(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の光素子を１つの光ファイバに光結合させる小型で低コストの光トライプレクサモジュールを提供する。【解決手段】第１の波長帯の光および第２の波長帯の光を送信すると共に第３の波長帯の光を受信するためのコアを有する光ファイバ７を接続可能な光トライプレクサモジュール１００であって、第１の波長帯の光を発光する第１の光素子１と、第２の波長帯の光を発光する第２の光素子２と、第３の波長帯の光を受光する第３の光素子３と、３つの光素子のそれぞれの光路を光ファイバ７のコアに結合するための光ファイバ結合用の集光レンズ８と、３つの光素子のそれぞれと光ファイバ結合用の集光レンズ８との間の光路上に設けられた光合分波手段１１，１２及び光アイソレータ１３とを備える光トライプレクサモジュール１００。【選択図】図２
2014010172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長帯の光および第２の波長帯の光を送信すると共に第３の波長帯の光を受信するためのコアを有する光ファイバを接続可能な光トライプレクサモジュールであって、
前記第１の波長帯の光を発光する第１の光素子と、
前記第２の波長帯の光を発光する第２の光素子と、
前記第３の波長帯の光を受光する第３の光素子と、
前記３つの光素子のそれぞれの光路を前記光ファイバのコアに結合するための光ファイバ結合用の集光レンズと、
前記３つの光素子のそれぞれと前記光ファイバ結合用の集光レンズとの間の光路上に設けられた光合分波手段と
を備え、
前記合分波手段は、
前記光ファイバ結合用の集光レンズと前記第３の光素子とに光結合され、前記第１の波長帯の光および前記第２の波長帯の光と、前記第３の波長帯の光とを合分波する第１の波長分割多重フィルタと、
前記第１の光素子および第２の光素子と光結合され、前記第１の波長帯の光と前記第２の波長帯の光とを合分波する第２の波長分割多重フィルタと、
第１の波長分割多重フィルタと第２の波長分割多重フィルタとの間に設けられ、前記第１の波長帯の光および前記第２の波長帯の光について、前記第１の波長分割多重フィルタから前記第２の波長分割多重フィルタへの伝搬を遮断する光アイソレータとを有し、
前記第１の光素子、前記第２の光素子および第３の光素子は、それぞれ、前記光ファイバのコアを出た光が前記光ファイバ結合用の集光レンズによって集光する像点位置に配置されていることを特徴とする光トライプレクサモジュール。
【請求項２】
前記第１の光素子の光出力部に設けられた第１の光素子用の集光レンズと、前記第２の光素子の光出力部に設けられた第２の光素子用の集光レンズとをさらに備え、
前記第１の光素子用の集光レンズは、第１の光素子で発光された第１の波長帯の光を前記第２の波長分割多重フィルタに集光し、前記第２の光素子用の集光レンズは、第２の光素子で発光された第２の波長帯の光を前記第２の波長分割多重フィルタに集光し、
前記第１の光素子および第２の光素子の前記第２の波長分割多重フィルタ上の集光点と、前記光ファイバのコアを出た光が前記光ファイバ結合用の集光レンズによって集光する像点とが一致することを特徴とする請求項１に記載の光トライプレクサモジュール。
【請求項３】
前記集光レンズの倍率は１倍以上２倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光トライプレクサモジュール。
【請求項４】
前記光ファイバ結合用の集光レンズの主点と前記第２の波長分割多重フィルタとの間の距離が２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の光トライプレクサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用光送受信素子を組み合わせた光トライプレクサモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮ（Passive Optical Network）光通信システムは、通信事業者の局舎側終端装置（Optical Line Terminal: OLT）とサービスを受ける複数の加入者終端装置（Optical Network Unit: ONU）とを、光ファイバと光スプリッタで構成された光伝送路系で結んで、時分割等の多重方法により光伝送路系を共有してデータをやり取りする光アクセスシステムである。
【０００３】
現在日本においては、ＧＥ−ＰＯＮと呼ばれる伝送速度１．２５Ｇｂｐｓ（以降１Ｇｂｐｓと略す）のＰＯＮシステムが商用化されているが、将来の大容量化に対応するため、１０Ｇ−ＥＰＯＮと呼ばれる伝送速度１０．３１２５Ｇｂｐｓ（以降１０Ｇｂｐｓと略す）のシステム開発が進められている。１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムにおいては、サービス導入時に既存設備を生かしたスムーズなサービス展開が図れるように、一つの光伝送路系にＧＥ−ＰＯＮ（１Ｇｂｐｓ）の加入者と１０Ｇ−ＥＰＯＮ（１０Ｇｂｐｓ）の加入者が混在できるようなシステム規格が標準化制定されている（非特許文献１）。
【０００４】
従って１０Ｇ−ＥＰＯＮのＯＬＴは、ＧＥ−ＰＯＮ用ＯＮＵと１０Ｇ−ＥＰＯＮ用ＯＮＵのどちらとも光信号を送受信可能な機能を有する必要がある。すなわちＯＬＴの光送受信部品は、波長１５７５−１５８０ｎｍ帯の光送信（１０Ｇｂｐｓ下り）、１４８０−１５００ｎｍ帯の光送信（１Ｇｂｐｓ下り）、波長１２６０−１２８０ｎｍ帯の光受信（１０Ｇｂｐｓ上り）、波長１２６０−１３６０ｎｍ帯の光受信（１Ｇｂｐｓ上り）の４つの機能を有している。そこで、ＯＬＴ装置を小型化し、ＯＬＴ装置に接続する光ファイバ本数を削減するために、ＯＬＴ装置の光送受信部品として１０Ｇｂｐｓ送信、１Ｇｂｐｓ送信、１０Ｇｂｐｓ及び１Ｇｂｐｓ受信の３つの機能を一体化したトライプレクサモジュールの開発が行われている（非特許文献２）。
【０００５】
非特許文献２に記載されたトライプレクサモジュールの構成例を図１に示す。１０Ｇｂｐｓ送信用の発光素子（レーザダイオード、以下ＬＤ）を有するモジュール（１０Ｇｂｐｓ  Transmitter Optical Sub-assembly、以下ＴＯＳＡ）４と、１Ｇｂｐｓ送信用の発光素子を有するモジュール（１Ｇｂｐｓ  ＴＯＳＡ）５と、１０Ｇｂｐｓ／１Ｇｂｐｓ受信用の受光素子（アバランシェフォトダイオード、以下ＡＰＤ）を有するモジュール（１０Ｇｂｐｓ／１Ｇｂｐｓ  Receiver Optical Sub-assembly、以下ＲＯＳＡ）６とが一つの筐体に収められている。２つの送信光と１つの受信光の合分波には、２枚の波長分割多重フィルタ（以下ＷＤＭフィルタ）１１、１２を用いている。
【０００６】
図１の例では、２番目に調芯するＬＤとレンズ間の距離ずれを補正してトレランスを向上させるための第３のレンズ１６が２枚のＷＤＭフィルタ１１、１２間に挿入されているが、基本的な光学系はコリメート光学系であり、光ファイバ側に設けられた第１のレンズ８と素子側に設けられた第２のＬＤ結合レンズ９、１０、１７とのそれぞれ間で平行光を形成している。これによって、第１のレンズ８と第２のＬＤ結合レンズ９、１０、１７の間の光路長を自由に伸ばして設計することが可能になり、ＷＤＭフィルタ１１、１２など３波長を合分波するための部品を配置する空間を確保している。
【０００７】
また図１には図示されていないが、２つのＷＤＭフィルタ１１、１２の間には、１０Ｇｂｐｓ送信用ＬＤと１Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ４、５から出力された光の戻り光を遮断するための共用光アイソレータが設けられている。
【０００８】
非特許文献２で示されたようなコリメート光学系は、光路長を自由に伸ばす設計が容易な他に、各光素子と光ファイバの光結合を高効率で作製することが比較的容易な利点を有している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3 av, "75. Physical Medium Dependent (PMD) sublayer and medium for passive optical networks, type 10GBASE-PR and 10/1GBASE-PRX"
【非特許文献２】白井聡他、「１０Ｇ−ＥＰＯＮ  ＯＬＴ用トリプレクサモジュールの開発」、電子情報通信学会２０１１年総合大会、Ｃ−４−２４、２０１１年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献２の例のように複数の光素子を光ファイバに光結合させるためにはレンズ数が多くなる傾向にあり、小型化が困難である欠点を有している。またコリメートレンズは一般的に非球面レンズなどの高精度で比較的高価な種類のレンズで形成されており、球レンズなどの比較的安価な種類のレンズで形成可能な集光光学系に比べて低コスト化が困難である欠点を有している。
【００１１】
一方集光光学系はコリメート光学系に比べて小型化や低コスト化が容易であるが、光素子と光ファイバの位置ずれに対する光結合トレランスが小さく設計の自由度が小さい問題点を有していた。
【００１２】
本発明は上記従来の問題に鑑みなされたものであって、本発明の課題は、小型・低コスト化をはかりながら、複数の光素子を１つの光ファイバに光結合させる効率の両立を犠牲にすること無く、部品を配置するための空間の確保が容易に得られる光トライプレクサモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、第１の波長帯の光および第２の波長帯の光を送信すると共に第３の波長帯の光を受信するためのコアを有する光ファイバを接続可能な光トライプレクサモジュールであって、前記第１の波長帯の光を発光する第１の光素子と、前記第２の波長帯の光を発光する第２の光素子と、前記第３の波長帯の光を受光する第３の光素子と、前記３つの光素子のそれぞれの光路を前記光ファイバのコアに結合するための光ファイバ結合用の集光レンズと、前記３つの光素子のそれぞれと前記光ファイバ結合用の集光レンズとの間の光路上に設けられた光合分波手段とを備え、前記合分波手段は、前記光ファイバ結合用の集光レンズと前記第３の光素子とに光結合され、前記第１の波長帯の光および前記第２の波長帯の光と、前記第３の波長帯の光とを合分波する第１の波長分割多重フィルタと、前記第１の光素子および第２の光素子と光結合され、前記第１の波長帯の光と前記第２の波長帯の光とを合分波する第２の波長分割多重フィルタと、第１の波長分割多重フィルタと第２の波長分割多重フィルタとの間に設けられ、前記第１の波長帯の光および前記第２の波長帯の光について、前記第１の波長分割多重フィルタから前記第２の波長分割多重フィルタへの伝搬を遮断する光アイソレータとを有し、前記第１の光素子、前記第２の光素子および第３の光素子は、それぞれ、前記光ファイバのコアを出た光が前記光ファイバ結合用の集光レンズによって集光する像点位置に配置されていることを特徴とする光トライプレクサモジュール。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の光トライプレクサモジュールであって、前記第１の光素子の光出力部に設けられた第１の光素子用の集光レンズと、前記第２の光素子の光出力部に設けられた第２の光素子用の集光レンズとをさらに備え、前記第１の光素子用の集光レンズは、第１の光素子で発光された第１の波長帯の光を前記第２の波長分割多重フィルタに集光し、前記第２の光素子用の集光レンズは、第２の光素子で発光された第２の波長帯の光を前記第２の波長分割多重フィルタに集光し、前記第１の光素子および第２の光素子の前記第２の波長分割多重フィルタ上の集光点と、前記光ファイバのコアを出た光が前記光ファイバ結合用の集光レンズによって集光する像点とが一致することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の光トライプレクサモジュールであって、前記集光レンズの倍率は１倍以上２倍以下であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載された発明は、請求項２または３に記載の光トライプレクサモジュールであって、前記光ファイバ結合用の集光レンズの主点と前記第２の波長分割多重フィルタとの間の距離が２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の光トライプレクサモジュールの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光トライプレクサモジュールの構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の効果を説明する１０Ｇｂｐｓ送信用ＬＤと光ファイバの結合効率のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図２は本実施形態の光トライプレクサモジュールの構成例を示す図である。本実施形態では、光トライプレクサモジュールとして１０Ｇ−ＥＰＯＮ  ＯＬＴ用光トライプレクサモジュールを例に挙げて説明するが、これに限定されない。光トライプレクサモジュール１００は、ＴＯＳＡ４、ＴＯＳＡ５、ＲＯＳＡ６が一つの筐体１５に、それぞれの受光面、発光面が筐体１５の内部に向けられた状態で収められており、一端に光送受信用の光ファイバ７が接続可能に構成されている。ＴＯＳＡ４、ＴＯＳＡ５、ＲＯＳＡ６は、それぞれ筐体１５の異なる面に配置されている。具体的には、例えば、光ファイバ７の接続面が上面であるとすると、ＴＯＳＡ４が下面に設けられ、ＴＯＳＡ５が右側面に設けられ、ＲＯＳＡ６が左側面に設けられている。
【００２０】
また、光トライプレクサモジュール１００は、光ファイバ７との接続部分に光ファイバ結合レンズ８を備え、筐体１５内に、２枚のＷＤＭフィルタ１１、１２とを備えている。また筐体１５内には、光ファイバ結合レンズ８に隣接して配置される第１のＷＤＭフィルタ１１と、光ファイバ結合レンズ８と離れて配置される第２のＷＤＭフィルタ１２との間に、アイソレータ１３を備えている。
【００２１】
ＴＯＳＡ４は、発光素子（ＬＤ）１を有するモジュールであり、ＬＤ１の発光面側にＬＤ結合レンズ９を備えている。ＬＤ１は、例えば波長１５７５−１５８０ｎｍ帯の１０Ｇｂｐｓ送信用の発光素子を用いることができる。ＬＤ結合レンズ９は、ＬＤ１で発光した光を第２のＷＤＭフィルタ１２に集光する集光レンズである。ＬＤ結合レンズ９と第２のＷＤＭフィルタ１２とは、ＬＤ１からの光がＬＤ結合レンズ９によって集光する像点（集光点）に第２のＷＤＭフィルタ１２が位置するように配置されている。具体的には、ＬＤ結合レンズ９の焦点距離をｆ１、ＬＤ１からＬＤ結合レンズ９までの距離（光路長）をａ、ＬＤ結合レンズ９から第２のＷＤＭフィルタ１２までの距離（光路長）をｂとすると、１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ１を満たす位置に配置される。
【００２２】
ＴＯＳＡ５は、ＬＤ２を有するモジュールであり、ＬＤ２の発光面側にＬＤ結合レンズ１０を備えている。ＬＤ２は、例えば波長１４８０−１５００ｎｍ帯の１Ｇｂｐｓ送信用の発光素子を用いることができる。ＬＤ結合レンズ１０は、ＬＤ２で発光した光を第２のＷＤＭフィルタ１２に集光する集光レンズである。ＬＤ結合レンズ１０と第２のＷＤＭフィルタ１２とは、ＬＤ２からの光がＬＤ結合レンズ１０によって集光する像点に第２のＷＤＭフィルタ１２が位置するように配置されている。具体的には、ＬＤ結合レンズ１０の焦点距離をｆ２、ＬＤ２からＬＤ結合レンズ１０までの距離（光路長）をｃ、ＬＤ結合レンズ１０から第２のＷＤＭフィルタ１２までの距離（光路長）をｄとすると、１／ｃ＋１／ｄ＝１／ｆ２を満たす位置に配置される。
【００２３】
ＲＯＳＡ６は、受光素子（ＡＰＤ）３を有するモジュールである。ＡＰＤ３は、例えば波長１２６０−１２８０ｎｍ帯／波長１２６０−１３６０ｎｍ帯の１０Ｇｂｐｓ／１Ｇｂｐｓ受信用の受光素子を用いることができる。また、ＲＯＳＡ６の受光面側の筐体１５の内部には、バンドパスフィルタ１４を設けることができ、ＲＯＳＡ６のＡＰＤ３に入射する迷光等の不要な光成分を遮断している。
【００２４】
ＷＤＭフィルタ１１、１２は、ＴＯＳＡ４、５からの２つの送信光とＲＯＳＡ６への１つの受信光の合分波を行う。第１のＷＤＭフィルタ１１は、ＲＯＳＡ６の受信波長帯の光と、ＴＯＳＡ４、５の送信波長帯の光を合分波し、第２のＷＤＭフィルタ１２は、ＴＯＳＡ４の送信波長帯の光とＴＯＳＡ５の送信波長帯の光を合分波する機能を有する。すなわち、第１のＷＤＭフィルタ１１は、ＲＯＳＡ６の受信波長帯の光を反射し、ＴＯＳＡ４、５の送信波長帯の光を透過する特性を備える。また第２のＷＤＭフィルタ１３は、ＴＯＳＡ５の送信波長帯の光を反射し、ＴＯＳＡ４の送信波長帯の光は透過する特性を備える。本実施形態においては、具体的には、第１のＷＤＭフィルタ１１は１３６０ｎｍ以下の短波長の光を反射し１４８０ｎｍ以上の長波長の光を通過させる特性を有し、第２のＷＤＭフィルタ１２は１５００ｎｍ以下の短波長の光を反射し１５７５ｎｍ以上の長波長の光を通過させる特性を有している。
【００２５】
アイソレータ１３は、ＬＤ４、５から出力された光の戻り光を遮断するための共用光アイソレータである。
【００２６】
本実施形態の光トライプレクサモジュール１００は、図１で示した従来の構成とは異なり、光ファイバ結合レンズ８から各素子までの光路がコリメート系でなく集光系で形成されている。すなわち、光ファイバ７との光結合を行うレンズ８はコリメートレンズではなく集光レンズを用いている。球レンズ等の集光レンズは、高価な非球面レンズ等のコリメートレンズよりも安価に構成することができる。
【００２７】
さらに本実施形態の光トライプレクサモジュール１００では、ＲＯＳＡ６と、第２のＷＤＭフィルタ１２とが、光ファイバのコアから出た光が光ファイバ結合レンズ８によって集光する像点にＲＯＳＡ６のＡＰＤ３および第２のＷＤＭフィルタ１２が位置するように配置されており、さらに、ＬＤ結合レンズ９、１０が、第２のＷＤＭフィルタ１２に対して、ＬＤ１、２から出力された光のＬＤ結合レンズ９、１０による像点に第２のＷＤＭフィルタ１２が位置するように配置されている。すなわち、ＬＤ１、２の第２のＷＤＭフィルタ１２上の集光点と光ファイバのコアから出た光が光ファイバ結合レンズ８によって集光する像点とが一致している。この構成とすることで、光トライプレクサモジュール１００内の光路上に設けられた、各フィルタ１１、１２、発光素子３、レンズ８において光の結合効率が低下しないので、コリメート系で構成したのと同様のファイバ結合効率を得られる。
【００２８】
光ファイバ結合レンズ８は、具体的には、光ファイバ結合レンズ８の焦点距離をｆ３、第２のＷＤＭフィルタ１２から光ファイバ結合レンズ８までの距離をｅ、光ファイバ結合レンズ８から光ファイバ７のコアの入出力端部までの距離をｇとすると、１／ｅ＋１／ｇ＝１／ｆ３を満たす位置に配置される。このとき、光ファイバ結合レンズ８からＲＯＳＡ６のＡＰＤ３までの光路長は、第２のＷＤＭフィルタ１２から光ファイバ結合レンズ８までの距離（光路長）と等しい長さｅとなるように設定する。
【００２９】
光トライプレクサモジュール１００において、１０Ｇｂｐｓ送信用のＬＤ１から光が出射されると、ＬＤ結合レンズ９によって集光される。このＬＤ結合レンズ９による像点は、第２のＷＤＭフィルタ１２上に位置するように調整されているので、ＷＤＭフィルタを小型化でき、フィルタのケラレの問題、すなわち光がフィルタを透過する場合の透過率低下抑圧やフィルタで反射する場合の反射率低下抑圧の観点、迷光の問題を改善できる。
【００３０】
第２のＷＤＭフィルタ１２上に集光された光は、光アイソレータ１３、第１のＷＤＭフィルタ１１を通過して光ファイバ結合レンズ８で光ファイバ７のコアに集光される。このとき第２のＷＤＭフィルタ１２から光ファイバ結合レンズ８に到達して光ファイバ結合レンズ８によって集光する像点位置に光ファイバ７のコアの入出力端部が位置するように配置されているので、光ファイバ７への結合効率としてコリメート系と同様の効率を得ることができる。
【００３１】
１Ｇｂｐｓ送信用のＬＤ２から出射された光も同様にして、ＬＤ結合レンズ１０によって第２のＷＤＭフィルタ１２上に集光され、第２のＷＤＭフィルタ１２で反射されて光アイソレータ１３、第１のＷＤＭフィルタ１１を通過して光ファイバ結合レンズ８で光ファイバ７のコアに集光される。
【００３２】
一方光ファイバ７から出射した光は光ファイバ結合レンズ８によって集光されるが、第１のＷＤＭフィルタ１１で反射されて集光点に設けられた１０Ｇｂｐｓ／１Ｇｂｐｓ受信用のＡＰＤ３に入射される。このとき、光ファイバ７のコアを出た光が光ファイバ結合レンズ８に到達して光ファイバ結合レンズ８によって集光する像点位置にＡＰＤ３が位置するように配置されているので、光ファイバ７との結合効率としてコリメート系と同様の効率を得ることができる。なお、透過した１４８０ｎｍ以上の長波長の光は、アイソレータ１３でカットされる。
【００３３】
また、ＡＰＤはＬＤに比べて集光のスポット径が大きくても良いので、少なくとも１０Ｇｂｐｓ／１ＧｂｐｓＡＰＤ結合レンズが不要となる。またＬＤ４、５と光ファイバ結合レンズ８との間の結合効率を向上させるための第３以上のレンズも不要である。
【００３４】
本実施形態によれば、コリメート系と同様の結合効率を得ることができ、レンズ数、特にコリメートレンズ数が削減されることにより、より小型化、低コスト化を図ることが可能になる。
【００３５】
また、本実施形態の光トライプレクサモジュール１００では、光ファイバ結合レンズ８の倍率が１倍の光学系で形成されていることが好ましい。光ファイバ結合レンズ８の焦点距離は、光ファイバ結合レンズ８と第２のＷＤＭフィルタ１２上の集光点との間に第１のＷＤＭフィルタ１１や光アイソレータ１３を空間配置可能な程度に適度に長い焦点距離であることが望ましいが、光ファイバ結合レンズ８の倍率を１倍にすることで、各素子の角度ずれや距離ずれに対する結像のずれが拡大されることなく、結合効率の低下を抑圧することが可能となる。
【００３６】
図３に、光ファイバ結合レンズ８の光学特性が倍率１倍、焦点距離約２ｍｍである場合に１０Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ１と光ファイバ７を光結合させた結合効率のシミュレーション結果を示す。比較のために、従来のコリメート光学系（２枚レンズ系）を用いて設計した、１０Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ１と光ファイバ７の光結合効率のシミュレーションを示している。図３によれば、集光系の構成となる本実施形態の光トライプレクサモジュールでも、広い範囲で光結合効率低下を抑圧した、コリメート光学系に遜色ない結果が実現できていることが判る。
【００３７】
なお、本発明は光送受信器の小型化において効果を発揮するが、小型化は部品の寸法によって制限される。すなわち、光ファイバ結合レンズ８と第２のＷＤＭフィルタ１２の間に第１のＷＤＭフィルタ１１と光アイソレータが配置されているが、一般にＷＤＭフィルタの寸法は最小で約１ｍｍ角程度、光アイソレータの光軸方向寸法は最小１ｍｍ程度であるから、本実施形態の構成は、光ファイバ結合レンズ８の主点と第２のＷＤＭフィルタの間の距離が約２ｍｍ程度以上の場合において特に有効である。
【００３８】
また光ファイバ結合レンズ８の倍率が１倍の場合、光ファイバ結合レンズ８の主点と第２のＷＤＭフィルタ１２上の集光点との間の距離は光ファイバ結合レンズ８の焦点距離の２倍に等しくなるが、光通信用集光レンズ（結合用レンズ）として市販されているものは焦点距離３ｍｍ程度以下のものが殆どであるから、本実施形態の構成は、光ファイバ結合レンズ８の主点と第２のＷＤＭフィルタの間の距離が約６ｍｍ程度以下の場合において効果を発揮することがわかる。
【００３９】
また、本発明の実施形態における光ファイバ結合レンズ８の倍率は必ずしも１倍である必要は無いが、倍率が２倍以上になると各素子の角度ずれや距離ずれに対する結像のずれが２倍以上に拡大され、光結合効率は１倍の場合の半分以下に低下してしまう。よって、本実施形態の構成は、光ファイバ結合レンズ８の倍率が１倍以上２倍以下の場合において特に有効であり、より発明の効果を発揮させるためには倍率が１倍に近いことが望ましい。
【００４０】
また、図２に示す実施形態では、ＴＯＳＡ４、５のそれぞれに、ＬＤ結合レンズ９、１０を設けた形態を例に挙げて説明したが、ＬＤ結合レンズ９、１０が無くても光ファイバ結合レンズ８のみによる集光で１０Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ１、１Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ２と光ファイバ７を結合させる形態もあり得る。この場合、上記実施形態で光ファイバ結合レンズ８と第２のＷＤＭフィルタ１２とが、光ファイバのコアから出た光が光ファイバ結合レンズ８によって集光する像点に第２のＷＤＭフィルタ１２が位置するように構成していた配置に代えて、光ファイバのコアから出た光が光ファイバ結合レンズ８によって集光する像点に各ＬＤ１、ＬＤ２が位置するように構成される必要がある。
【００４１】
すなわち、本発明では光ファイバ７のコアから出た光の光ファイバ結合レンズ８による像点位置にＬＤ１、ＬＤ２、ＡＰＤ３が配置される必要があるが、図２に示す実施形態では、ＬＤ結合レンズ９、１０を用いることによって、実質的な像点位置を短縮することで光トライプレクサモジュール１００全体の小型化を可能としている。また、光ファイバ７およびＬＤ１と、光ファイバ７およびＬＤ２と、光ファイバ７およびＡＰＤ３とのそれぞれの光路長を全て一致させる形態はＷＤＭフィルタ等の物理的な大きさを考慮すると大変困難であり、また本実施形態では市販の一般的なＴＯＳＡを想定しており、ＴＯＳＡは通常、キャップ等にレンズが付いた形態でアセンブリされ販売されているので、図２に示すＬＤ結合レンズ９、１０を設けた構成とすることが好ましい。
【００４２】
本発明によれば、集光光学系を用いて小型・低コスト化をはかりながら、複数の光素子を１つの光ファイバに光結合させる効率の両立を犠牲にすること無く、部品を配置するための空間の確保が容易に得られる光トライプレクサモジュールを実現できる。
【符号の説明】
【００４３】
１      １０Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ
２      １Ｇｂｐｓ送信用ＬＤ
３      １０Ｇｂｐｓ／１Ｇｂｐｓ受信用ＡＰＤ
４      １０Ｇｂｐｓ  ＴＯＳＡ
５      １Ｇｂｐｓ  ＴＯＳＡ
６      １０Ｇｂｐｓ／１Ｇｂｐｓ  ＲＯＳＡ
７      光ファイバ
８      光ファイバ結合レンズ
９      １０ＧｂｐｓＬＤ結合レンズ
１０      １ＧｂｐｓＬＤ結合レンズ
１１      第１のＷＤＭフィルタ
１２      第２のＷＤＭフィルタ
１３      光アイソレータ
１４      光ＢＰＦ
１５      トライプレクサ筐体
１６      ＬＤ−レンズ間距離ずれ補正用第３レンズ
１７      １０Ｇｂｐｓ／１ＧｂｐｓＡＰＤ結合レンズ
【図１】
2014010172.tif 000003
【図２】
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【図３】
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