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JPH0574048B2 - - Google Patents
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JPH0574048B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0574048B2
JPH0574048B2 JP59061865A JP6186584A JPH0574048B2 JP H0574048 B2 JPH0574048 B2 JP H0574048B2 JP 59061865 A JP59061865 A JP 59061865A JP 6186584 A JP6186584 A JP 6186584A JP H0574048 B2 JPH0574048 B2 JP H0574048B2
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optical
optical fiber
transmission
rod lens
interference film
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Katsuyuki Imoto
Masahiko Takase
Satoshi Aoki
Tsutomu Yosha
Yoshiharu Yamada
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    • G02B6/29361Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G02B6/2937In line lens-filtering-lens devices, i.e. elements arranged along a line and mountable in a cylindrical package for compactness, e.g. 3- port device with GRIN lenses sandwiching a single filter operating at normal incidence in a tubular package

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、双方向伝送用光モジユールおよび伝
送方式に関し、特に1本の光フアイバ伝送路を用
い、その伝送路に対し上り方向と下り方向とで別
個の波長の光信号を伝送させる光モジユールとそ
れを用いた双方向伝送方式に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an optical module for bidirectional transmission and a transmission method, and particularly relates to a bidirectional transmission optical module and a transmission method, and in particular uses one optical fiber transmission line and transmits signals in upstream and downstream directions to the transmission line. The present invention relates to an optical module that transmits optical signals of different wavelengths, and a bidirectional transmission system using the optical module.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体レーザ(以下、LDと略記する)を用い
たアナログ伝送方式は、ITV(工業用テレビジヨ
ン)、高品位TV(高精度テレビジヨン)および
CATV(ケーブル・テレビジヨン)等の画像情報
伝送への応用が期待されている。
Analog transmission systems using semiconductor lasers (hereinafter abbreviated as LD) are used in ITV (industrial television), high-definition TV (high-precision television), and
Applications to image information transmission such as CATV (cable television) are expected.

しかし、LDと多モード光フアイバを用いた伝
送系では、レーザ光の可干渉性によつて伝搬モー
ド相互間で干渉し合うため、スペツクル雑音、ス
ペツクル歪が生ずるという問題があり、現状では
伝送距離を1〜2Kmにするのが限界となつてい
る。
However, in transmission systems using LDs and multimode optical fibers, there is a problem that speckle noise and speckle distortion occur due to the interference between the propagation modes due to the coherence of laser light. The limit is to keep the distance from 1 to 2 km.

これに対して、単一モード光フアイバを用いた
伝送系では、上記スペツクル雑音、スペツクル歪
を回避できるので、伝送距離も10Km前後の長距離
まで延ばすことが期待できる。
On the other hand, a transmission system using a single mode optical fiber can avoid the above-mentioned speckle noise and speckle distortion, so it is expected that the transmission distance can be extended to a long distance of around 10 km.

ところで、光フアイバ伝送の応用では、双方向
伝送が不可欠であるが、単一モード光フアイバを
用いた伝送系の双方向伝送は未だ実現されていな
い。双方向伝送が不可能な理由は、低損失光分波
器の実現が困難であることと、システム構成が複
雑で、伝送品質の劣化、低信頼性、高価という問
題が存在するからである。
By the way, in the application of optical fiber transmission, bidirectional transmission is essential, but bidirectional transmission in a transmission system using a single mode optical fiber has not yet been realized. The reason why bidirectional transmission is impossible is that it is difficult to realize a low-loss optical demultiplexer, and the system configuration is complicated, resulting in problems such as deterioration of transmission quality, low reliability, and high cost.

第1図は、従来のデバイスを用いて構成した双
方向伝送方式の概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a bidirectional transmission system configured using conventional devices.

第1図において、1,1′はLD、7,9は光フ
アイバ、11,11′は受光器、12,12′は増
幅器、13,13′は復調器、14,14′はLD
の駆動回路、6,6′は光分波器である。
In Fig. 1, 1 and 1' are LDs, 7 and 9 are optical fibers, 11 and 11' are optical receivers, 12 and 12' are amplifiers, 13 and 13' are demodulators, and 14 and 14' are LDs.
The drive circuit 6, 6' is an optical demultiplexer.

いま、光フアイバ7内を矢印8方向に伝搬する
光信号(波長λ1)を上り回線とし、矢印8′方向
に伝搬する光信号(波長λ2)を下り回線とする。
先ず、上り回線は、情報入力端子15から入力し
た信号がLD駆動回路14に入ると、この回路1
4の出力信号でLD1を駆動する。これによつて、
LD1は発振波長λ1で発振する。LD1からのレー
ザ光は、球レンズ2、屈折率分布型のロツド・レ
ンズ3(長さは約1/4ピツチ)を通して光フアイ
バ4内に入力し、矢印5の方向に伝搬して光分波
器6,6′、光フアイバ7,9を通し受光器11
に入射する。ここで、入射したレーザ光は電気信
号に変換され、増幅器12を経て復調器13で元
の情報信号に復調される。次に、下り回線は、情
報入力端子15′から入力した信号がLD駆動回路
14′に入り、この駆動回路14′の出力でLD
1′を駆動する。これにより、LD1′は波長λ2
発振する。LD1′からのレーザ光は、球レンズ
2′、ロツド・レンズ3′(長さは約1/4ピツチ)、
光フアイバ4′、光分波器6′、光フアイバ7、光
分波器6を通して光フアイバ9′内を矢印10′の
方向に伝搬し、受光器11′に入る。ここでレー
ザ光は電気信号に変換され、増幅器12′を得て
復調器13′に入り、復調器13′で元の情報信号
に復調される。
Now, an optical signal (wavelength λ 1 ) propagating in the direction of arrow 8 within optical fiber 7 is defined as an uplink, and an optical signal (wavelength λ 2 ) propagating in the direction of arrow 8' is defined as a downlink.
First, in the uplink, when a signal input from the information input terminal 15 enters the LD drive circuit 14, this circuit 1
4 output signal drives LD1. By this,
LD1 oscillates at an oscillation wavelength λ1 . The laser beam from the LD 1 enters the optical fiber 4 through the ball lens 2 and the gradient index rod lens 3 (length is approximately 1/4 pitch), propagates in the direction of the arrow 5, and is demultiplexed. receiver 11 through optical fibers 7 and 9.
incident on . Here, the incident laser light is converted into an electrical signal, which passes through an amplifier 12 and is demodulated into the original information signal by a demodulator 13. Next, in the downlink, the signal input from the information input terminal 15' enters the LD drive circuit 14', and the output of this drive circuit 14' leads to the LD.
1'. As a result, LD1' oscillates at wavelength λ 2 . The laser beam from LD1' is transmitted through a ball lens 2', a rod lens 3' (length is approximately 1/4 pitch),
It propagates in the direction of arrow 10' in optical fiber 9' through optical fiber 4', optical demultiplexer 6', optical fiber 7, and optical demultiplexer 6, and enters optical receiver 11'. Here, the laser light is converted into an electrical signal, which is then input to an amplifier 12' and a demodulator 13', where it is demodulated into the original information signal.

このように、第1図の双方向伝送方式では、光
分波器6,6′、球レンズ2,2′、ロツド・レン
ズ3,3′を各々2個ずつ必要とし、デバイスの
数がきわめて多い。また、各々のデバイスに対し
て、光軸調整が面倒であり、低損失化、高信頼化
および低コスト化の点で問題がある。さらに、
各々のデバイスからの反射光がLD1,1′に再注
入すると、LD1,1′の縦モードが変化し、それ
がモード分離雑音になるため、各々のデバイスの
反射対策が必要であり、構成がきわめて複雑化す
る。
In this way, the bidirectional transmission system shown in Figure 1 requires two each of optical demultiplexers 6, 6', ball lenses 2, 2', and rod lenses 3, 3', resulting in an extremely large number of devices. many. Further, it is troublesome to adjust the optical axis of each device, and there are problems in terms of low loss, high reliability, and low cost. moreover,
When the reflected light from each device is re-injected into LD1, 1', the longitudinal mode of LD1, 1' changes, which becomes mode separation noise. Therefore, reflection countermeasures for each device are required, and the configuration must be changed. becomes extremely complex.

第2図は、第1図に用いる光分波器の概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram of the optical demultiplexer used in FIG. 1.

第2図における記号は、第1図のものと対応し
ている。光分波器6に対して、上り回線は矢印5
から入り、矢印8に出るとともに、下り回線は矢
印8′から入り、矢印10′に出る。すなわち、上
り回線では、光フアイバ4内を波長λ1の光が矢印
5の方向に伝搬し、ロツド・レンズ17を経てペ
ンタブリンズム21内に入り、誘電体ミラー19
で反射し、干渉膜フイルタ20でさらに反射し
て、ロツド・レンズ18、光フアイバ7内を矢印
8の方向に伝搬する。一方、下り回線では、波長
λ2の光が光フアイバ7内を矢印8′の方向に伝搬
し、干渉膜フイルタ20を通過して、ロツド・レ
ンズ16を経て光フアイバ9′内を矢印10′の方
向に伝搬する。
The symbols in FIG. 2 correspond to those in FIG. For the optical demultiplexer 6, the uplink is indicated by arrow 5.
The line enters at arrow 8 and exits at arrow 8, and the downlink enters at arrow 8' and exits at arrow 10'. That is, in the uplink, light with a wavelength λ 1 propagates within the optical fiber 4 in the direction of the arrow 5, passes through the rod lens 17, enters the pentabrinism 21, and passes through the dielectric mirror 19.
It is further reflected by the interference film filter 20 and propagates through the rod lens 18 and the optical fiber 7 in the direction of the arrow 8. On the other hand, in the downlink, light with a wavelength λ 2 propagates through the optical fiber 7 in the direction of the arrow 8', passes through the interference film filter 20, passes through the rod lens 16, and then passes through the optical fiber 9' through the arrow 10'. propagates in the direction of

このようにして、波長λ1λ2の光は分波される
が、デバイスの数が多く、構成も複雑なため、低
コスト化、高信頼化が困難である。また、単一モ
ード伝送であるため、光フアイバのコア径は10μ
m以下となり、非常にきびしい光フアイバの位置
設定精度が要求される。そのために、低損失化が
困難になる。光分波器自体の損失(約5dB)、LD
とレンズ、レンズと光フアイバ、光フアイバと光
分波器等の接続部における損失が増加すると、そ
れだけ伝送距離が短縮されるので、長距離伝送は
困難となる。
In this way, light with wavelengths λ 1 λ 2 is demultiplexed, but since the number of devices is large and the configuration is complex, it is difficult to reduce costs and increase reliability. In addition, since it is a single mode transmission, the core diameter of the optical fiber is 10μ.
m or less, and extremely strict optical fiber positioning accuracy is required. This makes it difficult to reduce loss. Loss of optical demultiplexer itself (approximately 5 dB), LD
If the loss increases at the connections between lenses, lenses and optical fibers, optical fibers and optical demultiplexers, etc., the transmission distance will be shortened accordingly, making long-distance transmission difficult.

以上のような理由により、単一モード光フアイ
バを用いた双方向伝送は、未だ実現されていな
い、なお、片方向伝送においても、伝送距離が5
Km程度のものしか実現されていない。
For the reasons mentioned above, bidirectional transmission using a single mode optical fiber has not yet been realized. Even in unidirectional transmission, the transmission distance is 5.
Only about Km has been achieved.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、これら従来の問題点を解決
し、光の結合調整を簡単化して、調整時間の短縮
化、高結合度調整、低コスト化および低損失化を
実現でき、長距離の双方向伝送が可能な双方向伝
送用光モジユールおよび伝送方式を提供すること
にある。
The purpose of the present invention is to solve these conventional problems, simplify optical coupling adjustment, realize shortening of adjustment time, high coupling degree adjustment, low cost and low loss, and achieve both long-distance and long-distance adjustment. An object of the present invention is to provide an optical module for bidirectional transmission and a transmission method capable of bidirectional transmission.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するため、本発明による双方向
伝送用光モジユールは、球レンズ付き半導体光素
子と、該半導体発光素子からの出射光を伝送用光
フアイバ内に結合するためのロツド・レンズと、
該ロツド・レンズのほぼ中心軸上に配置された光
フアイバ保持手段と、モニタ光取出し用ガラスロ
ツドとからなり、これらを光フアイバ保持部が中
心軸方向および回転方向に調整可能な構成に一体
的に固定するともに、上記ロツド・レンズの入射
端側に、所望の光学特性を持つ1以上の干渉膜フ
イルタを有し、上記光フアイバ保持手段の出射端
側に、上記ロツド・レンズのほぼ中心軸上に配置
された伝送用光フアイバと、該伝送用光フアイバ
の周辺に配置され上記干渉膜フイルタで分波また
は合波される光信号を伝送するための1以上の光
フアイバを有することを特徴とし、また本発明の
双方向伝送方式は、一本の光フアイバ伝送路を介
して、上り方向と下り方向とで異なる波長の光信
号を伝送する双方向光伝送方式において、1以上
の干渉膜フイルタを備えたロツド・レンズと光フ
アイバ保持部とを配置した光モジユールを上り回
線と下り回線の送信側にそれぞれ設け、上記光フ
アイバ保持部には上記干渉膜フイルタを通過する
光信号を伝送するための光フアイバと、該干渉膜
フイルタで分波または合波される光信号を伝送す
るための光フアイバとを収容し、各光フアイバに
伝送路と送信または受信側の素子を接続して、2
波以上の光信号の双方向伝送を行うことを特徴と
している。
In order to achieve the above object, an optical module for bidirectional transmission according to the present invention includes: a semiconductor optical device with a ball lens; a rod lens for coupling light emitted from the semiconductor light emitting device into a transmission optical fiber;
It consists of an optical fiber holding means arranged approximately on the central axis of the rod lens and a glass rod for extracting the monitor light, and these are integrated into a structure in which the optical fiber holding part can be adjusted in the direction of the central axis and in the rotational direction. At the same time, one or more interference film filters having desired optical characteristics are provided on the incident end side of the rod lens, and one or more interference film filters having desired optical characteristics are provided on the output end side of the optical fiber holding means, substantially on the central axis of the rod lens. and one or more optical fibers arranged around the transmission optical fiber for transmitting optical signals to be demultiplexed or multiplexed by the interference film filter. In addition, the bidirectional transmission system of the present invention is a bidirectional optical transmission system that transmits optical signals of different wavelengths in the upstream and downstream directions through a single optical fiber transmission line, in which one or more interference film filters are used. An optical module having a rod lens and an optical fiber holding part arranged therein is provided on each of the uplink and downlink transmitting sides, and the optical fiber holding part is for transmitting the optical signal passing through the interference film filter. and an optical fiber for transmitting an optical signal to be demultiplexed or multiplexed by the interference film filter, and a transmission line and a transmitting or receiving side element are connected to each optical fiber.
It is characterized by bidirectional transmission of optical signals that are larger than waves.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を、図面により説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は、本発明の一実施例を示す双方向伝送
方式のブロツク図である。
FIG. 3 is a block diagram of a bidirectional transmission system showing one embodiment of the present invention.

第3図において、第1図の従来方式と異なる点
は、(i)長さが約1/4ピツチのロツド・レンズ22,
27のLD光入射側端面に所望の光学特性を持た
せた干渉膜フイルタ23,24,28,29を形
成し、その面と反対の面に光フアイバ保持部3
7,38を設け、光分波器6,6′を取り除いた
ことおよび上り2回線と下り1回線で3波双方向
伝送にしたこと、の2点である。
In Fig. 3, the points different from the conventional method shown in Fig. 1 are (i) a rod lens 22 with a length of about 1/4 pitch;
Interference film filters 23, 24, 28, 29 having desired optical characteristics are formed on the end face of the LD light incident side of 27, and an optical fiber holding portion 3 is formed on the opposite face.
7 and 38 and removed the optical demultiplexers 6 and 6', and two-way three-wave transmission with two uplinks and one downlink.

光フアイバ7内を矢印8方向に伝搬する上り回
線は波長λ1とλ2の2波の光信号であり、矢印8′
方向の伝搬する下り回線は波長λ3の光信号であ
る。
The uplink that propagates in the direction of the arrow 8 within the optical fiber 7 is an optical signal of two waves with wavelengths λ 1 and λ 2 , and is shown in the direction of the arrow 8'.
The downlink propagating in the direction is an optical signal of wavelength λ 3 .

そして、上り2回線の波長λ1,λ2のうち、一方
の送信側にのみ干渉膜フイルタ23,24を持つ
ロツド・レンズ22と光フアイバ保持部37が設
けられ、他方の送信側には、従来と同じようにロ
ツド・レンズ32と球レンズ2″が設けられてい
る。全回線とも、受信側は従来と同じ構成であ
り、受光器11,11′,11″と増幅器12,1
2′,12″と、復調器13,13′,13″とで構
成される。
Of the two uplink wavelengths λ 1 and λ 2 , a rod lens 22 having interference film filters 23 and 24 and an optical fiber holder 37 are provided only on one transmission side, and on the other transmission side, A rod lens 32 and a ball lens 2'' are provided as in the conventional case.The receiving side of all lines has the same configuration as in the conventional case, and includes optical receivers 11, 11', 11'' and amplifiers 12, 1.
2', 12'' and demodulators 13, 13', 13''.

干渉膜フイルタ23は、波長λ1の光信号を透過
させ、波長λ2,λ3の光信号を反射させる特性を有
している。次の干渉膜フイルタ24は波長λ1,λ2
の光信号を透過させ、波長λ3の光信号を反射させ
る特性を有している。他方の干渉膜フイルタ28
は波長λ1,λ3の光信号を透過させ、波長λ2の光信
号を反射させる特性を有している。また、干渉膜
フイルタ29は波長λ3の光信号を透過させ、波長
λ1,λ2の光信号を反射させる特性を有している。
これらの特性を有する干渉膜フイルタ23,2
4,28,29は、従来の技術を用いて製造する
ことが可能である。
The interference film filter 23 has a characteristic of transmitting an optical signal of wavelength λ 1 and reflecting optical signals of wavelengths λ 2 and λ 3 . The next interference film filter 24 has wavelengths λ 1 and λ 2
It has the property of transmitting an optical signal with a wavelength of λ 3 and reflecting an optical signal with a wavelength of λ 3 . The other interference film filter 28
has the characteristic of transmitting optical signals with wavelengths λ 1 and λ 3 and reflecting optical signals with wavelength λ 2 . Further, the interference film filter 29 has a characteristic of transmitting an optical signal of wavelength λ 3 and reflecting optical signals of wavelengths λ 1 and λ 2 .
Interference film filters 23, 2 having these characteristics
4, 28, and 29 can be manufactured using conventional techniques.

いま、入力端子15に情報信号が入力すると、
LD駆動回路14が動作してLD1を駆動するLD
1からのレーザ光(波長λ1)は、球レンズ2を通
つて平行光となり、干渉膜フイルタ23、スペー
サ・ガラス25、干渉膜フイルタ24を透過し、
ロツド・レンズ22内を伝搬して光フアイバ保持
部37内に入射する。ここでは、ロツド・レンズ
22の中心軸と光フアイバ保持部37の中心軸を
ほぼ一致させ、かつ光フアイバ7をこの中心軸に
配置させておけば、光フアイバ保持部37を軸方
向(矢印39で示す)に調整するのみでよい。
Now, when an information signal is input to the input terminal 15,
LD drive circuit 14 operates to drive LD1
The laser beam (wavelength λ 1 ) from 1 passes through the ball lens 2 and becomes parallel light, and passes through the interference film filter 23, the spacer glass 25, and the interference film filter 24.
The light propagates through the rod lens 22 and enters the optical fiber holder 37. Here, if the central axis of the rod lens 22 and the central axis of the optical fiber holder 37 are approximately aligned and the optical fiber 7 is arranged on this central axis, the optical fiber holder 37 can be moved in the axial direction (arrow 39). ).

このような調整により、レーザ光(波長λ1)は
光フアイバ保持部37内の伝送用光フアイバ7内
に集束され、矢印8に示す方向に光フアイバ7内
を伝送されて、光フアイバ保持部38を経てロツ
ド・レンズ27内に入射する。ここでも、光フア
イバ7は光フアイバ保持部38、ロツド・レンズ
27のほぼ中心軸上に配置されており、光フアイ
バ保持部38とロツド・レンズ27の光結合調整
は、矢印40で示す方向に光フアイバ保持部38
を調整することにより行われる。ロツド・レンズ
27内を伝搬した波長λ1の光信号は、干渉膜フイ
ルタ28、スペーサ・ガラス30を透過して干渉
膜フイルタ29に入射する。そして、この干渉膜
フイルタ29で上記光信号(波長λ1)は反射さ
れ、スペーサ・ガラス30、干渉膜フイルタ28
を通してロツド・レンズ27内を逆方向に伝搬す
る。ここで、干渉膜フイルタ29は、角度θ1′の
傾斜端面の形成されているので、その角度θ1′の
比例した量だけロツド・レンズ27の端面31に
光が集束される位置がずれる、この反射光信号が
集束する位置に光フアイバが配置されるように、
光フアイバ保持部38の光フアイバ保持間隔をあ
らかじめ設定しておき、この光フアイバ保持部3
8を円周方向(矢印42で示す)に回転させて光
学調整を行う。このようにすれば、反射光信号
(波長λ1)は光フアイバ9のコア内を矢印10の
方向に伝搬し、受光器11で受光されて電気信号
に変換された後、増幅器12を通して復調器13
で元の情報信号に復調される。ここで受光器1
1,11′,11″は、ホトダイオード、アバラン
シェ・ホトダイオード等の受光素子あるいは前置
増幅器付受光素子等が用いられる。
With such adjustment, the laser beam (wavelength λ 1 ) is focused into the transmission optical fiber 7 in the optical fiber holding part 37, transmitted through the optical fiber 7 in the direction shown by the arrow 8, and then passed through the optical fiber holding part 37. 38 and enters the rod lens 27. Here again, the optical fiber 7 is arranged approximately on the central axis of the optical fiber holding part 38 and the rod lens 27, and the optical coupling adjustment between the optical fiber holding part 38 and the rod lens 27 is performed in the direction shown by the arrow 40. Optical fiber holding section 38
This is done by adjusting the The optical signal of wavelength λ 1 propagated through the rod lens 27 passes through the interference film filter 28 and the spacer glass 30 and enters the interference film filter 29 . Then, the optical signal (wavelength λ 1 ) is reflected by the interference film filter 29, and the spacer glass 30 and the interference film filter 28
through the rod lens 27 in the opposite direction. Here, since the interference film filter 29 is formed with an inclined end face having an angle θ 1 ', the position where the light is focused on the end face 31 of the rod lens 27 is shifted by an amount proportional to the angle θ 1 '. The optical fiber is placed in a position where this reflected light signal is focused.
The optical fiber holding interval of the optical fiber holding part 38 is set in advance, and this optical fiber holding part 3
8 in the circumferential direction (indicated by arrow 42) to perform optical adjustment. In this way, the reflected optical signal (wavelength λ 1 ) propagates within the core of the optical fiber 9 in the direction of the arrow 10, is received by the optical receiver 11 and converted into an electrical signal, and then passes through the amplifier 12 to the demodulator. 13
is demodulated to the original information signal. Here, receiver 1
1, 11', and 11'' are light receiving elements such as photodiodes, avalanche photodiodes, or light receiving elements with preamplifiers.

次に、上り回線の他方の入力端子15″に情報
信号が入力すると、LD駆動回路14″がLD1″を
駆動することによりLD1″が発振し、波長λ2のレ
ーザ光を出力する。LD1″からのレーザ光(波長
λ2)は、球レンズ2″を通り平行光になつてロツ
ド・レンズ32に入射する。ロツド・レンズ32
内を伝搬した光信号は、光フアイバ9′内に集束
され、矢印10′の方向に伝搬されて光フアイバ
保持部37を通りロツド・レンズ22に入射され
る。ロツド・レンズ22内に入射した光信号(波
長λ2)は、干渉膜フイルタ24、スペーサ・ガラ
ス25を通つて干渉膜フイルタ23に達する。光
信号(波長λ2)は、この干渉膜フイルタ23で反
射され、スペーサ・ガラス25、干渉膜フイルタ
24を通つてロツド・レンズ22内を逆方向に伝
搬され、光フアイバ保持部37の伝送用光フアイ
バ7のコア内に集束されて、矢印8の方向の伝送
用光フアイバ7内を伝送される。ここで、角度θ1
は、波長λ2の光信号が干渉膜フイルタ23で反射
され、光フアイバ保持部37内の伝送用光フアイ
バ7内に集束されるような角度にあらかじめ設定
される。光フアイバ7内を矢印8方向の伝送され
た光信号(波長λ2)は、光フアイバ保持部38を
通つてロツド・レンズ27内を伝搬し、干渉膜フ
イルタ28に達する。光信号(波長λ2)は、この
干渉膜フイルタ28で反射され、ロツド・レンズ
27内を逆方向に伝搬されて、光フアイバ保持部
38内の光フアイバ35のコア内に集束される。
Next, when an information signal is input to the other input terminal 15'' of the uplink, the LD drive circuit 14'' drives the LD1'', causing the LD1'' to oscillate and output a laser beam of wavelength λ 2 . The laser light (wavelength λ 2 ) from the LD 1'' passes through the ball lens 2'', becomes parallel light, and enters the rod lens 32. rod lens 32
The optical signal propagated therein is focused in the optical fiber 9', propagated in the direction of the arrow 10', passes through the optical fiber holder 37, and enters the rod lens 22. The optical signal (wavelength λ 2 ) entering the rod lens 22 passes through an interference film filter 24 and a spacer glass 25 and reaches an interference film filter 23 . The optical signal (wavelength λ 2 ) is reflected by the interference film filter 23, passes through the spacer glass 25 and the interference film filter 24, propagates in the rod lens 22 in the opposite direction, and is transmitted to the optical fiber holder 37 for transmission. It is focused into the core of the optical fiber 7 and transmitted within the transmission optical fiber 7 in the direction of the arrow 8. Here, the angle θ 1
is set in advance at an angle such that the optical signal of wavelength λ 2 is reflected by the interference film filter 23 and focused into the transmission optical fiber 7 within the optical fiber holder 37 . The optical signal (wavelength λ 2 ) transmitted in the direction of arrow 8 within the optical fiber 7 propagates within the rod lens 27 through the optical fiber holder 38 and reaches the interference film filter 28 . The optical signal (wavelength λ 2 ) is reflected by the interference film filter 28, propagated in the opposite direction through the rod lens 27, and focused into the core of the optical fiber 35 within the optical fiber holder 38.

ここで、角度θ2′は、波長λ2の光信号が干渉膜
フイルタ28で反射されて、光フアイバ保持部3
8内の光フアイバ35に集束されるような角度に
あらかじめ設定されている。光フアイバ35内を
矢印36の方向に伝送された波長λ2の光信号は、
受光器11″で受光され、増幅器12″を通して復
調器13″で元の情報信号に復調される。
Here, the angle θ 2 ' means that the optical signal of wavelength λ 2 is reflected by the interference film filter 28 and the optical fiber holding part 3
The angle is preset so that it is focused onto the optical fiber 35 within 8. The optical signal of wavelength λ 2 transmitted in the direction of arrow 36 within optical fiber 35 is
The light is received by a photoreceiver 11'', passes through an amplifier 12'', and is demodulated into the original information signal by a demodulator 13''.

次に、下り回線の入力端子15′に情報信号が
入力すると、LD駆動回路14′がLD1′を駆動す
る。LD1′からのレーザ光(波長λ3)は、球レン
ズ2′を通つて平行光になり、干渉膜フイルタ2
9、スペーサ・ガラス30、干渉膜フイルタ28
を透過してロツド・レンズ27内に入射する。ロ
ツド・レンズ27内を伝搬した上記光信号(波長
λ3)は、光フアイバ保持部38内の伝送用光フア
イバ7に集束され、矢印8′方向に伝送されて光
フアイバ保持部37を通リロツド・レンズ22内
に入射する。ロツド・レンズ22内を伝搬した波
長λ3の光信号は、干渉膜フイルタ24で反射され
てロツド・レンズ22内を逆方向に伝搬し、光フ
アイバ33内に集束される。光フアイバ33を矢
印34の方向に伝送された波長λ3の光信号は、受
光器11′で受光されて電気信号に変換され、さ
らに増幅器12′を通つて復調器13′で元の情報
信号に復調される。なお、ロツド・レンズ22,
27の反射端面26,31、ロツド・レンズ32
の両端面は、いずれも斜め研磨が施こされる。こ
れは反射戻り光信号のLDまたは受光器への影響
を阻止するためである。これらの端面には、さら
に反射防止用のコーティング(ARコーティン
グ)を施してもよい。
Next, when an information signal is input to the downlink input terminal 15', the LD drive circuit 14' drives the LD1'. The laser beam (wavelength λ 3 ) from LD 1' becomes parallel light through ball lens 2', and passes through interference film filter 2.
9, spacer glass 30, interference film filter 28
The light passes through and enters the rod lens 27. The optical signal (wavelength λ 3 ) propagated within the rod lens 27 is focused on the transmission optical fiber 7 within the optical fiber holder 38, transmitted in the direction of arrow 8', and reroded through the optical fiber holder 37. - Inject into the lens 22. The optical signal of wavelength λ 3 propagated through the rod lens 22 is reflected by the interference film filter 24, propagates inside the rod lens 22 in the opposite direction, and is focused into the optical fiber 33. An optical signal with a wavelength λ 3 transmitted through the optical fiber 33 in the direction of the arrow 34 is received by the optical receiver 11' and converted into an electrical signal, then passes through the amplifier 12' and is converted into the original information signal by the demodulator 13'. is demodulated. In addition, the rod lens 22,
27 reflective end faces 26, 31, rod lens 32
Both end faces are obliquely polished. This is to prevent the reflected return optical signal from affecting the LD or photoreceiver. These end faces may further be coated with an anti-reflection coating (AR coating).

このように、第3図の双方向光伝送方式では、
LD1からのレーザ光を伝送用光フアイバ7内に
結合するためのロツド・レンズ22に入射端側に
所定の光学特性を有する1枚以上の干渉膜フイル
タ23,24を設け、上記ロツド・レンズ22の
出射端側には、そのロツド・レンズ22のほぼ中
心軸上に伝送用光フアイバ7を、その周辺に干渉
膜フイルタ23,24で分波された光信号を伝送
させる分波用光フアイバ33を、さらに発振波長
の異なる別のLD1″からの出射光を干渉膜フイル
タ23,24に導入して合波させるように伝送さ
せる合波用光フアイバ9′を、一体的に固定配置
する光フアイバ保持部37を設けている。そし
て、これらの一体的に固定配置されたロツド・レ
ンズ22と光フアイバ保持部37で、双方向伝送
用光モジユールを構成する。
In this way, in the bidirectional optical transmission system shown in Figure 3,
The rod lens 22 for coupling the laser beam from the LD 1 into the transmission optical fiber 7 is provided with one or more interference film filters 23 and 24 having predetermined optical characteristics on the input end side. On the output end side of the rod lens 22, there is a transmission optical fiber 7 approximately on the central axis, and a demultiplexing optical fiber 33 around which transmits the optical signal demultiplexed by the interference film filters 23 and 24. Further, a multiplexing optical fiber 9' is integrally and fixedly arranged, which transmits the output light from another LD1'' having a different oscillation wavelength by introducing it into the interference film filters 23 and 24 and combining it. A holding portion 37 is provided.The rod lens 22 and the optical fiber holding portion 37, which are integrally and fixedly arranged, constitute an optical module for bidirectional transmission.

第3図の双方向光伝送方式では、この光モジユ
ールを上り側と下り側にそれぞれ設け、かつこれ
らの光モジユールに1以上の光フアイバを結合し
て、このモジユール内を異なる波長が通過または
反射するようにし、2波以上の双方向伝送を行う
ようにしている。したがつて、第3図の方式で
は、第1図に比べて、きわめて簡単な構造で双方
向伝送を実現することができる。
In the bidirectional optical transmission system shown in Figure 3, these optical modules are provided on the upstream and downstream sides, and one or more optical fibers are connected to these optical modules, so that different wavelengths can pass through or be reflected within this module. In this way, two-way transmission of two or more waves is performed. Therefore, the system shown in FIG. 3 can realize bidirectional transmission with a much simpler structure than that shown in FIG.

次に、光フアイバ保持部37,38の構造につ
いて、説明する。
Next, the structure of the optical fiber holding parts 37 and 38 will be explained.

第4図は、第3図に用いられる光フアイバ保持
部37(または38)の構造を示す図で、第4図
aは正面図、第4図bは側断面図である。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of the optical fiber holding section 37 (or 38) used in FIG. 3, with FIG. 4a being a front view and FIG. 4b being a side sectional view.

この光フアイバ保持部37,38は、円筒形状
の構成を有し、光フアイバ挿入用の穴43,4
4,45を具備する。第3図から明らかなよう
に、穴43は伝送用光フアイバ7を取り付けるた
め、穴44は光フアイバ9′,9を取り付けるた
め、穴45は光フアイバ33,35を取り付ける
ためのものである。穴43と44、穴43と45
の間隔は、ロツド・レンズ24,27の傾斜端面
に設けられた干渉膜フイルタ23,24,28,
29の角度θ1(θ1′)、θ2(θ2′)によつて決まり
、そ
れらの角度に比例する。また、それらの間隔は、
ロツド・レンズ22,27の屈折率とその屈折率
分布定数の積に反比例する。第4図aに示すよう
に、穴43は、円筒上保持部37,38の中心軸
(X−X′、Y−Y′の中心軸)に設けられる。第4
図bに示すように、ロツド・レンズ22,27側
の端面は角度θ4の傾斜を有しており、また他方の
端面は光フアイバが複数本挿入されるように大口
径の穴が設けられている。
The optical fiber holding parts 37 and 38 have a cylindrical configuration, and have holes 43 and 4 for inserting the optical fiber.
4,45. As is clear from FIG. 3, the hole 43 is for attaching the transmission optical fiber 7, the hole 44 is for attaching the optical fibers 9', 9, and the hole 45 is for attaching the optical fibers 33, 35. Holes 43 and 44, Holes 43 and 45
The distance between the interference film filters 23, 24, 28, and 28 provided on the inclined end surfaces of the rod lenses 24, 27 is
29 , and is proportional to these angles . Also, the interval between them is
It is inversely proportional to the product of the refractive index of the rod lenses 22 and 27 and its refractive index distribution constant. As shown in FIG. 4a, the hole 43 is provided at the center axis (X-X', Y-Y' center axis) of the cylindrical upper holding parts 37, 38. Fourth
As shown in Figure b, the end face on the rod lenses 22 and 27 side has an inclination of angle θ 4 , and the other end face is provided with a large diameter hole so that multiple optical fibers can be inserted. ing.

第5図は第4図の光フアイバ保持部に光フアイ
バを挿入した場合の正面図と側断面図である。
FIG. 5 is a front view and a side sectional view when an optical fiber is inserted into the optical fiber holder shown in FIG. 4.

光フアイバ保持部37,38の片方の端面(つ
まり、ロツド・レンズ側)46は、角度θ4で光フ
アイバごと斜め研磨が施こされている。これは、
各光フアイバ端面からの反射光がLD側、受光器
側あるいは光フアイバ内に戻つてこないようにす
るためである。角度θ4の値は、数分の1度から10
度までの範囲内の値に設定されるのが望ましい。
通常は、8度程度に設定される。また、この端面
46には、反射防止用のコーテイング(ARコー
テイング)を施こしてもよい。光フアイバ保持部
37,38の光学調整は、矢印41または41′
の方向に回転させることにより行われる。光フア
イバ7,9′,33の3本が右側端面に挿入され
ているが、ここでは伝送用光フアイバ7に単一モ
ードの光フアイバが、光フアイバ9′,33に多
モード光フアイバがそれぞれ用いられている。
One end surface (that is, the rod lens side) 46 of the optical fiber holding parts 37 and 38 is obliquely polished along with the optical fiber at an angle θ 4 . this is,
This is to prevent the reflected light from the end face of each optical fiber from returning to the LD side, the light receiver side, or inside the optical fiber. The value of angle θ 4 is from a fraction of a degree to 10
It is desirable that the value be set to a value within the range of up to
Normally, it is set to about 8 degrees. Further, this end face 46 may be coated with an anti-reflection coating (AR coating). Optical adjustment of the optical fiber holding parts 37 and 38 is performed by following the arrows 41 or 41'.
This is done by rotating it in the direction of. Three optical fibers 7, 9', and 33 are inserted into the right end surface, and here, the transmission optical fiber 7 is a single mode optical fiber, and the optical fibers 9', 33 are multimode optical fibers. It is used.

第6図は、第3図に用いられる光フアイバ保持
部の他の実施例を示す図であつて、V溝に2本の
光フアイバを固定したものである。第6図aは正
断面図、第6図bは側面図である。第6図aから
明らかなように、半円柱材47,48にV溝を形
成し、これらのV溝に光フアイバ7,33を固定
配置した後、半円柱材47,48を合わせて、円
柱状の光フアイバ保持部37にする。この場合に
も、光フアイバ7がX−X′、Y−Y′の中心にな
るようにする。したがつて、半円柱材47,48
は中心を通る面で分割されておらず、半円柱材4
7のV溝の位置で中心軸を通るようになつてい
る。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the optical fiber holding section used in FIG. 3, in which two optical fibers are fixed in a V-groove. FIG. 6a is a front sectional view, and FIG. 6b is a side view. As is clear from FIG. 6a, after V-grooves are formed in the semi-cylindrical members 47 and 48 and the optical fibers 7 and 33 are fixedly arranged in these V-grooves, the semi-cylindrical members 47 and 48 are brought together to form a circular shape. The optical fiber holding portion 37 is formed into a columnar shape. In this case as well, the optical fiber 7 should be placed at the center of X-X' and Y-Y'. Therefore, semi-cylindrical members 47, 48
is not divided by a plane passing through the center, and is a semi-cylindrical material 4
It passes through the center axis at the V-groove position 7.

第7図は、第6図の光フアイバ保持部のさらに
他の実施例を示す図であつて、V溝に3本の光フ
アイバを保持する場合である。
FIG. 7 is a diagram showing still another embodiment of the optical fiber holding section shown in FIG. 6, in which three optical fibers are held in the V-groove.

この場合にも、光フアイバ7はX−X′、Y−
Y′の中心に固定配置される。光フアイバ9′,33
としては、コア径、外径ともに大きいものを用
い、受光器への光信号量の増大、光軸位置ずれの
補償等を図つている。
In this case as well, the optical fibers 7 are X-X', Y-
It is fixedly placed at the center of Y′. Optical fiber 9', 33
For example, a lens with a large core diameter and a large outer diameter is used in order to increase the amount of optical signal sent to the light receiver, compensate for optical axis position deviation, etc.

光フアイバ7と9′,7と33の各間隔は、干
渉膜フイルタ23,24の形成されている角度
θ1,θ2によつて決定される。なお、角度θ1,θ2
製作誤差による光フアイバ7と9′,7と33の
間隔のずれは、光フアイバ9′,33のコア径を
大きくすることにより、十分に補償することがで
きる。したがつて、それ以後は、光フアイバ保持
部37を円周方向41あるいは41′に回転する
だけで、光結合調整を行うことができる。第7図
の場合には、第6図と異なり、光フアイバ保持部
37をY−Y′を中心として左右に2分割して半
円柱材49,50を構成し、それぞれにV溝を3
個設ける。
The distances between the optical fibers 7 and 9' and between the optical fibers 7 and 33 are determined by the angles θ 1 and θ 2 at which the interference film filters 23 and 24 are formed. Incidentally, deviations in the spacing between the optical fibers 7 and 9' and 7 and 33 due to manufacturing errors in the angles θ 1 and θ 2 can be sufficiently compensated for by increasing the core diameters of the optical fibers 9' and 33. . Therefore, from then on, the optical coupling can be adjusted simply by rotating the optical fiber holder 37 in the circumferential direction 41 or 41'. In the case of FIG. 7, unlike FIG. 6, the optical fiber holding part 37 is divided into two parts on the left and right with Y-Y' as the center to form semi-cylindrical members 49 and 50, each of which has three V-grooves.
Provide one.

中央のV溝より両側のV溝が大きいのは、コア
径、外径ともに大きい光フアイバ9′,33を上
下に配置するためである。なお、第5図、第6図
の場合にも、コア径、外径の大きい光フアイバを
用いることにより、製作誤差によるずれを補償で
きる。
The reason why the V-grooves on both sides are larger than the central V-groove is that the optical fibers 9' and 33, which have large core and outer diameters, are disposed above and below. In addition, also in the case of FIG. 5 and FIG. 6, by using an optical fiber having a large core diameter and a large outer diameter, it is possible to compensate for deviations due to manufacturing errors.

第8図は、第3図に用いるLD、モニタ光取出
し用ガラスロツド、球レンズ、干渉膜フイルタ付
ロツド・レンズおよび光フアイバ保持部を一体化
した本発明の双方向伝送用光モジユールの一実施
例の側断面図である。
FIG. 8 shows an embodiment of the optical module for bidirectional transmission of the present invention, which integrates the LD used in FIG. 3, a glass rod for extracting monitor light, a ball lens, a rod lens with an interference film filter, and an optical fiber holding section. FIG.

第8図において、50′はモニタ光取出し用ガ
ラスロツド、51,52,53,54はパツケー
ジの部品、55は光学窓、56は電極である。
In FIG. 8, 50' is a glass rod for extracting monitor light, 51, 52, 53, and 54 are parts of the package, 55 is an optical window, and 56 is an electrode.

電極56に隣接してLD1が取り付けられ、そ
れに隣接して球レンズ2が取り付けられる。ロツ
ド・レンズ22の球レンズ2側端面に干渉膜フイ
ルタ23,24が取り付けられ、さらにそのフイ
ルタ23,24と球レンズ2の間に光学窓55が
設けられている。ロツド・レンズ22の他方の端
面には、僅かの間隙を介して光フアイバ保持部3
7が組み込まれており、そこに3本の光フアイバ
7,9′,33が挿入されている。
LD1 is attached adjacent to electrode 56, and ball lens 2 is attached adjacent to it. Interference film filters 23 and 24 are attached to the end surface of the rod lens 22 on the side of the ball lens 2, and an optical window 55 is provided between the filters 23 and 24 and the ball lens 2. An optical fiber holding portion 3 is attached to the other end surface of the rod lens 22 through a slight gap.
7 is incorporated, and three optical fibers 7, 9', and 33 are inserted therein.

第8図に示すように、光フアイバ保持部37,
38に円筒状のものを用いれば、LD1、モニタ
光取出し用ガラスロツド50′、球レンズ2、干
渉膜フイルタ付ロツド・レンズ22および光フア
イバ保持部37を一体化することができ、双方向
伝送用光モジユールとして実現できる。モニタ用
受光素子はLD1のすぐ後(球レンズ2の反対側)
に設けるか、あるいはガラスロツド50′の後に
設ける。これにより、従来のようにLDモジユー
ルと光合分波器を別個に設置する場合に比べ、非
常に信頼性が高く、小形化、低コスト化ならびに
低損失化が可能となる。
As shown in FIG. 8, the optical fiber holding section 37,
If a cylindrical one is used for 38, the LD 1, the glass rod 50' for extracting the monitor light, the ball lens 2, the rod lens 22 with an interference film filter, and the optical fiber holding part 37 can be integrated, and it can be used for bidirectional transmission. It can be realized as an optical module. The monitor light receiving element is immediately after LD1 (on the opposite side of ball lens 2)
or after the glass rod 50'. As a result, compared to the conventional case where the LD module and optical multiplexer/demultiplexer are installed separately, reliability is extremely high, and it is possible to reduce size, cost, and loss.

なお本発明では、光フアイバとして単一モー
ド・フアイバを用いたが、本発明はこれに限定さ
れず、多モード光フアイバを用いることができ
る。なお、上記LDを用いた実施例で多モード光
フアイバを用いた場合には、球レンズ2を用いな
くても光をフアイバ7に結合させることができ
る。また、球レンズの代りに円柱レンズを用いる
こともできる。
In the present invention, a single mode fiber is used as the optical fiber, but the present invention is not limited to this, and a multimode optical fiber can be used. Note that when a multimode optical fiber is used in the embodiment using the LD, light can be coupled to the fiber 7 without using the ball lens 2. Also, a cylindrical lens can be used instead of a spherical lens.

また、双方向光伝送路に伝送されるレーザ光は
波長の異なる3つの光の場合を述べたが、3つに
限定されず、2波あるいは4波以上でもよい。
Further, although the case has been described in which three laser beams having different wavelengths are transmitted to the bidirectional optical transmission line, the number is not limited to three, and two or four or more waves may be used.

また、LD以外に、レーザ発振器として端面発
光型、面発光型などの発光ダイオードを用いるこ
ともできる。発光ダイオードを用いる場合には、
結合効率を効上させるために、発効ダイオード前
面にレンズ、放物面などの集光系を用い、かつほ
ぼ平行光に近づけてから干渉膜フイルタ付ロツ
ド・レンズに入射させるようにすると良い。ま
た、発光ダイオードは、LDに比べて発光スペク
トル分布が拡がつているので、干渉膜フイルタの
減衰特性がより急峻なものを用い、かつ波長間隔
も広くとる方が望ましい。また光フアイバ7の入
射端面を、先球上にしたり、球レンズを取りつけ
てもよい。
In addition to the LD, a light emitting diode such as an edge emitting type or a surface emitting type can also be used as a laser oscillator. When using light emitting diodes,
In order to increase the coupling efficiency, it is preferable to use a condensing system such as a lens or a paraboloid in front of the effect diode, and make the light almost parallel before entering the rod lens with an interference film filter. Furthermore, since a light emitting diode has a broader emission spectrum distribution than an LD, it is preferable to use an interference film filter with steeper attenuation characteristics and a wider wavelength interval. Further, the input end face of the optical fiber 7 may be made into a spherical tip, or a spherical lens may be attached.

さらに、ロツド・レンズの長さを、n/4(n
は1、3、5……)ピツチよりも若干短かくして
もよい。
Furthermore, the length of the rod lens is set to n/4 (n
(1, 3, 5...) may be slightly shorter than the pitch.

なお、本発明の双方向伝送方式は、アナログ伝
送、デイジタル伝送のいずれにも適用できること
は勿論である。
It goes without saying that the bidirectional transmission system of the present invention can be applied to both analog transmission and digital transmission.

このように、本実施例で示したように、光フア
イバ保持部のほぼ中心軸に伝送用光フアイバを、
その周辺に所定の間隔で分波用光フアイバおよび
合波用光フアイバを一体的に固定配置するので、
伝送用光フアイバへの光の結合調整は、光フアイ
バ保持部を回転するのみで実施できる。したがつ
て、伝送用光フアイバへの光結合調整と、分波用
および合波用光フアイバへの光結合調整とを独立
に行うことができるため、光学調整が簡単とな
り、熟練を要しない。また、光フアイバ保持部に
円筒状あるいは円柱状のものを用いれば、温度変
動に対しても安定である、さらに、円筒状あるい
は円柱状の光フアイバ保持部に、光フアイバが一
体的に固定配置されているので、振動に対しても
強く、各光フアイバ相互の間隔が変動することは
ない。光フアイバの間隔は、数百μm程度である
ため、別個に光フアイバを固定する方法では、振
動に対して不安定であり、また固定する方法も難
かしい。さらに、ロツド・レンズと円筒状あるい
は円柱状の光フアイバ保持部を別個の円筒状容器
で一体的に固定すれば、別々にこれらを固定する
場合に比べ、温度変動、振動に対して安定であ
る。
In this way, as shown in this example, the transmission optical fiber is placed approximately at the central axis of the optical fiber holding section.
Since optical fibers for demultiplexing and optical fibers for multiplexing are integrally and fixedly arranged around it at predetermined intervals,
Coupling of light to the transmission optical fiber can be adjusted by simply rotating the optical fiber holder. Therefore, since the optical coupling adjustment to the transmission optical fiber and the optical coupling adjustment to the demultiplexing and multiplexing optical fibers can be performed independently, the optical adjustment becomes simple and does not require any skill. In addition, if a cylindrical or cylindrical optical fiber holding part is used, it will be stable against temperature fluctuations.Furthermore, the optical fiber is fixed integrally to the cylindrical or cylindrical optical fiber holding part. Because of this, it is resistant to vibrations, and the spacing between each optical fiber does not fluctuate. Since the distance between the optical fibers is on the order of several hundred micrometers, the method of separately fixing the optical fibers is unstable against vibrations, and the fixing method is also difficult. Furthermore, if the rod lens and the cylindrical or cylindrical optical fiber holder are fixed together in a separate cylindrical container, it is more stable against temperature fluctuations and vibrations than when they are fixed separately. .

また、半導体発光素子(LD、ダイオード等)
の出射光を光フアイバ内に導くためのロツド・レ
ンズに干渉膜フイルタを設けて、光結合と光合分
波の2つの機能を兼ね備えることにより双方向伝
送を行つているので、従来のような複雑な構成を
とることなく、簡単な構成となり、さらに挿入損
失が低く、低コストの双方向伝送方式が実現でき
る。また、従来の構成では、光合分波器の損失が
1個当り5dB近くもあるが、本実施例ではその1/
3以下にできるので、それだけ長距離伝送が可能
となる。なお、本発明では特に、伝送用光フアイ
バとして単一モード光フアイバを用いた場合に有
効である。
In addition, semiconductor light emitting devices (LD, diodes, etc.)
An interference film filter is installed on the rod lens that guides the emitted light into the optical fiber, and bidirectional transmission is achieved by combining the two functions of optical coupling and optical multiplexing and demultiplexing. It is possible to realize a low-cost bidirectional transmission system with a simple configuration, low insertion loss, and no complicated configuration. In addition, in the conventional configuration, the loss of each optical multiplexer/demultiplexer is nearly 5 dB, but in this example, the loss is 1/1/2.
Since the number can be reduced to 3 or less, long-distance transmission becomes possible. Note that the present invention is particularly effective when a single mode optical fiber is used as the transmission optical fiber.

さらに、本実施例の干渉膜フイルタは、それぞ
れ光学特性(透過および反射特性)の異なつたも
のを、ロツド・レンズのLD光入射側端面に、そ
れぞれ異なつた角度θn(n=1、2、3……)で
n層に形成できる。そして、上記ロツド・レンズ
の反対端面も斜め研磨し、そのロツド・レンズの
ほぼ中心軸上に伝送用光フアイバを、その周辺に
n本の分波用および合波用光フアイバをそれぞれ
配置して、光フアイバ保持部で固定するので、n
波長の光伝送を2組のモジユールを用いて実現す
ることが可能である。また、分波用および合波用
光フアイバの前面のロツド・レンズ端面に近端光
漏洩抑制用の干渉膜フイルタを形成させ、所望波
長の光のみを透過させるようにしてもよい。
Furthermore, in the interference film filter of this example, filters with different optical properties (transmission and reflection properties) are attached to the end face of the LD light incident side of the rod lens at different angles θn (n=1, 2, 3). ) can be formed into an n layer. Then, the opposite end surface of the rod lens is also obliquely polished, and a transmission optical fiber is placed approximately on the central axis of the rod lens, and n optical fibers for demultiplexing and multiplexing are placed around it. , since it is fixed with the optical fiber holding part, n
It is possible to realize optical transmission of wavelengths using two sets of modules. Further, an interference film filter for suppressing near-end light leakage may be formed on the end face of a rod lens on the front surface of the optical fiber for demultiplexing and multiplexing, so that only light of a desired wavelength is transmitted.

なお、光フアイバ保持部の形状は、伝送用光フ
アイバがほぼ中心軸上に配置できる構造であれ
ば、円筒状あるいは円柱状以外に角型形状でもよ
い。
Note that the shape of the optical fiber holding portion may be a rectangular shape other than a cylindrical shape or a cylindrical shape as long as the optical fiber for transmission can be arranged approximately on the central axis.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、双方向
伝送用光モジユールをきわめて簡単な構造、かつ
光結合調整の容易な構造にしたので、光の結合調
整時間の短縮、高結合度調整、低コストおよび低
損失の双方向光伝送が可能となり、長距離伝送が
期待できる。また、双方向伝送用光モジユール構
造のため、環境条件の変動に対しても安定であ
り、信頼度が高い。
As explained above, according to the present invention, the optical module for bidirectional transmission has an extremely simple structure and a structure that facilitates optical coupling adjustment, thereby shortening the optical coupling adjustment time, adjusting the degree of coupling, and reducing the Bidirectional optical transmission with low cost and low loss becomes possible, and long-distance transmission is expected. Furthermore, because it has an optical module structure for bidirectional transmission, it is stable against changes in environmental conditions and has high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の双方向光伝送方式のブロツク
図、第2図は第1図に用いる光分波器の説明図、
第3図は本発明の一実施例を示す双方向光伝送方
式のブロツク図、第4図は第3図に用いられる光
フアイバ保持部の構造を示す図、第5図は第4図
の光フアイバ保持部に光フアイバを挿入した場合
の構造を示す図、第6図は第3図に用いられる光
フアイバ保持部の他の実施例を示す図、第7図は
第6図の光フアイバ保持部のさらに他の実施例を
示す図、第8図は本発明の一実施例を示す一体化
モジユールの側断面図である。 1,1′,1″:半導体レーザ(LD)、2,2′,
2″:球レンズ、3,3′,16,17,18,2
2,27,32:ロツド・レンズ、4,4′,7,
9,9′,33,35:光フアイバ、6,6′:光
分波器、11,11′,11″:受光器、12,1
2′,12″:増幅器、13,13′,13″:復調
器、14,14′,14″:半導体レーザ駆動回
路、15,15′,15″:情報信号入力端子、1
9:誘電体ミラー、20,21,23,24,2
8,29:干渉膜フイルタ、21:ペンタプリズ
ム、26,31:ロツド・レンズの端面、25,
30:スペーサ・ガラス、37,38:光フアイ
バ保持部、43,44,45:光フアイバ挿入
穴、46:光フアイバ保持部の片端面、47,4
8,49,50:V溝を有する半円柱材、5
0′:モニタ光取出し用ガラス・ロツド、51〜
54:パツケージの部品、55:光学窓、56:
電極。
Figure 1 is a block diagram of a conventional bidirectional optical transmission system, Figure 2 is an explanatory diagram of the optical demultiplexer used in Figure 1,
FIG. 3 is a block diagram of a bidirectional optical transmission system showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the structure of the optical fiber holding section used in FIG. 3, and FIG. A diagram showing the structure when an optical fiber is inserted into the fiber holding part, FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the optical fiber holding part used in FIG. 3, and FIG. 7 is a diagram showing the optical fiber holding part in FIG. 6. FIG. 8 is a side sectional view of an integrated module showing an embodiment of the present invention. 1, 1', 1'': Semiconductor laser (LD), 2, 2',
2″: Ball lens, 3, 3′, 16, 17, 18, 2
2, 27, 32: Rod lens, 4, 4', 7,
9, 9', 33, 35: Optical fiber, 6, 6': Optical demultiplexer, 11, 11', 11'': Photoreceiver, 12, 1
2', 12'': Amplifier, 13, 13', 13'': Demodulator, 14, 14', 14'': Semiconductor laser drive circuit, 15, 15', 15'': Information signal input terminal, 1
9: Dielectric mirror, 20, 21, 23, 24, 2
8, 29: Interference film filter, 21: Pentaprism, 26, 31: End face of rod lens, 25,
30: Spacer glass, 37, 38: Optical fiber holding section, 43, 44, 45: Optical fiber insertion hole, 46: One end surface of optical fiber holding section, 47, 4
8, 49, 50: Semi-cylindrical material with V groove, 5
0': Monitor light extraction glass rod, 51~
54: Package parts, 55: Optical window, 56:
electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 球レンズ付き半導体発光素子と、該半導体発
光素子からの出射光を伝送用光フアイバ内に結合
するためのロツド・レンズと、該ロツド・レンズ
のほぼ中心軸上に配置された光フアイバ保持手段
と、モニタ光取出し用ガラスロツドとからなり、
これらを光フアイバ保持部が中心軸方向および回
転方向に調整可能な構成に一体的に固定するとも
に、上記ロツド・レンズの入射端側に、所望の光
学特性を持つ1以上の干渉膜フイルタを有し、上
記光フアイバ保持手段の出射端側に、上記ロツ
ド・レンズのほぼ中心軸上に配置された伝送用光
フアイバと、該伝送用光フアイバの周辺に配置さ
れ上記干渉膜フイルタで分波または合波される光
信号を伝送するための1以上の光フアイバを有す
ることを特徴とする双方向伝送用光モジユール。 2 前記光フアイバ保持部は、形状が円筒状また
は円柱状の構造を有することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の双方向伝送用光モジユー
ル。 3 前記光フアイバ保持部は、光フアイバ保持用
の穴が設けられているか、またはV字溝を有する
半円筒状または半円柱状の部材を合わせて構成さ
れた空〓を有するものであることを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の双方向伝送用光モジユ
ール。 4 前記干渉膜フイルタは、それぞれ光学的特性
の異なるものがロツド・レンズの入射端側で、か
つそれぞれが異なつた傾斜角度で複数層に形成さ
れ、各層からの反射波が上記ロツド・レンズの出
射端側のずらした位置に集光されることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の双方向伝送用光
モジユール。 5 一本の光フアイバ伝送路を介して、上り方向
と下り方向とで異なる波長の光信号を伝送する双
方向光伝送方式において、1以上の干渉膜フイル
タを備えたロツド・レンズと光フアイバ保持部と
を配置した光モジユールを上り回線と下り回線の
送信側にそれぞれ設け、上記光フアイバ保持部に
は上記干渉膜フイルタを通過する光信号を伝送す
るための光フアイバと、該干渉膜フイルタで分波
または合波される光信号を伝送するための光フア
イバとを収容し、各光フアイバに伝送路と送信ま
たは受信側の素子を接続して、2波以上の光信号
の双方向伝送を行うことを特徴とする双方向伝送
方式。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor light emitting device with a ball lens, a rod lens for coupling light emitted from the semiconductor light emitting device into a transmission optical fiber, and a rod lens disposed approximately on the central axis of the rod lens. It consists of an optical fiber holding means and a glass rod for extracting the monitor light,
These are integrally fixed in a configuration in which the optical fiber holder can be adjusted in the central axis direction and rotational direction, and one or more interference film filters having desired optical characteristics are provided on the incident end side of the rod lens. On the output end side of the optical fiber holding means, a transmission optical fiber is arranged approximately on the central axis of the rod lens, and the interference film filter arranged around the transmission optical fiber demultiplexes or demultiplexes the light. An optical module for bidirectional transmission characterized by having one or more optical fibers for transmitting multiplexed optical signals. 2. The optical module for bidirectional transmission according to claim 1, wherein the optical fiber holding portion has a cylindrical or columnar structure. 3. The optical fiber holding portion is provided with a hole for holding the optical fiber, or has a cavity formed by combining semi-cylindrical or semi-cylindrical members having V-shaped grooves. An optical module for bidirectional transmission according to claim 2. 4. The interference film filter has a plurality of layers each having different optical properties on the incident end side of the rod lens and each having a different inclination angle, and the reflected waves from each layer are reflected from the rod lens. 2. The bidirectional transmission optical module according to claim 1, wherein the light is focused at a shifted position on the end side. 5 In a bidirectional optical transmission system that transmits optical signals of different wavelengths in the upstream and downstream directions through a single optical fiber transmission line, a rod lens equipped with one or more interference film filters and an optical fiber holder are used. An optical module is provided on each of the uplink and downlink transmitting sides, and the optical fiber holding part includes an optical fiber for transmitting an optical signal passing through the interference film filter, and an optical module with a It accommodates optical fibers for transmitting optical signals to be demultiplexed or multiplexed, and connects a transmission path and transmitting or receiving side elements to each optical fiber, allowing bidirectional transmission of optical signals of two or more waves. A two-way transmission method characterized by:
JP59061865A 1983-12-16 1984-03-29 Optical module for bidirectional transmission and transmission system Granted JPS60205405A (en)

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JPS60205405A JPS60205405A (en) 1985-10-17
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JPS5722711U (en) * 1980-07-16 1982-02-05
JPS5755603U (en) * 1980-09-18 1982-04-01
JPS5784425A (en) * 1980-11-14 1982-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical device
US4474424A (en) * 1981-03-20 1984-10-02 At&T Bell Laboratories Optical multi/demultiplexer using interference filters

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