることで、レンズなどの集光部材を用いずに送信光の集光を行うことができる。
【００７７】
また、この発明の双方向光通信装置は、光ファイバの各端にそれぞれ光学的に結合された複数の双方向通信器を有し、上記光ファイバを伝送媒体として各双方向光通信器間で光信号を送受信する双方向光通信装置であって、上記複数の双方向光通信器の少なくとも１つが上記双方向光通信器である構成である。
【００７８】
上記構成の双方向光通信装置によれば、一本の光ファイバによる全二重方式の通信を行うことができ、伝送距離の制限が少なく、小型で低価格な双方向光通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の第１実施形態の双方向光通信器を用いた双方向光通信装置の基本構成を説明する概略構成図である。
【図２】  図２は上記双方向光通信器の構成を説明する概略図である。
【図３】  図３は光ファイバの送信領域と受信領域を説明する概略図である。
【図４】  図４は上記双方向光通信器の混信防止原理を説明する図である。
【図５】  図５は上記双方向光通信器の相手モジュール反射防止原理を説明する図である
【図６】  図６は光ファイバの端面形状を説明する概略図である。
【図７】  図７は光ファイバヘの送信光の入射状態を説明する概略図である。
【図８】  図８は光ファイバヘの送信光の入射状態を説明する概略図である。
【図９】  図９は上記双方向光通信器のプリズム角度の最適値を示す図である。
【図１０】  図１０は上記双方向光通信器のプリズム角度の最適値を示す図である。
【図１１】  図１１は双方向光通信器のプリズム角度と光ファイバからの出射光の放射強度分布を示す図である。
【図１２】  図１２はこの発明の第２実施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図である。
【図１３】  図１３はこの発明の３実施形態の双方向光通信器の構成を説明する概略図である。
【図１４】  図１４は従来の双方向光通信器を説明する概略図である。
【図１５】  図１５は端面が球面形状の光ファイバヘの送信光の入射状態を説明する概略図である。
【図１６】  図１６は光ファイバからの出射光の放射強度分布を示す図である。
【符号の説明】
１…双方向光通信器、
２,１０２,２０２…光ファイバ、
３…双方向光通信装置、
４,１０４,２０４…発光素子、
５,１０５,２０５…受信素子、
６,２０６…送信レンズ、
７,１０７,２０７…反射ミラー、
８,１０８,２０８…送信光、
９,１０９,２０９…受信光、
１０,１１０,２１０…光学部材、
１１…プリズム、
１２…サブマウント、
１３,２１３…ステム、
１４,２１４…モニタフォトダイオード、
１５…送信部カバー、
１６,２１６…遮光部、
１７,２１７…反射光、
１８…迷光、
１９…素子反射光、
２０…プリズム反射光、
２１…電極、
２２…散乱光、
２４,１２４…受信レンズ、
２２３…空洞部、
３０２…光ファイバ、
３０４…発光素子、
３０５…受光素子、
３０６…レンズ、
３０８…送信光、
３０９…受信光、
３１７…反射光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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