(57)【要約】【課題】 高寿命でかつ長距離通信を可能とした光送信モジュールを提供する。【解決手段】  光送信モジュール1は、発光源としての面発光レーザ2および通信媒体としてのプラスチック光ファイバ6を備えている。プラスチック光ファイバ6は、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコア11と、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッド12とを備えている。面発光レーザ2は、波長が６６０〜７００ｎｍまたは波長が７６０〜７９０ｎｍのものとされている。【選択図】    図１
2013152333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光源としての面発光レーザおよび通信媒体としてのプラスチック光ファイバを備えている光送信モジュールにおいて、プラスチック光ファイバは、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えており、面発光レーザは、波長が６６０〜７００ｎｍとされていることを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
発光源としての面発光レーザおよび通信媒体としてのプラスチック光ファイバを備えている光送信モジュールにおいて、プラスチック光ファイバは、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えており、面発光レーザは、波長が７６０〜７９０ｎｍとされていることを特徴とする光送信モジュール。
【請求項３】
プラスチック光ファイバのコアの径が１２０μｍ以上とされており、集光のためのレンズを有していないことを特徴とする請求項１または２の光送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信モジュールに関し、特に、プラスチック光ファイバを使用した光通信のための光送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信を行う光リンクとして、面発光レーザを備えた送信モジュール（ＴＯＳＡ）とフォトダイオードを備えた受信モジュール（ＲＯＳＡ）とをプラスチック光ファイバで接続して行うものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
このような光リンクは、短距離の光信号伝送に適したものとなっており、光送信モジュールとしては、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を用いたＳＩ型の光ファイバと波長が６５０ｎｍ程度の面発光レーザとが組み合わされたものがよく知られている。
【０００４】
図３に、光ファイバがＰＭＭＡである場合の波長特性を示す。同図から、ＰＭＭＡでは、波長が６５０ｎｍの近傍において、伝送損失が小さいことが分かる。このことから、上記のように、ＰＭＭＡを用いた光ファイバと波長が６５０ｎｍ近傍のＶＣＳＥＬとが組み合わされている。
【０００５】
なお、プラスチック光ファイバとして、トリクロロエチルメタクリレート（ＴＣＥＭＡ）７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えているものが開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４４７０２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３２７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の光送信モジュールにおいて、波長が６５０ｎｍの赤色のＶＣＳＥＬは、相対的に低寿命であり、波長を６６０ｎｍ（より好ましくは、６７０ｎｍ）以上にすることで、高寿命とできることが知られている。しかしながら、ＰＭＭＡ光ファイバと組み合わされる場合、図３に示したように、６６０ｎｍ以上の波長におけるＰＭＭＡ光ファイバの伝達損失が大きくなるため、長距離通信の用途に使うのが困難であるという問題があった。すなわち、従来の技術では、高寿命と長距離通信可能とを両立させることができなかった。
【０００８】
本発明は、高寿命でかつ長距離通信を可能とした光送信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明による光送信モジュールは、発光源としての面発光レーザおよび通信媒体としてのプラスチック光ファイバを備えている光送信モジュールにおいて、プラスチック光ファイバは、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えており、面発光レーザは、波長が６６０〜７００ｎｍとされていることを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明による光送信モジュールは、発光源としての面発光レーザおよび通信媒体としてのプラスチック光ファイバを備えている光送信モジュールにおいて、プラスチック光ファイバは、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えており、面発光レーザは、波長が７６０〜７９０ｎｍとされていることを特徴とするものである。
【００１１】
第１および第２の発明において、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えているプラスチック光ファイバの波長特性は、波長が６５０ｎｍを超えた領域と波長が７５０ｎｍの近傍とにおいて、伝送損失が小さいものとなる。コアは、例えば、トリクロロエチルメタクリレートのみからなるものとされる。
【００１２】
第１の発明では、上記プラスチック光ファイバと波長が６６０〜７００ｎｍ（より好ましくは、６７０〜７００ｎｍ）の面発光レーザとを組み合わせることにより、可視光（赤色光）を使用して、伝送損失が小さいものが得られ、長距離通信が可能となる。また、面発光レーザの波長を６６０ｎｍ（より好ましくは、６７０ｎｍ）以上とすることで、面発光レーザの長寿命化が可能となり、高寿命でかつ長距離通信可能な光送信モジュールが得られる。このような面発光レーザとしては、ＩｎＧａＡｌＰ材料用いたＶＣＳＥＬが例示される。
【００１３】
第２の発明では、上記プラスチック光ファイバと波長が７６０〜７９０ｎｍの面発光レーザとを組み合わせることにより、赤外線を使用して、伝送損失が小さいものが得られ、長距離通信が可能となる。また、面発光レーザの波長を７６０ｎｍ以上とすることで、面発光レーザの長寿命化が可能となり、高寿命でかつ長距離通信可能な光送信モジュールが得られる。このような面発光レーザとしては、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ材料を用いたＶＣＳＥＬが例示される。
【００１４】
なお、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えているプラスチック光ファイバは、比較的に安価であり、大口径化した場合であっても、コストの大幅な上昇が抑えられるという利点も有している。
【００１５】
第１の発明は、可視光を使用したもの、第２の発明は、赤外線を使用したものであるので、これらを用途に応じて使い分けることにより、広い用途にこの発明による光送信モジュールを使用することができる。
【００１６】
上記第１および第２の発明の光送信モジュールにおいて、プラスチック光ファイバのコアの径が１２０μｍ以上（３００μｍ以下）とされており、集光のためのレンズを有していないことがある。
【００１７】
プラスチック光ファイバのコアの径が小さいと、発光源とのアライメント等に問題が生じ、光送信モジュールが結果的にコスト高となるという問題がある。そこで、プラスチック光ファイバのコアの径が１２０μｍ以上とされる。この場合には、アライメント精度を特別に上げる必要がなくなり、したがって、送信モジュールおよび受信モジュールで使用されている集光のためのレンズが不要とでき、光送信モジュールを含めた光リンクのコストを低減することができる。
【００１８】
本発明で使用されるプラスチック光ファイバは、上述したもの（下記の（１）のもの）を含んで、以下のものを含むものとする。
【００１９】
（１）コア部及び該コア部の外周に配置されたクラッド部からなる光ファイバーであって、前記コア部が、トリクロロエチルメタクリレート（ＴＣＥＭＡ）７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなり、前記クラッド部が、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなることを特徴とするプラスチック光ファイバー。
【００２０】
（２）コア部が、ＴＣＥＭＡと、ＭＭＡ、メチルアクリレート（ＭＡ）、Ｎシクロヘキシルマレイミド（Ｎ−ｃＨＭＩ）、シクロヘキシルアクリレート（ｃＨＡ）、トリクロロエチルアクリレート（ＴＣＥＡ）、イソボルニルアクリレート（ｉＢｏＡ）、及びシクロヘキシルメタクリレート（ｃＨＭＡ）よりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなる（１）のプラスチック光ファイバー。
【００２１】
（３）クラッド部が、ＭＭＡと、ＴＣＥＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ及びｃＨＭＡよりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなる（１）又は（２）のプラスチック光ファイバー。
【００２２】
（４）コア部及び該コア部の外周に配置されたクラッド部からなる光ファイバーであって、前記コア部が、ＴＣＥＭＡ７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなり、前記クラッド部の外周がポリカーボネートを主成分とするプラスチックで被覆されていることを特徴とするプラスチック光ファイバー。
【００２３】
（５）コア部が、ＴＣＥＭＡと、ＭＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ及びｃＨＭＡよりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなる（４）のプラスチック光ファイバー。
【００２４】
（６）クラッド部が、ＴＣＥＭＡ５０重量％以上と、ＭＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ及びｃＨＭＡよりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマー５０重量％以下とを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなる（４）又は（５）のプラスチック光ファイバー。
【００２５】
（７）コア部にドーパントを含み、屈折率分布を有する（１）〜（６）のプラスチック光ファイバー。
【００２６】
（８）ドーパントが、ジフェニルスルフィド（ＤＰＳ）、トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）、ジフェニルスルホン（ＤＰＳＯ）、トリス−２−エチルヘキシルホスフェート（ＴＯＰ）よりなる群より選ばれた少なくとも１種である（７）のプラスチック光ファイバー。
【００２７】
上記のプラスチック光ファイバーは、その製造工程において、溶融押出ドーパント拡散法によって、少なくともコア部に屈折率分布を付与することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の光送信モジュールによると、プラスチック光ファイバは、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えており、面発光レーザは、波長が６６０〜７００ｎｍまたは７６０〜７９０ｎｍとされているので、プラスチック光ファイバの波長特性は、波長が６５０ｎｍを超えた領域と波長が７５０ｎｍの近傍とにおいて、伝送損失が小さいものとなり、これと波長が６６０〜７００ｎｍまたは７６０〜７９０ｎｍの面発光レーザとを組み合わせることにより、伝送損失が小さいものが得られ、長距離通信が可能となる。また、面発光レーザの波長を６６０ｎｍ以上とすることで、面発光レーザの長寿命化が可能となり、高寿命でかつ長距離通信可能な光送信モジュールが得られる。しかも、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えているプラスチック光ファイバは、比較的安価であり、大口径化した場合であっても、コストの大幅な上昇が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明による光送信モジュールの１実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による光送信モジュールで使用されるプラスチック光ファイバの波長特性を示すグラフである。
【図３】図３は、従来の光送信モジュールで使用されるプラスチック光ファイバの波長特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００３１】
図１に示すように、この発明による光送信モジュール(1)は、発光源としての面発光レーザ（より詳細には、垂直共振型面発光レーザーで、以下「ＶＣＳＥＬ」と称す）(2)と、ＶＣＳＥＬ(2)が設けられた基板(3)と、レンズ(5)が設けられた鏡筒(4)と、ＶＣＳＥＬ(2)からの光信号を受信モジュール（図示略）に送信する通信媒体としてのプラスチック光ファイバ(6)とを備えている。
【００３２】
プラスチック光ファイバ(6)は、ＧＩ型のマルチモード光ファイバであり、コア(11)、クラッド(12)およびジャケット(13)からなる。
【００３３】
コア(11)は、大口径とされており、具体的には、その径が１２０μｍ以上でかつ３００μｍ以下とされている。
【００３４】
プラスチック光ファイバ(6)のコア(11)は、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるものとされており、クラッド(12)は、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるものとされている。この構成により、プラスチック光ファイバ(6)の波長特性（波長と伝送損失との関係）は、図２に示すものとなっている。
【００３５】
図２に示す波長特性から、上記のプラスチック光ファイバ(6)は、波長が６５０ｎｍを超えた領域と波長が７５０ｎｍの近傍とにおいて、伝送損失が小さい（通信に用いるのに優れている）ことが分かる。
【００３６】
上記波長特性に基づくと、上記プラスチック光ファイバ(6)と波長が６６０〜７００ｎｍ（より好ましくは、６７０〜７００ｎｍ）のＶＣＳＥＬ(2)とを組み合わせることにより、可視光（赤色光）を使用して、伝送損失が小さいものが得られ、長距離通信が可能となる。また、上記プラスチック光ファイバ(6)と波長が７６０〜７９０ｎｍのＶＣＳＥＬ(2)とを組み合わせることにより、赤外線を使用して、伝送損失が小さいものが得られ、長距離通信が可能となる。
【００３７】
ＶＣＳＥＬ(2)については、波長が６５０ｎｍ程度のものは、低寿命であり、波長を６６０ｎｍ（より好ましくは、６７０ｎｍ）以上とすることで、高寿命化が可能となる。したがって、波長が６６０〜７００ｎｍ（より好ましくは、６７０〜７００ｎｍ）または７６０〜７９０ｎｍのＶＣＳＥＬ(2)を用いることで、高寿命化が可能となる。
【００３８】
また、トリクロロエチルメタクリレート７０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるコアと、メチルメタクリレート２０重量％以上を含むモノマーの重合体を主たる構成成分としてなるクラッドとを備えているプラスチック光ファイバは、価格的に、フッ素樹脂を用いたプラスチック光ファイバに比べて安く、ＰＭＭＡを用いたプラスチック光ファイバと差がないことから、大口径化した場合であっても、コストの大幅な上昇が抑えられる。
【００３９】
プラスチック光ファイバ(6)のコア(11)の径が小さいと、発光源であるＶＣＳＥＬ(2)とのアライメント等に問題が生じ、光送信モジュール(1)が結果的にコスト高となる。コア(11)の径は、上記のように、１２０μｍ以上とされており、この場合には、アライメント精度を特別に上げる必要がなくなり、コア(11)を大口径化しても、光送信モジュール(1)のコスト低減が可能となる。
【００４０】
したがって、図１において、集光のためのレンズ(5)を省略することも可能であり、これにより、より一層コストを低減することができる。また、一般的に光結合に使用される光学アライメント用部材であるフェルール等を用いずに光結合をすることもできる為、この光送信モジュール(1)を使用した光リンクの安価な構成が実現可能である。
【００４１】
なお、光送信モジュール(1)として示した図１は、１例であり、上記材料のプラスチック光ファイバ(6)と上記波長のＶＣＳＥＬ(2)とを組み合わせるものであれば、これ以外の構成は適宜なものを採用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
(1)     光送信モジュール
(2)     面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）
(6)     プラスチック光ファイバ
(11)    コア
(12)    クラッド
【図１】
2013152333.tif 000003
【図２】
2013152333.tif 000004
【図３】
2013152333.tif 000005