(57)【要約】【課題】光信号を分岐する光学素子を用いない構成で故障個所の特定が可能な光伝送システム及び面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】光伝送システム１は、送信装置２として、凸状のレンズ２２０を介して第１の光信号２０１を出力する複数の第１の発光部２１０Ａ、及び第１の光信号２０１の広がり角θ１よりも大きい広がり角θ２の第２の光信号２０２を出力する第２の発光部２１０Ｂを有する面発光型半導体レーザ２０と、少なくとも第１の発光部２１０Ａの数と同数の複数のコア３０を有し、送信装置２から出力された複数の第１の光信号２０１及び第２の光信号２０２を受光して伝送するマルチコア光ファイバ３と、マルチコア光ファイバ３が伝送した複数の第１の光信号２０１及び第２の光信号２０２を受光する複数の受光部４１０を有する受光素子４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光信号を出力する複数の第１の出力部、及び前記第１の光信号の広がり角よりも大きい広がり角の第２の光信号を出力する第２の出力部を有する送信装置と、
少なくとも前記送信装置の前記第１の出力部の数と同数の複数のコアを有し、前記送信装置から出力された前記複数の第１の光信号及び前記第２の光信号を受光して伝送する光伝送路と、
前記光伝送路が伝送した前記複数の第１の光信号及び前記第２の光信号を受光する複数の受光部を有する受信装置と、
を備えた光伝送システム。
【請求項２】
前記送信装置は、集光性を有する集光部材を介して前記第１の光信号を出力する複数の第１の発光部と、集光性を有する集光部材を介さずに前記第２の光信号を出力する第２の発光部を有する面発光型半導体レーザとを備え、
前記集光部材及び前記第１の発光部により前記第１の出力部を構成し、
前記第２の発光部により前記第２の出力部を構成した請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記複数の集光部材は、前記面発光型半導体レーザの前記複数の第１の発光部上に配置された請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記複数の集光部材は、前記面発光型半導体レーザから離れて配置された請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記送信装置は、前記第１の光信号を出力する複数の第１の発光部と、前記第１の光信号の広がり角よりも大きい広がり角の前記第２の光信号を出力する第２の発光部を有する面発光型半導体レーザを備え、
前記第１の発光部により前記第１の出力部を構成し、
前記第２の発光部により前記第２の出力部を構成する請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記送信装置は、前記第１の光信号を出力する第１のモード、及び前記第２の光信号を出力する第２のモードを有し、前記第１及び第２のモードの切り替えを行って前記第１及び第２の出力部の出力制御を行う制御部を備えた請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項７】
第１の光信号を出力して予め定められた面上に複数の第１の光スポットを形成する複数の第１の発光部と、
第２の光信号を出力して前記予め定められた面上に前記複数の第１の光スポットを包含するように第２の光スポットを形成する第２の発光部とを備えた面発光型半導体レーザ。
【請求項８】
前記複数の第１の発光部の出射面上に集光性を有する複数の集光部材が配置された請求項７に記載の面発光型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システム及び面発光型半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送される情報量の増加に伴い、高速大容量伝送が可能な光ファイバを用いた光伝送が主流になってきている。その中で、さらに信号密度を向上させため、１本のファイバ内に複数のコアを有するマルチコア光ファイバが開発されており、今後、情報伝送の主流になると考えられている。
【０００３】
上記光伝送には、複数の発光部を備えた発光素子を用いることになるが、光伝送システムにおける故障個所を特定することが必要になってくる。故障個所を特定する技術として、従来、面発光型半導体レーザの光量モニター装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この光量モニター装置は、面発光型半導体レーザに固定されて、面発光型半導体レーザから出射するレーザビームを一部モニター光として分岐させるビームスプリッタと、ビームスプリッタによって分岐されたモニター光を検出する光検出器とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３０６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光信号を分岐する光学素子を用いない構成で故障個所の特定が可能な光伝送システム及び面発光型半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様として、以下の光伝送システム及び面発光型半導体レーザを提供する。
【０００８】
［１］第１の光信号を出力する複数の第１の出力部、及び前記第１の光信号の広がり角よりも大きい広がり角の第２の光信号を出力する第２の出力部を有する送信装置と、少なくとも前記送信装置の前記第１の出力部の数と同数の複数のコアを有し、前記送信装置から出力された前記複数の第１の光信号及び前記第２の光信号を受光して伝送する光伝送路と、前記光伝送路が伝送した前記複数の第１の光信号及び前記第２の光信号を受光する複数の受光部を有する受信装置と、を備えた光伝送システム。
［２］前記送信装置は、集光性を有する集光部材を介して前記第１の光信号を出力する複数の第１の発光部と、集光性を有する集光部材を介さずに前記第２の光信号を出力する第２の発光部を有する面発光型半導体レーザとを備え、前記集光部材及び前記第１の発光部により前記第１の出力部を構成し、前記第２の発光部により前記第２の出力部を構成した前記［１］に記載の光伝送システム。
［３］前記複数の集光部材は、前記面発光型半導体レーザの前記複数の第１の発光部上に配置された前記［２］に記載の光伝送システム。
［４］前記複数の集光部材は、前記面発光型半導体レーザから離れて配置された前記［２］に記載の光伝送システム。
［５］前記送信装置は、前記第１の光信号を出力する複数の第１の発光部と、前記第１の光信号の広がり角よりも大きい広がり角の前記第２の光信号を出力する第２の発光部を有する面発光型半導体レーザを備え、前記第１の発光部により前記第１の出力部を構成し、前記第２の発光部により前記第２の出力部を構成する前記［１］に記載の光伝送システム。
［６］前記送信装置は、前記第１の光信号を出力する第１のモード、及び前記第２の光信号を出力する第２のモードを有し、前記第１及び第２のモードの切り替えを行って前記第１及び第２の出力部の出力制御を行う制御部を備えた前記［１］に記載の光伝送システム。
【０００９】
［７］第１の光信号を出力して予め定められた面上に複数の第１の光スポットを形成する複数の第１の発光部と、第２の光信号を出力して前記予め定められた面上に前記複数の第１の光スポットを包含するように第２の光スポットを形成する第２の発光部とを備えた面発光型半導体レーザ。
［８］前記複数の第１の発光部の出射面上に集光性を有する複数の集光部材が配置された前記［７］に記載の面発光型半導体レーザ。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１、７に係る発明によれば、光信号を分岐する光学素子を用いない構成で故障個所の特定が可能となる。
請求項２に係る発明によれば、集光部材の有無によって第１及び第２の光信号の広がり角を調整することができる。
請求項３、８に係る発明によれば、集光部材を面発光型半導体レーザから分離した構成と比べて、面発光型半導体レーザのアライメント調整が容易になる。
請求項４に係る発明によれば、集光部材に不良が発生した場合は、不良が発生した集光部材を交換することで対応可能となる。
請求項５に係る発明によれば、集光部材を不要にすることができる。
請求項６に係る発明によれば、第１のモードにおいて第１の光信号を受信できなかった受光部が存在する場合、第２のモードに切り替えて故障個所の特定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送システムの概略の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、面発光型半導体レーザの平面図である。
【図３】図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、マルチコア光ファイバの断面図である。
【図５】図５は、受光素子の平面図である。
【図６】図６（ａ）は、面発光型半導体レーザとマルチコア光ファイバとの位置関係を示す模式図、図６（ｂ）は、面発光型半導体レーザとマルチコア光ファイバとの間の距離Ｌと第２の発光部から出力された第２の光信号のマルチコア光ファイバの入射面におけるスポットサイズとの関係を示す図である。
【図７】図７は、送信制御部及び受信制御部の機能を説明するための図である。
【図８】図８は、面発光型半導体レーザとマルチコア光ファイバとのアライメントの調整方法を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送システムの要部を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送システムの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送システムの概略の構成例を示す断面図である。図２は、面発光型半導体レーザの平面図、図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、マルチコア光ファイバの断面図である。図５は、受光素子の平面図である。
【００１４】
この光伝送システム１は、図１に示すように、複数の光信号を送信する送信装置２と、送信装置２から送信された複数の光信号を伝送するマルチコア光ファイバ３と、マルチコア光ファイバ３によって伝送された複数の光信号を受信する受信装置４とを備える。
【００１５】
送信装置２は、面発光型半導体レーザ２０と、面発光型半導体レーザ２０及びマルチコア光ファイバ３の光信号の入射側の端部を支持する支持部材２１と、面発光型半導体レーザ２０をスイッチ部２２を介して駆動する駆動回路２３と、スイッチ部２２及び駆動回路２３を制御する送信制御部２４と、送信データを記憶するメモリ２５とを備える。
【００１６】
受信装置４は、受光素子４０と、受光素子４０及びマルチコア光ファイバ３の光信号の出射側の端部を支持する支持部材４１と、受光素子４０の出力信号を増幅する増幅回路４２と、増幅回路４２を制御する受信制御部４３と、受信データを記憶するメモリ４４とを備える。送信制御部２４と受信制御部４３とは、電気伝送路４５により接続されている。
【００１７】
（マルチコア光ファイバ）
マルチコア光ファイバ３は、図１及び図４に示すように、面発光型半導体レーザ２０の後述する複数の第１の発光部２１０Ａに対応して、中心軸線３ａに対して同心円上に等間隔に配置された複数（例えば６つ）のコア３０と、コア３０の周囲に形成され、コア３０の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド３１とから構成されている。マルチコア光ファイバ３は、コア３０及びクラッド３１が石英ガラスから形成された石英ガラス系光ファイバ、コア３０が石英ガラスから形成され、クラッド３１がプラスチックから形成されたポリマークラッド光ファイバ、コア３０及びクラッド３１がプラスチックから形成されたプラスチック光ファイバ等を用いることができる。マルチコア光ファイバ３は、光伝送路の一例である。なお、光伝送路としては、光導波路でもよい。また、クラッド３１の外周に保護層を設けてもよい。また、マルチコア光ファイバ３は、シングルモード光ファイバでもマルチモード光ファイバでもよい。
【００１８】
（支持部材）
送信装置２の支持部材２１は、板状のベース部２１ａと、ベース部２１ａに直交するように設けられ、面発光型半導体レーザ２０を支持する板状の第１の支持部２１ｂと、ベース部２１ａに直交するように設けられ、マルチコア光ファイバ３の光入射側の端部を支持する板状の第２の支持部２１ｃとを備える。支持部材２１には、面発光型半導体レーザ２０の後述する電極に接続される図示しない配線パターンが形成されている。
【００１９】
受信装置４の支持部材４１は、板状のベース部４１ａと、ベース部４１ａに直交するように設けられ、受光素子４０を支持する板状の第１の支持部４１ｂと、ベース部４１ａに直交するように設けられ、マルチコア光ファイバ３の光出射側の端部を支持する板状の第２の支持部４１ｃとを備える。支持部材４１には、受光素子４０の後述する電極に接続される図示しない配線パターンが形成されている。
【００２０】
なお、２つの支持部材２１、４１は、共通のベース部に、送信装置２側の第１及び第２の支持部２１ｂ、２１ｃと、受信装置４側の第１及び第２の支持部４１ｂ、４１ｃとを設けてもよい。
【００２１】
（面発光型半導体レーザ）
面発光型半導体レーザ２０は、光信号を出力する光出力面と反対側に実装面を有する面型の発光素子であり、例えば、図１及び図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる基板２００と、基板２００上に基板２００の中心２０ａに対して同心円上に等間隔に配置された複数（例えば６つ）のメサ部による第１の発光部２１０Ａと、基板２００の中心２０ａに配置されたメサ部による第２の発光部２１０Ｂと、各第１の発光部２１０Ａの光信号の出力側に配置された６つの凸状のレンズ２２０とを備える。また、面発光型半導体レーザ２０としては、シングルモード又はマルチモードのレーザ光を出射する発光素子を用いることができる。
【００２２】
レンズ２２０は、集光性を有する集光部材の一例である。集光部材としては、フレネルレンズ、屈折率分布レンズ、回折光学素子等でもよい。第１及び第２の発光部２１０Ａ、２１０Ｂは、発光ダイオードでもよい。
【００２３】
第１の発光部２１０Ａ及びレンズ２２０は、第１の出力部を構成する。第２の発光部２１０Ｂは、第２の出力部を構成する。第１の出力部から出力される第１の光信号２０１は、図１に示すように、光束の全体がマルチコア光ファイバ３の対向するコア３０に入射するように狭い広がり角θ１を有する。第２の出力部から出力される第２の光信号２０２は、マルチコア光ファイバ３の全てのコア３０に入射するように第１の光信号２０１の広がり角θ１よりも広い広がり角θ２を有する。
【００２４】
面発光型半導体レーザ２０は、図２に示すように、第１の発光部２１０Ａの光出力面側に開口２１５ａを有するｐ側電極２１５が形成され、このｐ側電極２１５から配線パターン２１６Ａを介して電極パッド２１７に至るように導電パターンが形成されている。これと同様に、面発光型半導体レーザ２０は、第２の発光部２１０Ｂの光出力側に開口２１５ａを有するｐ側電極２１５が形成され、このｐ側電極２１５から配線パターン２１６Ｂを介して電極パッド２１７に至るように導電パターンが形成されている。開口２１５ａは、光信号が出射する出射口となる。
【００２５】
このように構成された面発光型半導体レーザ２０の複数の第１の発光部２１０Ａは、レンズ２２０を介して第１の光信号２０１を出力して予め定められた面、すなわちマルチコア光ファイバ３の入射面３ｂ上に複数の第１の光スポットを形成する。第２の発光部２１０Ｂは、第２の光信号２０２を出力してマルチコア光ファイバ３の入射面３ｂ上に複数の第１の光スポットを包含するように第２の光スポットを形成する。
【００２６】
基板２００の中心２０ａに配置された第２の発光部２１０Ｂは、図３（ａ）に示すように、基板２００上に、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ多層膜からなるｎ型の下部ＤＢＲ層２１１、ＭＱＷによる活性層２１２、アパーチャ２１３ａを有する電流狭窄層２１３、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ多層膜からなるｐ型の上部ＤＢＲ層２１４、開口２１５ａを有するｐ側電極２１５を、この順に形成して構成されている。面発光型半導体レーザ２０は、基板２００の下面にｎ側電極２３０が形成されている。電極パッド２１７及びｎ側電極２３０は、支持部材２１の配線パターンを介してスイッチ部２２及び駆動回路２３側に接続される。
【００２７】
基板２００の中心２０ａに対して同心円上に配置された各第１の発光部２１０Ａは、図３（ｂ）に示すように、ｐ側電極２１５の開口２１５ａに集光性を有する凸状のレンズ２２０が形成されている。レンズ２２０は、例えば、インクジェット等の方式を用いて液状樹脂を塗布し、表面張力で全体的に球状となったものを、熱処理やＵＶ照射等で硬化させて形成される。球状樹脂として、例えば、アクリル系、エポキシ系等の樹脂を用いることができる。
【００２８】
（受光素子）
受光素子４０は、光信号を受光する光受光面と反対側に実装面を有する面型の受光素子であり、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。この受光素子４０は、図１、図５に示すように、基板４００と、基板４００上にマルチコア光ファイバ３の複数のコア３０に対応して基板４００の中心４０ａに対して同心円上に等間隔に配置された複数（例えば６つ）の受光部４１０とを備える。受光部４１０は、本実施の形態では、高速応答性に優れたＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードを用いる。このＰＩＮフォトダイオードは、例えば、ＧａＡｓからなる基板４００上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層及びＮ層と、Ｐ層に接続されたｐ側電極４１１と、Ｎ層に形成されたｎ側電極４１４とを備える。
【００２９】
受光部４１０には、図５に示すように、開口４１１ａを有するｐ側電極４１１が形成され、このｐ側電極４１１から配線パターン４１２を介して電極パッド４１３に至るように導電パターンが形成されている。また、受光部４１０には、ｐ側電極４１１を囲むようにｎ側電極４１４が形成され、このｎ側電極４１４から配線パターン４１５を介して電極パッド４１６に至るように導電パターンが形成されている。開口４１１ａは、光信号が入射する入射口となる。電極パッド４１３、４１６は、支持部材４１の配線パターンを介して増幅回路４２に接続される。
【００３０】
図６（ａ）は、面発光型半導体レーザ２０とマルチコア光ファイバ３との位置関係を示す模式図、図６（ｂ）は、面発光型半導体レーザ２０とマルチコア光ファイバ３との間の距離Ｌと第２の発光部２１０Ｂから出力された第２の光信号２０２のマルチコア光ファイバ３の入射面３ｂにおけるスポットサイズとの関係を示す図である。
【００３１】
例えば、マルチコア光ファイバ３の直径を１２５μｍ、コア３０の直径を８μｍ、中心軸線３ａからコア３０の中心までの距離を３５μｍとしたとき、各コア３０に外接する円の半径は、３９μｍとなるので、その円が含まれるように第２の光信号２０２のマルチコア光ファイバ３の入射面３ｂにおけるスポットサイズ（半径ｒ）を５０μｍに設定したとする。第２の光信号２０２の広がり角（片側）が１５°の場合は、距離Ｌを１５０μｍ以上とし、広がり角（片側）が９°の場合は、距離Ｌを３００μｍ以上とすれば、スポットサイズ（半径ｒ）が５０μｍになる。面発光型半導体レーザ２０の実装には、ボンディングワイヤを用いることが一般的であり、通常は１００μｍ以上のギャップを設けていることから、上記距離Ｌの値で十分である。
【００３２】
図７は、送信制御部２４及び受信制御部４３の機能を説明するための図である。送信装置２のスイッチ部２２は、駆動回路２３に接続された第１端子２２ａと、各第１の発光部２１０Ａに接続された第２端子２２ｂと、第２の発光部２１０Ｂに接続された第３端子２２ｃと、第１端子２２ａを第２端子２２ｂ又は第３端子２２ｃに接続する可動切片２２ｄとを備える。
【００３３】
送信制御部２４及び受信制御部４３は、第１の光信号２０１を出力する第１のモード、例えば通信モードと、第２の光信号２０２を出力する第２のモード、例えば検査モードを有する。
【００３４】
送信制御部２４は、通信モード及び検査モードの切り替えを行って光信号の出力制御を行う。すなわち送信制御部２４は、通信モードでは、スイッチ部２２を制御して可動切片２２ｄを第２端子２２ｂに接続するとともに、駆動回路２３を制御して各第１の発光部２１０Ａから第１の光信号２０１を出力させ、検査モードでは、スイッチ部２２を制御して可動切片２２ｄを第３端子２２ｃに接続するとともに、駆動回路２３を制御して第２の発光部２１０Ｂから第２の光信号２０２を出力させる。
【００３５】
受信制御部４３は、通信モードにおいて、一部の受光部４１０から光信号が受信できなくなった場合、検査モードへの切り替えを要求する信号を電気的伝送路４５を介して送信装置２に送信するように構成されている。受信制御部４３は、検査モードでは、増幅回路４２から各受光部４１０が受光した光量に応じた検出信号を受信し、光量が閾値よりも小さいときは、マルチコア光ファイバ３の対応するコア３０又は受光素子４０の対応する受光部４１０が異常であると判定し、光量が閾値以上のときは、マルチコア光ファイバ３及び受光素子４０は正常であると判定し、判定結果を表示部等に出力する。
【００３６】
図８は、面発光型半導体レーザ２０とマルチコア光ファイバ３とのアライメントの調整方法を説明するための図である。この場合、第２の発光部２１０Ｂを点灯させ、受光素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）に代表されるような面型受光素子６を用い、各コア３０を介して受光した点の光量が均一になるように面発光型半導体レーザ２０のｘ方向及びｙ方向のアライメントを調整する。なお、マルチコア光ファイバ３のｘ方向及びｙ方向のアライメントを調整してもよい。
【００３７】
（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態の動作の一例について説明する。まず、送信装置２の送信制御部２４は、通信モードで制御を行い、第１の光信号２０１を受信装置４に送信する。すなわち、スイッチ部２２を制御して可動切片２２ｄを第２端子２２ｂに接続するとともに、メモリ２５に記憶されている送信データに基づいて駆動回路２３を制御して面発光型半導体レーザ２０の各第１の発光部２１０Ａから第１の光信号２０１を出力させる。
【００３８】
第１の光信号２０１は、マルチコア光ファイバ３のコア３０により伝送され、受光素子４０の受光部４１０により受光される。第１の光信号２０１を受光した受光部４１０は、第１の光信号２０１の光量に応じた電気信号を増幅回路４２に出力する。増幅回路４２は、受光部４１０から出力された電気信号を増幅する。受信制御部４３は、増幅回路４２から出力された電気信号をデジタルデータに変換し、デジタルデータを受信データとしてメモリ４４に記憶する。
【００３９】
受信制御部４３は、通信モードにおいて、一部の受光部４１０から光信号が受信できなくなった場合、検査モードへの切り替えを要求する信号を電気的伝送路４４を介して送信装置２に送信する。
【００４０】
送信装置２の送信制御部２４は、検査モードへの切り替えを要求する信号を受信すると、通信モードから検査モードに切り替える。
【００４１】
検査モードでは、送信制御部２４は、スイッチ部２２を制御して可動切片２２ｄを第３端子２２ｃに接続するとともに、駆動回路２３を制御して第２の発光部２１０Ｂから第２の光信号２０２を出力させる。
【００４２】
第２の光信号２０２は、マルチコア光ファイバ３のコア３０により伝送され、受光素子４０の受光部４１０により受光される。第１の光信号２０１を受光した受光部４１０は、第１の光信号２０１の光量に応じた電気信号を増幅回路４２に出力する。増幅回路４２は、受光部４１０から出力された電気信号を増幅する。
【００４３】
受信制御部４３は、増幅回路４２から各受光部４１０が受光した光量に応じた検出信号を受信し、光量が閾値よりも小さいときは、マルチコア光ファイバ３の対応するコア３０又は受光素子４０の対応する受光部４１０が異常であると判定し、光量が閾値以上のときは、マルチコア光ファイバ３及び受光素子４０は正常であると判定し、判定結果を表示部等に出力する。
【００４４】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）光信号を分岐させる光学素子を用いない簡素な構成でありながら、通信モードで第１の光信号を受信できなかった受光部４１０が存在した場合、検査モードに切り替えて第２の光信号を受信できるか否かを検査することで、故障個所が面発光型半導体レーザ側かマルチコア光ファイバ側かを特定することができる。
（ｂ）レンズ２２０の有無によって第１及び第２の光信号の広がり角度を調整することができる。
（ｃ）レンズ２２０が面発光型半導体レーザ２０に設けられているので、レンズ２２０を面発光型半導体レーザ２０から分離した構成と比べて、面発光型半導体レーザ２０のアライメント調整が容易になる。
【００４５】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送システムの要部を示す断面図である。第１の実施の形態では、レンズを備えた面発光型半導体レーザを用いたが、本実施の形態は、レンズを面発光型半導体レーザから分離したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００４６】
本実施の形態の送信装置２は、面発光型半導体レーザ２０と、レンズアレイ５とを備え、第１の実施の形態と同様の支持部材２１、スイッチ部２２、駆動回路２３、送信制御部２４及びメモリ２５を備える。
【００４７】
レンズアレイ５は、同心円上に配置された複数（例えば６つ）の凸状のレンズ５０と、各レンズ５０を保持するレンズホルダ５１とを備える。レンズホルダ５１は、レンズ５０を収容する開口部５１ａと、第２の発光部２１０Ｂが出力する第２の光信号２０２を通過させる窓５１ｂとを備える。レンズ５０は、集光性を有する集光部材の一例である。集光部材としては、フレネルレンズ、屈折率分布レンズ、回折光学素子等でもよい。
【００４８】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、レンズ５０に不良が発生した場合は、不良が発生したレンズ５０又はレンズアレイ５を交換することで対応可能となる。
【００４９】
［第３の実施の形態］
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送システムの要部を示す断面図である。第１及び第２の実施の形態では、光信号の広がり角の制御にレンズを用いたが、本実施の形態は、レンズを用いずに面発光型半導体レーザ自体で光信号の広がり角を制御したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００５０】
本実施の形態の面発光型半導体レーザ２０は、電流狭窄層２１３のアパーチャ２１３ａのサイズの変更等により第１の発光部２１０Ａから出力される第１の光信号２０１の広がり角よりも第２の発光部２１０Ｂから出力される第２の光信号２０２の広がり角が広くなるように構成されている。
【００５１】
このように構成された面発光型半導体レーザ２０の複数の第１の発光部２１０Ａは、第１の光信号２０１を出力して予め定められた面、すなわちマルチコア光ファイバ３の入射面３ｂ上に複数の第１の光スポットを形成する。第２の発光部２１０Ｂは、第２の光信号２０２を出力してマルチコア光ファイバ３の入射面３ｂ上に複数の第１の光スポットを包含するように第２の光スポットを形成する。
【００５２】
（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、レンズを不要にすることができ、レンズを用いた構成と比べて構成を簡素にできる。なお、第１の発光部２１０Ａをシングルモードのレーザ光を出射するもの、第２の発光部２１０Ｂをマルチモードのレーザ光を出射するものを用いてもよい。
【００５３】
［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、上記各実施の形態では、面発光型半導体レーザの第１の発光部、マルチコア光ファイバのコア、及び受光素子の受光部をそれぞれ同心円上に配置したが、直線上に配置してもよい。
【００５４】
また、上記各実施の形態では、面発光型半導体レーザの第１の発光部、マルチコア光ファイバのコア、及び受光素子の受光部の数をそれぞれ６つとしたが、それぞれ２つでもよく、７つ以上でもよい。
【００５５】
また、マルチコア光ファイバの中心軸線にコアを配置し、受光素子の中心に受光部を配置してもよい。これにより、面発光型半導体レーザの第２の発光部から出力した第２の光信号を受光素子の中心に配置される受光部に伝送することができる。
【００５６】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、第１の発光部に対応してレンズを配置し、第２の発光部に対してはレンズを配置しなかったが、第２の発光部に対応して第１の発光部用のレンズよりも集光性の低いレンズを配置してもよい。
【００５７】
また、上記各実施の形態では、面発光型半導体レーザの中心とマルチコア光ファイバの中心軸線とを一致させたが、マルチコア光ファイバの入射面側及び出射面側にそれぞれ４５°ミラーを配置し、面発光型半導体レーザの光出力面及び受光素子の受光面をそれぞれの４５°ミラーの入射面に対向させてもよい。また、４５°ミラーを配置する代わりにマルチコア光ファイバの入射面及び出射面を４５°に傾斜させ、傾斜した面を反射面としてもよい。
【００５８】
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記各実施の形態の構成要素の一部を省くことが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１…光伝送システム、２…送信装置、３…マルチコア光ファイバ、３ａ…中心軸線、３ｂ…入射面、４…受信装置、５…レンズアレイ、６…面型受光素子、２０…面発光型半導体レーザ、２０ａ…中心、２１…支持部材、２１ａ…ベース部、２１ｂ…第１の支持部、２１ｃ…第２の支持部、２２…スイッチ部、２２ａ…第１端子、２２ｂ…第２端子、２２ｃ…第３端子、２２ｄ…可動切片、２３…駆動回路、２４…送信制御部、２５…メモリ、３０…コア、３１…クラッド、４０…受光素子、４０ａ…中心、４１…支持部材、４１ａ…ベース部、４１ｂ…第１の支持部、４１ｃ…第２の支持部、４２…増幅回路、４３…受信制御部、４４…メモリ、４５…電気伝送路、５０…レンズ、５１…レンズホルダ、５１ａ…開口部、５１ｂ…窓、２００…基板、２０１…第１の光信号、２０２…第２の光信号、２１０Ａ…第１の発光部、２１０Ｂ…第２の発光部、２１１…下部ＤＢＲ層、２１２…活性層、２１３…電流狭窄層、２１３ａ…アパーチャ、２１４…上部ＤＢＲ層、２１５…ｐ側電極、２１５ａ…開口、２１６Ａ、２１６Ｂ…配線パターン、２１７…電極パッド、２２０  …レンズ、２３０…ｎ側電極、４００…基板、４１０…受光部、４１１…ｐ側電極、４１１ａ…開口、４１２…配線パターン、４１３…電極パッド、４１４…ｎ側電極、４１５…配線パターン、４１６…電極パッド
【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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