(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は開口数が前記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第二の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい光導波路と、前記光導波路と前記光源とに結合されて前記第一の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材で構成されてなる光分岐結合器。
【請求項２】
前記光ファイバの開口数をＮＡ１とし、前記第一の光導波手段の開口数をＮＡ２とし、前記光導波部材の開口数をＮＡ３としたときに、前記各開口数は、ＮＡ３＜ＮＡ１＜ＮＡ２の関係を満たす値に設定されてなることを特徴とする請求項１に記載の光分岐結合器。
【請求項３】
光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい第一の光導波路と、前記第一の光導波路と前記光検出器とに結合されて前記第一の光導波路よりも開口数の大きい第一の光導波部材とから構成され、前記第二の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい第二の光導波路と、前記第二の光導波路と前記光源とに結合されて前記第一の光導波手段よりも開口数の小さい第二の光導波部材で構成されてなる光分岐結合器。
【請求項４】
前記光ファイバの開口数をＮＡ１とし、前記第一の光導波路の開口数をＮＡ２とし、前記第一の光導波部材の開口数をＮＡ４とし、前記第二の光導波部材の開口数をＮＡ５としたときに、前記各開口数は、ＮＡ５＜ＮＡ１＜ＮＡ２≦ＮＡ４の関係を満たす値に設定されてなることを特徴とする請求項３に記載の光分岐結合器。
【請求項５】
光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は、第一のコアとこの第一のコアを覆うクラッドとを有する第一の光導波路で構成され、前記第二の光導波手段は、第二のコアとこの第二のコアを覆うクラッドとを有する第二の光導波路で構成されており、前記第一のコアの屈折率をｎ１とし、前記第二のコアの屈折率をｎ２とし、前記クラッドの屈折率をｎ３としたときに、前記各屈折率は、ｎ３＜ｎ２＜ｎ１の関係を満たす値に設定されてなる光分岐結合器。
【請求項６】
前記第一の光導波路において、前記第一のコアと前記クラッドとの間に前記第二のコアが挿入されてなることを特徴とする請求項５に記載の光分岐結合器。
【請求項７】
光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二の光導波手段とを備え、前記第一の光導波手段は、第一のコアとこの第一のコアを覆う第二のコアおよび前記各コアを覆うクラッドを有する第一の光導波路で構成され、前記第二の光導波手段は、前記第一のコアとこの第一のコアを覆うクラッドとを有する第二の光導波路で構成されており、前記第一のコアの屈折率をｎ１とし、前記第二のコアの屈折率をｎ２とし、前記クラッドの屈折率をｎ３としたときに、前記各屈折率は、ｎ３＜ｎ１＜ｎ２の関係を満たす値に設定されてなる光分岐結合器。
【請求項８】
前記第一の光導波手段の断面積は前記第二の光導波手段の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか1項に記載の光分岐結合器。
【請求項９】
光ファイバに結合された光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器からの光信号を検出する光検出器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器に光信号を出力する光源とを備え、前記光分岐結合器として、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光分岐結合器を有してなることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１０】
通信路となる光ファイバに結合された光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器からの光信号を検出する光検出器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器に光信号を出力する光源と、前記光検出器の検出による光信号を復調する複数の復調回路と、データを変調して変調された信号を前記光源に出力する複数の変調回路と、前記複数の復調回路からの信号を基に前記各復調回路と前記各変調回路の動作を制御するとともにデータを前記複数の変調回路に出力する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記光検出器の検出による光信号の状態に応じて全二重光通信による制御と半二重光通信による制御とを切り替えてなる光通信装置であって、前記光分岐結合器として、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光分岐結合器を有してなることを特徴とする光通信装置。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記光検出器の検出による光信号の光量が所定の光量よりも大きいときには全二重光通信による制御を実行し、それ以外のときには半二重光通信による制御を実行してなることを特徴とする請求項１０に記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光分岐結合器および光伝送装置に係り、特に、単芯の光ファイバを用いて光信号の送信・受信を行うに好適な光分岐結合器および光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを用いて光信号の送信・受信を行う双方向光通信器として、例えば、特開平１１−２７１５４８号公報に記載されているように、光ファイバと光学的に結合されて光ファイバから入射した光を受光素子に導く主導波路と、主導波路の光軸方向に対する側部で主導波路と光学的に結合されて発光素子から出射された光を主導波路を介して光ファイバに導く副導波路とを有するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の双方向光通信器あるいは光カプラにおいては、光ファイバからの受信光を光導波路に十分に閉じ込め効率良く光検出器に導くために、光ファイバと光検出器とを光学的に結合する光導波路の開口数を光ファイバと同じかあるいは光ファイバよりも大きくする構成が採用されている。このため、光ファイバから入射した光を受光素子に導く主導波路と、発光素子から出射された光を光ファイバに導く副導波路とを同時に形成するタイプの光カプラにおいては、主導波路と副導波路は同一の開口数となっており、副導波路も大きな開口数になっている。特に、プラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦと略す。）を光信号伝送媒体として用いる場合には、ＰＯＦの開口数が０．３ないし０．５と大きいため、光カプラの開口数も大きくする必要がある。光カプラを構成する光導波路の開口数をＰＯＦの開口数と同じにすると、光カプラの光導波路は、１７°ないし３０°の角度で入射した光線を閉じ込めて伝播することができる。
【０００４】
しかし、主導波路と開口数が同じ副導波路に光源からの光線が入射した場合、この光線は広い角度で副導波路に入射されることになるので、副導波路を伝播する過程で、副導波路内に散乱・漏れ光が生じやすく、迷光となる。さらに、大きな広がり角を持って光カプラから出射された光線は光ファイバに結合されず、光カプラおよび光ファイバの端面での反射が大きくなる。これら反射光・迷光の一部は主導波路を通って光検出器に至り、クロストークを生じることになる。このため、従来の光カプラを用いた双方向光通信器あるいは光カプラはクロストークが大きいという問題点があった。
【０００５】
このように、従来の双方向光通信器あるいは光カプラではクロストークが生じるため、双方向光通信器を有する光通信装置間で同時に送信と受信を行う全二重の光通信が困難となり、各光通信装置が交互に送信と受信を行う半二重通信を行っていた。
【０００６】
双方向光通信器のクロストークを軽減するために、光導波路全体の開口数を小さくすると、この光導波路に光検出器を結合したときに光の伝送効率が低下し、光信号を伝送できる距離が短くなるという問題点が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、光源からの光信号が光検出器に回り込むクロストークを低減し、かつ光ファイバからの光信号を効率良く光検出器に導くことができる光分岐結合器と光伝送装置および光通信装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、光源からの光信号が光検出器に回り込むクロストークを低減し、かつ光ファイバからの光信号を効率良く光検出器に導くことができる光分岐結合器の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、光ファイバと光検出器とを結ぶ光信号伝送媒体として前記光ファイバからの光信号を光検出器に導く第一の光導波手段と、前記第一の光導波手段から分岐されて光源からの光信号を前記光ファイバに導く第二の光導波手段とを備えた光分岐結合器として以下の機能を有するものを構成したものである。
【００１０】
（１）前記第一の光導波手段は開口数が前記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第２の光導波手段の少なくとも一部は前記第１の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材で構成されてなる。
【００１１】
（２）前記第一の光導波手段は開口数が前記光ファイバよりも大きいもので構成され、前記第二の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい光導波路と、前記光導波路と前記光源とに結合されて前記第一の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材で構成されてなる。
【００１２】
この場合、前記光ファイバの開口数をＮＡ１とし、前記第一の光導波手段の開口数をＮＡ２とし、前記光導波部材の開口数をＮＡ３としたときに、前記各開口数は、ＮＡ３＜ＮＡ１＜ＮＡ２の関係を満たす値に設定されてなる。
【００１３】
（３）前記第一の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい第一の光導波路と、前記第一の光導波路と前記光検出器とに結合されて前記第一の光導波路よりも開口数の大きい第一の光導波部材とから構成され、前記第二の光導波手段は、前記光ファイバよりも開口数の大きい第二の光導波路と、前記第二の光導波路と前記光源とに結合されて前記第一の光導波手段よりも開口数の小さい第二の光導波部材で構成されてなる。
【００１４】
この場合、前記光ファイバの開口数をＮＡ１とし、前記第一の光導波路の開口数をＮＡ２とし、前記第一の光導波部材の開口数をＮＡ４とし、前記第二の光導波部材の開口数をＮＡ５としたときに、前記各開口数は、ＮＡ５＜ＮＡ１＜ＮＡ２≦ＮＡ４の関係を満たす値に設定されてなる。
【００１５】
（４）前記第一の光導波手段は、第一のコアとこの第一のコアを覆うクラッドとを有する第一の光導波路で構成され、前記第二の光導波手段は、第二のコアとこの第二のコアを覆うクラッドとを有する第二の光導波路で構成されており、前記第一のコアの屈折率をｎ１とし、前記第二のコアの屈折率をｎ２とし、前記クラッドの屈折率をｎ３としたときに、前記各屈折率は、ｎ３＜ｎ２＜ｎ１の関係を満たす値に設定されてなる。
【００１６】
この場合、前記第一の光導波路において、前記第一のコアと前記クラッドとの間に前記第二のコアが挿入されてなる。
【００１７】
（４）前記第一の光導波手段は、第一のコアとこの第一のコアを覆う第二のコアおよび前記各コアを覆うクラッドを有する第一の光導波路で構成され、前記第二の光導波手段は、前記第一のコアとこの第一のコアを覆うクラッドとを有する第二の光導波路で構成されており、前記第一のコアの屈折率をｎ１とし、前記第二のコアの屈折率をｎ２とし、前記クラッドの屈折率をｎ３としたときに、前記各屈折率は、ｎ３＜ｎ１＜ｎ２の関係を満たす値に設定されてなる。
【００１８】
（５）前記第一の光導波手段の断面積は前記第二の光導波手段の断面積よりも大きい。
【００１９】
また、本発明は、光ファイバに結合された光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器からの光信号を検出する光検出器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器に光信号を出力する光源とを備え、前記光分岐結合器として、前記いずれかの光分岐結合器を有してなる光伝送装置を構成したものである。
【００２０】
また、本発明は、通信路となる光ファイバに結合された光分岐結合器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器からの光信号を検出する光検出器と、前記光分岐結合器に結合されて前記光分岐結合器に光信号を出力する光源と、前記光検出器の検出による光信号を復調する複数の復調回路と、データを変調して変調された信号を前記光源に出力する複数の変調回路と、前記複数の復調回路からの信号を基に前記各復調回路と前記各変調回路の動作を制御するとともにデータを前記複数の変調回路に出力する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記光検出器の検出による光信号の状態に応じて全二重光通信による制御と半二重光通信による制御とを切り替えてなる光通信装置であって、前記光分岐結合器として、前記いずれかの光分岐結合器を有してなる光通信装置を構成したものである。
【００２１】
前記光通信装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００２２】
（１）前記制御回路は、前記光検出器の検出による光信号の光量が所定の光量よりも大きいときには全二重光通信による制御を実行し、それ以外のときには半二重光通信による制御を実行してなる。
【００２３】
また、さらに本発明は、第一の筒体と、前記第一の筒体から分岐されて前記第一の筒体よりも断面積の小さい第二の筒体と、前記第一の筒体の軸方向端部と前記第二の筒体の軸方向端部とを結ぶ結合体とを有する射出成形型のうち前記第一の筒体の開口側から前記第一の筒体と前記第二の筒体および前記結合体にコア材を注入してコア部を形成し、前記コア部の外周側にクラッド材を充填してクラッド部を形成し、その後、前記結合体に対応するコア部とクラッド部を除去して光分岐結合器を製造する光分岐結合器の製造方法を採用したものである。
【００２４】
前記した手段によれば、第１の光導波手段の開口数を光ファイバの開口数よりも大きくしているため、第１の光導波手段での光損失を少なくし、光ファイバからの光信号（受信光）を効率良く光検出器に結合することができる。さらに第２の光導波手段の少なくとも一部は第１の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材で構成したり、あるいは第２の光導波手段のうち光源に結合される光導波部材の開口数を第１の光導波手段の開口数よりも小さくしているため、光源から光導波部材に導入された光信号の広がり角が小さくなり、第２の光導波手段から第１の光導波手段を通して光検出器に入る光信号のクロストークを低減することができる。
【００２５】
また、第１の光導波手段の段面積を第２の光導波手段の段面積よりも大きくすることで、光ファイバから導入された光信号が第１の光導波手段に分岐されて生じる損失を小さくし、光ファイバからの光信号を効率良く光検出器に導くことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示す光伝送装置の構成図であって、（ａ）は上面断面図、（ｂ）は側面断面図である。図１において、光伝送装置１０は、直方体形状の樹脂製モジュールパッケージ１２を備えており、モジュールパッケージ１２の軸方向端部には長方形形状の開口部１４が形成され、内部には雌型コネクタ１６、双方向光導波路１８、光検出器２０、台座２２、遮光膜２４、光導波路２６、プリアンプ２８、半導体レーザ３０、台座３２、回路基板３４が収納されている。回路基板３４上には雌型コネクタ１６、双方向光導波路１８、台座２２、プリアンプ２８、台座３２、遮光膜２４が取付けられているとともに、回路基板３４の端部には複数の電気端子３６が装着されている。各電気端子３６はその端部がモジュールパッケージ１２の底部側から外部に突出され、電源や他の装置と接続されるようになっている。
【００２７】
雌型コネクタ１６は、その端部が開口部１４に挿入された状態で回路基板３４上に固定されており、この雌型コネクタ１６にはミニジャックなどの光コネクタで構成された雄型コネクタ３８が着脱自在に装着されている。この雄型コネクタ３８には、通信路となる単芯（一芯）光ファイバとして双方向伝送用光ファイバ４０が接続されている。この光ファイバ４０としては、例えば、コア径０．９８ｍｍ、開口数０．３のＰＯＦが用いられている。そして光ファイバ４０を伝送した光信号が雄型コネクタ３８を介して光伝送装置１０に入力されるようになっており、この雄型コネクタ３８には双方向光導波路１８が結合されている。
【００２８】
双方向光導波路１８は、双方向光通信器の一要素となる光分岐結合器の本体として、光検出器結合用光導波路４２、光源結合用光導波路４４を備えて構成されており、各光導波路４２、４４の周囲がクラッド材（クラッド）で覆われている。光導波路４２は、光ファイバ４０と光検出器２０とを結ぶ光信号伝送媒体として光ファイバ４０からの光信号を雄型コネクタ３８から取り込み、この光信号を光検出器２０に導く第１の光導波手段として、例えば、コア材を用い構成されている。光導波路４２は、雄型コネクタ３８と相対向する面における直径が１．１ｍｍに形成され、光検出器２０と相対向する面における直径が０．６ｍｍに形成され、雄型コネクタ３側から光検出器２０側に向かって漸次径が細くなるテーパ状に形成されている。このテーパ形状により、ビーム径を５５％に縮小することができ、光のエネルギー密度を３．３倍に向上させることができる。また光導波路４２の開口数は０．５に設定されている。そして光導波路４２の端部には光検出器２０が結合されている。この光検出器２０は、光導波路４２の光出射端に相対向するように、台座２２に接着されて固定されている。この光検出器２０は、光導波路４２を伝送した光信号を検出し、検出した光信号を電気信号に変換してプリアンプ２８に出力するようになっている。プリアンプ２８は電気信号を増幅し、増幅した電気信号（受信電気信号）を電気端子３６から外部の装置に出力するようになっている。
【００２９】
一方、光導波路４４は、開口数０．５の分岐路として、直径０．２５ｍｍのコア材を用いて導波路４２と一体に形成され、光導波路４２の側面に接合されており、この光導波路４４の軸方向端部には光導波路２６が結合されている。光導波路２６は一辺０．１ｍｍの矩形形状の光導波部材を用いて構成されており、開口数は０．１に設定されている。この光導波路２６の軸方向端部には光源としての半導体レーザ３０が結合されている。半導体レーザ３０は、光導波路２６と高さを合わせるようにして台座３２上に固定されている。半導体レーザ３０は電気端子３６から送信電気信号を受け、この送信電気信号にしたがった光信号を光導波路２６に出射するようになっている。この光信号は光導波路２６、光導波路４４、雄型コネクタ３８を介して光ファイバ４０に導かれるようになっている。すなわち、光導波路４４、２６は、光導波路４２から分岐されて半導体レーザ（光源）からの光信号を雄型コネクタ３８を介して光ファイバ４０に導く第２の光導波手段として構成されている。また、光導波路４４の断面積は光導波路４２の断面積よりも小さく、すなわち光導波路４４の断面積よりも光導波路４２の断面積の方が大きいため、光ファイバ４０から受信した光信号のうち光導波路４２に導入される光信号の損失を０．２３ｄＢとすることができる。
【００３０】
上記構成において、双方向伝送用光ファイバ４０を伝送してきた光信号は、雄型コネクタ３８により結合された光伝送装置１０に入力される。この光信号は光導波路４２を伝送して光検知器２０によって検出され、検出された光信号は電気信号に変換され、この電気信号はプリアンプ２８で増幅された後、受信電気信号として電気端子３６を介して外部の装置に伝送される。一方、外部の装置から伝送された送信電気信号が電気端子３６を介して半導体レーザ３０に入力されると、半導体レーザ３０からは、送信電気信号にしたがった光信号が光導波路２６に出射される。この光信号は光導波路２６、４４を伝送した後、雄型コネクタ３８に結合されて光ファイバ４０から他の装置などに伝送される。
【００３１】
このように、本実施形態においては、光導波路４２の開口数（０．５）を光ファイバ４０の開口数（０．３）よりも大きくしているので、光導波路４２での光損失を少なくし、光ファイバ４０からの受信光を効率良く光検出器２０に結合することができる。また、光導波路２６の開口数を０．１とし、開口数の小さい光導波路２６から開口数の大きい光導波路４４に光信号を入射するようにしたため、光導波路４４を通る光信号の広がり角が小さくなり、光導波路４４から光ファイバ４０に効率良く光信号を結合することができるとともに、光導波路４２および光ファイバ４０の端面での反射および光導波路４４内での光の散乱などに伴って光導波路４２を通して光検出器２０に入る光信号のクロストークを低減することができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、光導波路２６の開口数を０．１と小さくしているので、光導波路２６に閉じ込めることのできる光線の広がり角よりも半導体レーザ３０からの出射光の広がり角の方が大きくなり、導波路２６に結合されない光線が生じる。しかし、光検出器２０と光導波路２６との間に遮光膜２４が配置され、光導波路２６に結合されない光線を吸収することができ、光導波路２６に結合されない光線が光検出器２０に漏れることに伴うクロストークを抑制することができる。なお、光導波路２６をコア部とクラッド部で構成した場合、光導波路２６のクラッド部として、光を吸収する材料を用いることでクロストークを抑制することもできる。
【００３３】
また、本実施形態においては、光導波路４２の断面積を光導波路４４の断面積よりも大きくしているため、光ファイバ４０から受信した光信号が雄型コネクタ３８から光導波路４２に分岐されて生じる光損失を少なくし、光導波路４２に効率良く光信号を導くことができる。また光導波路４２をテーパ形状としているため、受光径の小さい高速な光検出器２０に対しても効率良く光を結合することができる。また光導波路４２の開口数（０．５）が光ファイバ４０の開口数（０．３）よりも大きいため、光導波路４２をテーパ形状としても、光導波路４２における光損失を小さくすることができる。
【００３４】
また光導波路２６を一辺が０．１ｍｍの矩形導波路としているので、光導波路２６を光導波路４４の径（０．２５ｍｍ）の中に納めることができる。さらに光導波路４４の径０．２５ｍｍに対して約０．１ｍｍの位置合わせに裕度があるため、光導波路４４と光導波路２６との位置合わせを容易に行うことができる。同様に、光導波路２６と半導体レーザ３０との位置合わせにおいても位置合わせに裕度があるので、位置合わせを容易に行うことができる。なお、雌型コネクタ１６、双方向導波路１８、光導波路２６、台座３２は同一の回路基板３４上に取付けられているので、それぞれの光軸高さを合わせておくことで、回路基板３４の高さ方向の位置調整は不要となる。
【００３５】
また、双方向光導波路１８として、例えば、特開平１１−１８３７４３号公報に記載されている光分離結合器を用いることもできる。
【００３６】
双方向光導波路１８を構成するに際して、光導波路４２の開口数を、光導波路４２と結合する光ファイバ４０の開口数の１．５倍以上にした場合、ビーム径の縮小比０．５以下、面積比０．２５以下とすることが望ましく、光導波路４２の開口数を光ファイバ４０の開口数の２倍以上としたときには、面積比０．１以下とすることが望ましい。またＰＯＦにおいては、高速通信用に開口数０．３のものが用いられており、光導波路４２の開口数としては０．４５以上できれば０．６以上が望ましい。また通常光通信に用いられている波長は５７０ｎｍから１５５０ｎｍ程度であり、この範囲内で使用する波長において、この開口数以上であればよい。
【００３７】
上述したように、双方向光導波路１８と光導波路２６を含む光分岐結合器を構成するに際して、光ファイバ４０の開口数をＮＡ１、光導波路４２、４４の開口数をＮＡ２、光導波路２６の開口数をＮＡ３としたときに、各開口数を、
ＮＡ３＜ＮＡ１＜ＮＡ２…（１）
の関係を満たす値に設定することにより、光ファイバ４０からの光信号を効率良く光検出器２０に結合することができ、かつ半導体レーザ３０からの光信号を効率良く光ファイバ４０に結合することができるとともに、光検出器２０に入射する光信号のクロストークを低減することができる。
【００３８】
なお、開口数ＮＡは、コアの屈折率をｎ１、クラッドの屈折率をｎ２としたときに、
ＮＡ＝（ｎ１２−ｎ２２）１／２……（２）
により求めることができる。
【００３９】
上述したように、開口数０．３の光ファイバ４０に対しては、光導波路４２の開口数は０．４５以上、できれば０．６以上が望ましい。一方、光導波路２６の開口数としては、光信号のクロストークを抑制し、光導波路４２と光導波路４４とを離すためには小さい方が望ましいが、あまり小さくすると、半導体レーザ３０から出射される光線の光量のうち光導波路２６に結合される光線の光量の割合が小さくなるため、開口数０．０５以上とすることが望ましい。光導波路２６の開口数を０．０５以上とすることにより、半導体レーザ３０として一般的な端面発光半導体レーザを用いた場合に光利用効率が１０％以上となり、一般的な光出力５ｍＷ半導体レーザを用いても０．５ｍＷの光出力が得られる。また光ファイバ４０の開口数が０．３のときに、光導波路２６の開口数を０．２５以上とすると、光導波路４２と光導波路４４とが近づきすぎ、光検出器２０と光導波路２６を設置するのが困難となるため、光導波路２６の開口数としては、０．２５以下が望ましい。
【００４０】
前記実施形態においては、矩形形状の光導波路２６を用いて半導体レーザ３０と光導波路４４とを接続したが、光導波路２６の代わりに光ファイバを用いることもできる。この場合、光ファイバの開口数として、（１）式のＮＡ３を満たすものを選べばよいことになる。
【００４１】
また前記実施形態においては、光導波路４２端面からの光線を光検出器２０に結合しているため、光導波路４２の端面にミラー部を形成する必要はなく、光導波路４２の作成が容易になる。
【００４２】
次に、光分岐結合器の本体を構成する双方向光導波路１８の製造方法を図２にしたがって説明する。
【００４３】
まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、コア部５０の形状に対応した第１の筒体と、コア部５２の形状に対応した第２の筒体と、第１の筒体の軸方向端部と第２の筒体の軸方向端部とを結ぶブリッジ部５４の形状に対応した結合体と樹脂ライナ４６とを有する射出成形型（図示省略）を用意し、射出成形型にコア材としての樹脂を樹脂ライナ４６から射出成形型の第１の筒体内に注入し、樹脂ライナ４６、コア部５０、５２、ブリッジ部５４を形成する。なお、図２は、各射出成形型を取り外した状態を示している。コア部５０は光導波路４２のコア部として、コア部５２は光導波路４４のコア部として形成され、コア部５０、５２の軸方向端部はブリッジ部５４で結合される。すなわち、コア部５０からの射出成形樹脂がブリッジ部５４を通ってコア部５２に周り込むため、コア部５０よりも径の細いコア部５２にも樹脂を十分に注入することができる。
【００４４】
続いて、樹脂ライナ４６、コア部５０、５２、ブリッジ部５４の型を取外した後、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、成形されたコア部５０、５２を一対の基板５６、５８で挟むとともに、樹脂ライナ４６およびブリッジ部５４を透明な材料で形成した型枠６０に嵌め込み、コア部５０、５２の位置を固定する。この型枠６０を用いることによりコア部５０、５２を基板５６と基板５８との中心部に固定することができる。
【００４５】
続いて、基板５６と基板５８との間に紫外線硬化樹脂６２を充填し、基板５６、５８、型枠６０を通して紫外線６４を照射することにより、紫外線硬化樹脂６２を硬化させて、光導波路１８のクラッド部とする。この場合、基板５６、５８は紫外線を透過する材質のものであればよく、ガラス板、透明プラスチック板などを用いることができる。また、コア部５０、５２の位置をより正確に定めるには、ガラス板にコア部５０、５２の形状に合わせて予め溝を設けてもよい。
【００４６】
最後に、図２（ｅ）、（ｆ）に示すように、コア部５０、５２の周囲にクラッド部６６が成形されたものから樹脂ライナ４６およびブリッジ部５４を切取り、基板５６、５８に合わせてコア部５０、５２の軸方向端面を光入出射面として研磨する。そして端面研磨後、基板５６、５８を切断して各光導波路１８ごとに分離する。この場合、コア部５０が光導波路４２を形成し、コア部５２が光導波路４４を形成することになる。さらに、コア部５０の一端が光ファイバ結合端６８に、コア部５０の他端面が光出射端７０に、コア部５２の一端が光入射端７２になる。
【００４７】
本実施形態においては、射出成形樹脂として屈折率１．４９のＰＭＭＡを用い、紫外線硬化樹脂６２に屈折率１．４０のものを用いたため、光導波路４２、４４の開口数は０．５である。
【００４８】
本実施形態においては、１回の射出成形によって同時に複数のコア部５０、５２を成形することができるとともに、予めコア部５０、５２の長さに合わせた基板５６、５８を用いることにより、光導波路４２、４２の軸方向の長さの誤差を小さくすることができる。またコア部５０、５２を成形する際にブリッジ部５４を形成し、コア部５０とコア部５２とをブリッジ部５４で固定し、コア部５０、５２の周囲を紫外線硬化樹脂６２で固定した後、ブリッジ部５４を切断するようにしているため、切断後にコア部５０とコア部５２の位置ずれが生じることなく、光導波路４２と光導波路４４の位置を正確に定めることができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、コア部５０の光ファイバ結合端６８側から樹脂を注入したものについて述べたが、ブリッジ部５４側から樹脂を注入することもでき、光ファイバ結合端６８側の金型の表面を平滑にしたときには、光ファイバ結合端６８を研磨する必要がなくなる。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、光導波路４２と光導波路４４との結合部において光導波路４２の中心線と光導波路４４の中心線とが角度をなして結合しているが、光導波路４２または光導波路４４にある曲率を持たせ、光導波路４２と光導波路４４との結合部において、光導波路４２の中心線と光導波路４４の中心線とがほぼ平行で光ファイバ結合端６８に対して垂直となるようにすることもできる。この場合には、光導波路４４からの送信光は、光ファイバ結合端６８に対してほぼ垂直に出射され、光導波路４４の中心線が光導波路４２の中心線に対して傾いている場合に比べて、雄型コネクタ３８や光ファイバ４０の端面で反射した光信号のうち光導波路４２に入射する光信号の光量が少なくなり、送信時における光信号のクロストークをさらに小さくできる。
【００５１】
このように、本実施形態における光導波路１８は、射出成形により製造できるので、短時間で大量に製造することが可能になるとともに、フォトグラフィにより製造する場合よりも径の大きな双方向光導波路１８を製造することができ、受信光の伝送効率を大きくすることができる。さらに光ファイバ４０の断面形状と同じく円形断面の光導波路４２を製造することができる。したがって、本実施形態において示した双方向光導波路１８は、径の太いプラスチック光ファイバに好適である。ただし、本発明に用いる双方向光導波路１８は、本実施形態に示す製造方法に限定されるものではなく、光ファイバ４０の径が小さい場合のように、光導波路４２、４４の断面形状を小さくしてよい場合には、紫外線硬化法、ウエットエッチング法、反応性イオンエッチング法、光重合法などの製造方法あるいは光ファイバを接合する方法など適宜選択して光分岐結合器を製造することができる。
【００５２】
本実施形態における双方向光導波路１８は径の太い光ファイバ４０に適しており、プラスチック光ファイバとして、コアおよびクラッドがプラスチックにより形成されたものに限らず、クラッドのみプラスチックにより形成されたものも対象とすることができる。
【００５３】
また、本発明に係る光分岐結合器に用いるコア（コア部）およびクラッド（クラッド部）の材料としては、所望の開口数となるように、アクリル系、メタクリル系、カルボネート系、非晶質オレフィン系、スルホン系、シリコーン系、ビニル系、フッ素系化合物などを適宜に組み合わせて用いることができる。この場合、材料は有機材料に限定されるものではなく、ガラスを用いてもよく、またクラッドには酸化シリコン、窒化シリコンなどの透明無機材料、薄膜材料を用いてもよい。
【００５４】
次に、本発明に係る光伝送装置の第２実施形態を図３にしたがって説明する。図３（ａ）は光伝送装置の上面断面図、（ｂ）は光伝送装置の側面断面図である。図３において、本実施形態における光伝送装置１０ａは、モジュールパッケージ１２よりも高さ方向の寸法が大きい樹脂製モジュールパッケージ１２ａを備えており、開口部１４には雌型コネクタ１６よりも高さ方向の寸法が大きい雌型コネクタ１６ａが装着されている。この雌型コネクタ１６ａには雄型コネクタ３８が着脱自在に装着されており、雄型コネクタ３８には前記実施形態と同様に開口数０．３の双方向伝送用光ファイバ４０が接続されている。雌型コネクタ１６ａは回路基板３４上に固定されており、雄型コネクタ３８は双方向光導波路１８と結合されている。双方向光導波路１８は前記実施形態と同様のもので構成されており、光学系台座７４を介して回路基板３４上に固定されている。そして、双方向光導波路１８のうち光導波路４２の光出射端側には、コア径０．７ｍｍ、開口数０．６の光ファイバ（ＰＯＦ）７６が結合されており、光ファイバ７６の軸方向端面はレンズ７８を介して光検出器パッケージ８０に結合されている。光検出器パッケージ８０内には光検出器およびプリアンプが内蔵されており、光検出器パッケージ８０は基板８２に固定されている。基板８２は回路基板３４に対してほぼ垂直となるように回路基板３４に固定されているとともに、回路基板３４上の電気回路８４、電気端子３６に接続されている。
【００５５】
一方、第１の光導波路としての光導波路４２に第１の光導波部材としての光ファイバ７６が結合されていのに対して、本実施形態においては、第２の光導波路としての光導波路４４の軸方向端面には第２の光導波部材としての光源結合用光ファイバ８６が結合されている。各光ファイバ７６、８６はＶ溝基板８８によって固定されており、Ｖ溝基板８８は光学系台座７４上に固定されている。光源結合用光ファイバ８６は、例えば、コア径０．２ｍｍ、開口数０．１のハードポリマクラッド光ファイバ（ＨＰＣＦ）が用いられている。そして光ファイバ８６の軸方向端面はレンズ９０を介して半導体レーザパッケージ９２に結合されている。半導体レーザパッケージ９２内には前記実施形態と同様に光源としての半導体レーザが収納されており、半導体レーザパッケージ９２は光軸が回路基板３４に対してほぼ平行となるように基板８２に固定されている。この半導体レーザパッケージ９２内に収納された半導体レーザも基板８２の回路配線を介して電気回路８４や電気端子３６に接続されている。
【００５６】
上記構成による光伝送装置１０ａにおいて、光ファイバ４０を伝送してきた光信号を受信するに際しては、光ファイバ４０を伝送してきた光信号が雄型コネクタ３８を介して光伝送装置１０ａに入力され、この光信号は双方向光導波路１８に入射される。この光信号は光導波路４２を介して光ファイバ７６に結合されレンズ７８を介して光検出器パッケージ８０内の光検出器によって検出され、検出された光信号は電気信号に変換された後、プリアンプで増幅され、受信電気信号として、電気端子３６から他の装置などに出力される。この場合、光検出器パッケージ８０にはレンズ７８が固定されているため、光ファイバ７６からの光信号を効率良く光検出器に結合することができる。
【００５７】
一方、光信号を送出するに際して、他の装置などから送信電気信号が電気端子３６に入力されたときには、この電気信号にしたがった光信号が半導体レーザパッケージ９２内の半導体レーザからレンズ９０を介して光ファイバ８６内に出射される。この光信号は光ファイバ８６を伝送した後、光導波路４４を介して光導波路４２に結合され、さらに雄型コネクタ３８、光ファイバ４０と結合されて光ファイバ４０を伝送することになる。この場合、半導体レーザパッケージ９０にはレンズ９０が固定されているので、半導体レーザからの光信号を効率良く光ファイバ８６に結合することができる。
【００５８】
このように本実施形態においては、双方向光導波路１８、光ファイバ７６、８６を用いて光分岐結合器を構成するに際して、ファイバ４０の開口数をＮＡ１、双方向光導波路１８の開口数をＮＡ２、光ファイバ７６の開口数をＮＡ４、光ファイバ８６の開口数をＮＡ５としたときに、各開口数を、
ＮＡ５＜ＮＡ１＜ＮＡ２≦ＮＡ４……（３）
の関係を満たす値に設定することにより、光ファイバ４０からの光信号を効率良く光検出器に検出することができ、かつ半導体レーザからの光信号を効率良く光ファイバ４０に結合できるとともに、光導波路４４から光導波路４２を介して光検出器に入射する光信号のクロストークを低減することができる。
【００５９】
また光ファイバ７６の開口数を双方向光導波路１８の開口数よりも大きくすることにより、光導波路４２からの光信号を効率良く光ファイバ７６に結合することができる。
【００６０】
なお、開口数０．３の光ファイバ４０に対しては、双方向光導波路１８および光ファイバ７６の開口数は０．４５以上が望ましく、できれば０．６以上が望ましい。
【００６１】
本実施形態においては、光ファイバ８６を用いて双方向光導波路１８と半導体レーザとを結合し、光ファイバ７６を用いて双方向光導波路１８と光検出器とを結合しているため、各光ファイバ７６、８６の長さに応じて光検出器パッケージ８０、半導体レーザパッケージ９２の位置を調整することができ、各パッケージの設置場所に裕度がある。また半導体レーザパッケージ９２と光検出器パッケージ８０とを離して設置することにより、電気的なクロストークを低減できる。
【００６２】
また、光導波路４２と光導波路４４とが近くても、各光導波路４２、４４に光ファイバ７６、８６を設置することができ、光導波路４２と光導波路４４との角度を大きくする必要はない。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、前記実施形態よりも光信号のクロストークを低減することができる。
【００６４】
また光ファイバ８６の径を光導波路４４の径よりも小さくし、光ファイバ７６の径を光導波路４２の径よりも大きくすることにより、光導波路４２、４４、光ファイバ７６、８６の設置場所の裕度が大きくなるとともに位置合わせが容易となる。さらに光ファイバ７６として、双方向伝送用光ファイバ４０よりも径の小さなものを用いることにより、光検出器として受光径の小さな光検出器を用いることができ、光伝送装置１０の信号通過帯域を大きくすることができる。
【００６５】
また本実施形態においては、光検出器が気密封止された光検出器パッケージ８０と半導体レーザが気密封止された半導体レーザパッケージ９２を用いているため、モジュールハウジング１２ａを気密構造にする必要がなく、光伝送装置１０の組立てが容易となる。また、半導体レーザおよび光検出器がパッケージ内に気密封止されているので、半導体レーザパッケージ９２から光検出器パッケージ８０内に直接入射する光信号のクロストークは少なくなる。また、本実施形態においては、双方向光導波路１８、半導体レーザおよび光検出器をそれぞれ光ファイバ７６、８６を用いて接続するものについて述べたが、光ファイバ７６、８６の代わりに、光導波路を用いることもできる。この場合は、光導波路の位置を精密に作成することができ、双方向光導波路１８との接続マージンを小さく設計することができる。なお、半導体レーザ、光検出器をパッケージで気密封止する代わりに、半導体レーザ素子や光検出素子を光ファイバに直接付けることもできる。この場合、光伝送装置１０を小型化することができる。ただし、この場合は、モジュールパッケージ１２ａを気密封止する必要がある。
【００６６】
一方、Ｖ溝基板８８を固定するに際しては、双方向光導波路１８との相対位置を調整後、光学系台座７４に固定する。
【００６７】
具体的には、図４に示すように、２枚のＶ溝基板８８ａ、８８ｂで光ファイバ７６、８６を挟み、光ファイバ７６を光ファイバ用Ｖ溝９４ａ、９６ｂ内に装着し、光ファイバ８６を光ファイバ用Ｖ溝９６ａ、９６ｂ内に装着して光ファイバ７６、８６を固定する。光ファイバ用Ｖ溝９４ａ、９４ｂ、９６ａ、９６ｂはそれぞれ光ファイバ７６、８６の径に合わせて形成されており、光ファイバ用Ｖ溝９４ａ，９４ｂと光ファイバ用Ｖ溝９６ａ，９６ｂとの間隔は、光導波路４２と光導波路４４の端面における間隔と同じになるように設定されている。また双方向光導波路１８と半導体レーザおよび光検出器をそれぞれ光ファイバ７６、８６を用いて接続しているため、円形断面の双方向光導波路１８と断面形状を同じにすることができ、接続が容易となる。
【００６８】
また本実施形態においては、図２に示した双方向導波路１８を成形する際に、ブリッジ部５４を設けたコア部５０、５２を用いているため、光導波路４２と光導波路４４との位置を正確に定めることができる。さらに双方向光導波路１８と光ファイバ７６、８６との位置合わせ精度は厳しくないため、Ｖ溝基板８８に要求される形状の精度は厳しくなく、Ｖ溝基板８８は射出成形により作成することができる。また、双方向光導波路１８とＶ溝基板８８との位置合わせは調整精度が緩く、容易に位置合わせすることができる。すなわち双方向光導波路１８とＶ溝基板８８とは突き合わせして位置合わせして固定することができる。この場合双方向光導波路１８の中心の高さとＶ溝基板８８の厚さとを正確に合わせておくことにより、位置合わせは水平方向のみとすることができる。あるいは、無調整で組み立てられるように、双方向光導波路１８とＶ溝基板８８に位置決め用のガイドを設けることもできる。
【００６９】
次に、本発明に係る光分岐結合器の他の実施形態を図５にしたがって説明する。図５（ａ）は光分岐結合器の斜視図、（ｂ）は光分岐結合器の断面図である。本実施形態における光分岐結合器は、双方向光導波路１８に相当するものとして双方向光導波路１８のコア（コア部）が２種類のコア材を用いて形成されている。すなわち、基板９８上に双方向光導波路１８の光導波路４２を構成する第１のコア（コア部）１００、主に光導波路４４を構成する第２のコア（コア部）１０２が形成されており、第１のコア１００の周囲にも第２のコア１０２が形成されている。そして各第２のコア１０２の周囲には全体を覆うようにしてクラッド材を用いたクラッド（クラッド部）１０４が形成されている。第１のコア１００と第２のコア１０２はフォトリソグラフィのプロセスを用いて作成されており、クラッド１０４は紫外線硬化樹脂を用いて作成されている。
【００７０】
本実施形態において、第１のコア１００の屈折率をｎ１とし、第２のコア１０２の屈折率をｎ２とし、クラッド１０４の屈折率をｎ３としたときに、各屈折率は、
ｎ３＜ｎ２＜ｎ１……（４）
の関係を満たす値に設定されている。このため、第２のコア１０２による光導波路４４の開口数は第１のコア１０２による光導波路４２の開口数よりも小さくなる。
【００７１】
したがって、本実施形態における双方向光導波路１８を用いることにより、光源結合用光導波路４４を通る光線の開口数を光検出器結合用光導波路４２よりも小さくすることができる。このため、光ファイバ７６、８６、光導波路２６を用いることなく、光導波路４４の光入射端１０６に光源としての半導体レーザを直接結合することができるとともに、光導波路４２の光出射端１０８に光検出器２０を直接結合することができる。
【００７２】
このように、本実施形態における光分岐結合器によれば、光源からの光信号が光検出器に周り込むクロストークを低減することができるとともに、光ファイバからの受信光を効率良く光検出器に導くことができる。
【００７３】
本実施形態においては、第１のコア１００を覆うようにして第２のコア１０２を形成するようにしているため、第１のコア１００と第２のコア１０２との間に隙間が生じることはない。また光導波路４２を構成する第１のコア１００は第２のコア１０２とクラッド１０４との界面に閉じ込められるとともに、第１のコア１００と第２のコア１０２との界面に閉じ込められるため、実質的には第１のコア１００とクラッド１０４とによって決まる開口数の光線を閉じ込めることができる。
【００７４】
また本実施形態においては、双方向光導波路１８の断面が矩形形状となるが、光ファイバとの接合部１１０における一辺の長さを光ファイバ４０の直径よりも大きくするとともに、光導波路４４を、光導波路４４から出射される光線がすべて円形の光ファイバ４０に入射するようにずらして光導波路４２を光ファイバ４０に結合すればよい。このようにずらすことにより、四角形の断面形状を用いても円形の断面形状をした光ファイバ４０に効率良く光を結合することができる。
【００７５】
次に、本発明に係る光分岐結合器の他の実施形態を図６にしたがって説明する。
【００７６】
図６（ａ）は双方向光導波路を構成する第１のコアの斜視図、（ｂ）は双方向光導波路の第１のコアと第２のコアの斜視図、（ｃ）は双方向光導波路の断面図である。図６において、本実施形態における光分岐結合器は双方向光導波路１８に相当する双方向光導波路として、双方向光導波路１８のコアが２種類のコア材を用いて形成されている。すなわち、（ａ）に示すように、第１のコア１１２、１１４が一体となって光導波路基板９８上に形成されている。第１のコア１１２は光導波路４４に相当し、第１のコア１１４は光導波路４２に相当するようになっている。そして第１のコア１１４の周囲には第２のコア１１６が形成されている。さらに、第１のコア１１２と第２のコア１１６の周囲を覆うようにクラッド１１８が形成されている。第１のコア１１２、１１４および第２のコア１１６はフォトリソグラフィのプロセスを用いて作成されており、クラッド１１８は紫外線硬化樹脂を用いて形成されている。
【００７７】
本実施形態においては、第１のコア１１２、１１４の屈折率をｎ１とし、第２のコア１１６の屈折率をｎ２、クラッド１１８の屈折率をｎ３としたときに、各屈折率は
ｎ３＜ｎ１＜ｎ２……（５）
の関係を満たす値に設定されている。このため、光導波路４２を構成する第２のコア１１６とクラッド１１８では、第２のコア１１６とクラッド１１８との間で開口数の大きな光導波路を形成することができ、光導波路４４を構成する第１のコア１１２とクラッド１１８では、第１のコア１１２とクラッド１１８により開口数の小さな光導波路を形成することができる。
【００７８】
したがって、本実施形態における双方向光導波路１８においても、光ファイバ７６、８６、光導波路２６を用いることなく、双方向光導波路１８の光入射端１２０に光源としての半導体レーザを直接結合することができるとともに、光出射端１２２に光検出器を直接結合することができる。
【００７９】
次に、光通信装置の実施形態を図７にしたがって説明する。図７は光伝送装置１０または１０ａを用いた光通信装置の実施形態を示すブロック構成図である。図７において、光通信装置２００は光伝送装置１０または１０ａを備えているとともに、物理層回路２０２、リンク層回路２０４を備えて構成されており、光伝送装置１０または１０ａの雌型コネクタ１６または１６ａに雄型コネクタ３８が直脱自在に装着され、雄型コネクタ３８には光ファイバ４０が接続されている。雄型コネクタ３８には双方向光導波路１８が結合され、双方向光導波路１８には光検出器２０、半導体レーザ３０が結合されている。光検出器２０は、光検出器２０の出力による電気信号を増幅するプリアンプ２８に接続されており、半導体レーザ３０は、半導体レーザ３０を駆動する電気回路（駆動回路）８４に接続されている。そして光伝送装置１０または１０ａは相手側の光伝送装置と光通信を行い、相手側の光伝送装置からの光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換して物理層回路２０２に出力し、一方、物理層回路２０２からの電気信号を光信号に変換して光ファイバ４０を介して相手側の光伝送装置に送信するようになっている。
【００８０】
物理層回路２０２は、入力信号を変調する複数の変調回路２０６、２０８と、光伝送装置１０からの信号を復調して出力する複数の復調回路２１０、２１２と、各変調回路２０６、２０８および各復調回路２１０、２１２の動作を制御する制御回路２１４とを備えて構成されている。制御回路２１４は各復調回路２１０、２１２からの信号とリンク層回路２０４からの制御信号およびデータにしたがって各変調回路２０６、２０８および復調回路２１０、２１２を制御するための制御信号を生成するとともに情報を伝送するためのデータを変調回路２０６、２０８に出力するようになっている。
【００８１】
具体的には物理層回路２０２は、光通信に適した符号化、複数のノードが繋がったときに信号を送信するノードを決める調停、光伝送装置１０または１０ａに相手側の光伝送装置が接続されたか否かを管理する接続管理などの制御を行うようになっている。この符号化は、具体的には、クロック信号を再生できるように、符号を付加した４Ｂ／５Ｂまたは８Ｂ／１０Ｂ符号に変換する。一方、リンク層回路２０４では、光通信装置２００を接続するホストと物理層回路２０２とをインタフェイスし、パケットの送受信を行うようになっている。
【００８２】
例えば、光伝送装置１０を用いることによって双方向通信におけるクロストークを低減できるため、常に全二重光通信を行うことができる。このため、全二重通信を行う場合には、変調回路２０６により、符号化、調停を行う。この場合、データ通信を行うと同時に、調停に対する通信として全二重通信をもう一方の通信路を用いて行うことにより、伝送路の利用効率を向上できる。また、受信信号については、復調回路２１０で復調し、データ、調停信号を検出する。
【００８３】
一方、半二重通信を行う場合には、変調回路２０８により符号化、調停を行う。この場合、データ通信を行っていない時間に調停を行う。この調停用の符号は、データ用に用いない符号を用いて伝送する。受信信号については、復調回路２１２で復調し、データ、調停信号を検出する。そして全二重通信と半二重通信の切替は制御回路２１４によって行う。
【００８４】
この全二重通信、半二重通信の切替は、光通信装置２００を他の光通信装置に接続した際に、各光通信装置間で通信方式を交渉して決定する。そして全二重通信が行えなくなる要因として、光ファイバが長くなり、受信光量が少なくなることにより相対的にクロストークの影響が大きくなることが挙げられる。
【００８５】
したがって、初期接続時に受光量を検出し、光量が一定以上ある場合には全二重通信を選択し、光量が足りない場合には、半二重通信方式を選択する。つまり、受信光量が多くクロストークが問題とならずエラーの発生が少ない場合には、全二重で光通信を行い、逆に受信光量が少なくクロストークによってエラーの発生が問題となる場合には、半二重による光通信を行う。またＰＯＦは伝送損失が大きく、伝送距離による光量の変化が大きい。したがって、本実施形態のように、全二重通信と半二重通信とを切替るとき、とくにＰＯＦを用いて光通信を行う場合に有効である。
【００８６】
さらに、半二重通信に対して、従来のクロストークの大きな光通信装置にも接続することができる。またさらに、全二重通信が可能となることにより、二芯光ファイバ用の光通信装置とも接続することができる。二芯光ファイバ用の光通信装置を接続する場合には、光分離結合器を用いて一芯／二芯光ファイバの変換器を形成して接続すればよい。受信光量以外にも、初期接続時のエラーの発生状況により、どちらかを選択してもよい。そしてエラーレートはエラー訂正符号によるエラー補正の頻度により決めることができる。あるいは伝送遅延時間を求め、通信方式を決定してもよい。通信方式の切替に合わせて、調停方式も変えることができる。通信方式の切替は、通信開始後であってもエラーの発生状況を一定時間ごとに測定し、ダイナミックに変更してもよい。
【００８７】
１本の光ファイバを用いて双方向の通信を行うことにより、送信と受信のそれぞれに光ファイバを１本ずつ用いる場合に比べて、光ファイバの本数が少なくなるので、低コストで光ファイバを敷設することができる。
【００８８】
また、光伝送装置および光コネクタを小型化できるとともに全二重通信を行うことにより伝送速度を高速にすることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の光導波手段の開口数を光ファイバの開口数よりも大きくしているため、第１の光導波手段での光損失を少なくし、光ファイバからの光信号を効率良く光検出器に結合することができ、さらに第２の光導波手段の少なくとも一部は第１の光導波手段よりも開口数の小さい光導波部材で構成しているため、光源から光導波部材に導入された光信号の広がり角が小さくなり、第２の光導波手段から第１の光導波手段を通して光検出器に入る光信号のクロストークを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光伝送装置の第１実施形態を示す図であって、（ａ）は上面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は双方向光導波路の製造方法を説明するための工程説明図である。
【図３】本発明に係る光伝送装置の第２実施形態を示す図であって、（ａ）は上面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図４】Ｖ溝基板の断面図である。
【図５】本発明に係る光分岐結合器の一実施形態を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図６】本発明に係る光分岐結合器の他の実施形態を示す図であって、（ａ）は第１コアの斜視時、（ｂ）は第１コアと第２のコアの斜視図、（ｃ）は断面図である。
【図７】本発明に係る光通信装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１０  光伝送装置
１２、１２ａ  モジュールパッケージ
１４  開口部
１６、１６ａ  雌型コネクタ
１８  双方向光導波路
２０  光検出器
２２  台座
２４  遮光膜
２６  光導波路
２８  プリアンプ
３０  半導体レーザ
３２  台座
３４  回路基板
３６  電気端子
３８  雄型コネクタ
４０  双方向伝送用光ファイバ
４２  光検出器結合用光導波路
４４  光源結合用光導波路
４６  樹脂ライナ
４８  樹脂流入口
５０、５２  コア部
５４  ブリッジ部
５６、５８  光導波路基板
６０  型枠
６２  紫外線硬化樹脂
６４  紫外線
７６  光ファイバ
７８  レンズ
８０  光検出器パッケージ
８２  基板
８４  電気回路
８６  光源結合用光ファイバ
８８  Ｖ溝基板
１００  第１のコア
１０２  第２のコア
１０４  クラッド
１１２、１１４  第１のコア
１１６  第２のコア
１１８  クラッド
２００  光通信装置
２０２  物理層回路
２０４  リンク層回路
２０６、２０８  変調回路
２１０、２１２  復調回路
２１４  制御回路
【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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