專利名稱：光通信模塊及單芯雙向光通信模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將光纖作為傳輸媒體能夠收發(fā)光信號(hào)的光通信模塊及利用一條光纖能夠雙向收發(fā)光信號(hào)的單芯雙向光通信模塊。
背景技術(shù)：
如圖16所示，光通信鏈路3具有光纖2及各光通信模塊1。上述光纖2是根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)，用來傳輸適于光傳輸?shù)恼{(diào)制光。分別連接上述各光通信模塊1，使其在光纖2的兩端進(jìn)行光耦合。
光通信鏈路3根據(jù)其通信形態(tài)，分為幾種。上述各通信形態(tài)若大致分類，有以下幾種情況。即1)是光纖2為單條(單芯)及多條的情況；2)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行雙向通信及單向通信的情況；3)是對(duì)信號(hào)同時(shí)進(jìn)行通信(全雙工)及半雙工通信的情況。通常，利用將它們組合(例如單芯全全工通信)的方式進(jìn)行光通信。
以往，在采用多條光纖的全雙工通信方式中存在的問題是，光通信模塊難以小型化，隨著傳輸距離延長，光纖的成本增加。
為此，提出了一種光通信模塊的方案，即采用一條光纖能夠進(jìn)行全雙工方式的光通信(單芯全雙工方式)。特別是近年來隨著塑料光纖(下面稱為POF)的降低損耗及拓寬頻帶，正逐步應(yīng)用于家庭內(nèi)通信及電子裝置間的通信。POF由于其直徑為較大的口徑，達(dá)到1mm，因此容易與光通信模塊耦合，能夠形成光纖與光通信模塊可簡單插拔的光通信鏈路。
在利用一條光纖進(jìn)行全雙工通信的光通信模塊中，由于用同一條光纖進(jìn)行發(fā)送與接收，因此重要的是要抑制(如果可能則要防止)發(fā)送光與接收光之間的干擾。作為發(fā)送光與接收光產(chǎn)生干擾的原因有以下幾種情況。即1)發(fā)送光在入射光纖時(shí)在光纖端面進(jìn)行反射的情況(下面稱為近端反射)；2沿光纖傳播的發(fā)送光在由光纖出射時(shí)在光纖端面進(jìn)行反射的情況(下面稱為遠(yuǎn)端反射)；3)由通信對(duì)方的光通信碼塊進(jìn)行反射的情況(下面稱為對(duì)方模塊反射)；4)因光通信模塊內(nèi)的內(nèi)部散射光而引起的情況(下面稱為內(nèi)散射光)。其他還存在電及電磁干擾的問題。
另外，在將光纖作為傳輸媒體的光通信鏈路中，為了得到高的SN比(Signalto Noise Ratio，信噪比)，重要的是使光纖出射的接收光以高效率與受光元件耦合。
通過增大受光元件的受光面積，能夠提高接收效率。但另一方面，若增大受光面積，則受光元件的寄生電容分量增加，因此隨著傳輸速度加快，為了抑制上述寄生電容分量的不良影響，必須減小受光面積。根據(jù)這些情況，很難使接收光與受光元件相互以高效率耦合。
作為光纖與受光元件的耦合方法，一般的方法是在光纖與受光元件之間配置透鏡或反射鏡等光學(xué)系統(tǒng)，將從光纖出射的接收光進(jìn)行聚焦，使其與受光元件耦合。
特別是在日本專利特開昭63-90866號(hào)公報(bào)(
公開日1988年4月21日)及特開2000-180601號(hào)公報(bào)(
公開日2000年6月30日)中揭示了一種方法是利用具有旋轉(zhuǎn)橢圓體等曲面的聚焦反射鏡，使光纖與半導(dǎo)體元件(發(fā)光元件或受光元件)耦合。上述方法能夠使光纖與半導(dǎo)體元件相互以高效率耦合。
即通過將光纖的出射點(diǎn)與受光元件(發(fā)光元件)分別配置在旋轉(zhuǎn)橢圓體的兩個(gè)焦點(diǎn)，能夠使光纖出射的光近似100％聚焦在受光元件上。
但是，在特開昭63-90866號(hào)公報(bào)及特開2000-180601號(hào)公報(bào)揭示的方式中，由受光元件反射的光也再次被聚焦反射鏡反射，以高效率作為反射光返回光纖。這樣產(chǎn)生的問題是上述反射光沿光纖傳輸，對(duì)通信對(duì)方一側(cè)的光通信模塊將產(chǎn)生不良影響。例如產(chǎn)生的問題是，由于上述反射光返回通信對(duì)方一側(cè)的發(fā)光元件，使得上述發(fā)光元件的正待狀態(tài)變得不穩(wěn)定。特別是在進(jìn)行單芯全雙工通信的情況下，如上所述，由于因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾增加，因此就成為使SN比下降的原因。
另外，揭示的聚焦反射鏡方式，由于只能配置接收光學(xué)系統(tǒng)或發(fā)送光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)，因此例如在采用聚焦或發(fā)送光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)，因此例如在采用聚焦反射鏡作為接收光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，就沒有配置發(fā)送光學(xué)系統(tǒng)的空間，不能適用于單芯全雙工通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是鑒于上述各種問題，在于提供廉價(jià)小型的光通信模塊與采用它的單芯雙向光通信模塊，所以光通信模塊的接收效率高，而且能夠一直被受光元件反射的光再返回光纖，能夠利用一條光纖進(jìn)行全雙工方式的雙向通信，另外因?qū)Ψ侥K反射、近端反射及內(nèi)散射光而引起的光干擾及電干擾少，能夠得到高的SN比。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的光通信模塊的構(gòu)成如上所述，其特征在于，在將光纖出射的光與受光元件耦合的接收光學(xué)部，設(shè)置將光纖出射的光的至少一部分導(dǎo)向受光元件的聚焦光學(xué)系統(tǒng)、以及配置在由于光通信模塊的一部分反射的模塊反射光的至少一部分照射的位置處的抑制該模塊反射光與所述光纖耦合的干擾抑制部。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于能夠利用聚焦光學(xué)系統(tǒng)高效率地將接收光導(dǎo)向受光元件，同時(shí)利用干擾抑制部抑制模塊反射光再與光纖耦合，因此能夠減少返回光對(duì)對(duì)方模塊產(chǎn)生的不良影響，能夠得當(dāng)穩(wěn)定性能的光通信鏈路。
為了達(dá)到前述目的，本發(fā)明的單芯雙向光通信模塊是用于利用一條光纖進(jìn)行光信號(hào)收發(fā)的光通信鏈路的單芯雙向光通信模塊，其特征在于，具有生成發(fā)送光的發(fā)光元件、接收從光纖出射的光的受光元件、使發(fā)光元件出射的光與光纖耦合的發(fā)送光學(xué)部、以及使光纖出射的光與受光元件耦合的上述接收光學(xué)部。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠適合單芯全雙工通信，能夠適合單芯全雙工通信，能夠得到接收效率高、因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾少的單芯雙向光通信模塊。
本發(fā)明的還有的其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)下述的內(nèi)容將十分清楚。另外，本發(fā)明的有益之處通過參照附圖的下述說明將完全明白。


圖1為說明本發(fā)明的光通信模塊有關(guān)的第1實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成示意圖。
圖2為說明本發(fā)明的光通信模塊的發(fā)送區(qū)區(qū)與接收區(qū)域的示意圖。
圖3為說明本發(fā)明的發(fā)區(qū)區(qū)域與接收區(qū)域的分離方法的示意圖。
圖4為說明本發(fā)明的光通信模塊防止因內(nèi)散射光而引起的干擾的方法的示意圖。
圖5為說明本發(fā)明的光通信模塊的對(duì)方模塊反射防止原理的示意圖。
圖6為比較以往技術(shù)與本發(fā)明的示意圖，圖6(A)所示為以往技術(shù)，圖6(b)所示為本發(fā)明。
圖7所示為本發(fā)明的接收光反射鏡與干擾抑制部的配置的示意圖。
圖7(a)所示為上述干擾抑制部相對(duì)于接收光反射鏡處于靠近光纖一側(cè)的情況，圖7(b)所示為上述干擾抑制部相對(duì)于接收光反射鏡處于遠(yuǎn)離光纖一側(cè)的情況。
圖8為說明本發(fā)明的光通信模塊的棱鏡部的示意圖。
圖9為說明本發(fā)明的光通信模塊在傾斜端面光纖情況下的構(gòu)成示意圖。
圖10為說明本發(fā)明的光通信模塊在球型端面光纖情況下的構(gòu)成示意圖。
圖11為說明本發(fā)明的光通信模塊的棱鏡形狀的示意圖。
圖12所示為本發(fā)明的光學(xué)構(gòu)件一個(gè)例子的立體圖。
圖13為說明本發(fā)明的光通信模塊有關(guān)的第2實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成示意圖。
圖14為說明本發(fā)明的光通信模塊有關(guān)的第2實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成示意圖。
圖15為說明本發(fā)明的光通信模塊有關(guān)的第3實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成示意圖。
圖16為說明光通信鏈路的構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施形態(tài))下面根據(jù)圖1說明本發(fā)明有關(guān)的第1實(shí)施形態(tài)。在本實(shí)施形態(tài)中，如圖1及圖2所示，對(duì)于能夠適合單芯全雙工通信的光通信模塊1及采用它的單芯雙向光通信模塊進(jìn)行說明。
上述光通信模塊1具有生成基于數(shù)據(jù)信號(hào)的調(diào)制光即發(fā)送光21的發(fā)光元件4、接收來自光纖2的接收光22并生成數(shù)據(jù)信號(hào)用的受光元件5、將發(fā)光元件4出射的發(fā)送光21聚焦并與光纖2耦合的發(fā)送透鏡(發(fā)送光學(xué)部)6、將光纖出射的接收光22進(jìn)行反射并與受光元件5耦合的接受光反射鏡(聚焦光學(xué)系統(tǒng))7、以及防止被受光元件5反射的接收部反射光19與光纖2耦合的干擾防止部(干擾抑制單元)8(圖1中與接收光反射鏡7的曲面連續(xù)的水平部分)。所謂上述水平部分是沿著與光通信模塊1耦合的光纖2的端面部分光軸方向延伸的部分。
發(fā)送透鏡6、接收光反射鏡7及干擾防止部8一起形成光學(xué)構(gòu)件10。發(fā)光元件4配置在SiC等散熱特性優(yōu)異的輔助支架12上。這些構(gòu)成部分在芯座位上定位配置。芯座13與未圖所示的電路電氣連接。
利用發(fā)光元件4生成的發(fā)送光21根據(jù)發(fā)光元件4的反射角，呈放射狀發(fā)散。然后，利用發(fā)送透鏡6變換為任意的數(shù)值孔徑，進(jìn)行聚焦，通過具有透光性的光學(xué)構(gòu)件10，與光纖2耦合。光纖2出射的接收光22的一大半利用接收光反射鏡7向受光元件5的方向反射，同時(shí)利用具有曲率的接收光反射鏡7聚焦，與受光元件5耦合。光學(xué)構(gòu)件10為塊狀，由成型性及透光性優(yōu)異的PMMA等制成。
這樣，在將發(fā)送光21與接收22在光纖2的口徑內(nèi)進(jìn)行空間分離時(shí)，由光纖2出射的接收光22中，由發(fā)送光21入射位置出射的接收光22不與受光元件5耦合。為此，將發(fā)送光21入射的光纖2的位置(發(fā)送區(qū)域)作為光纖2的更外圈部分，而且面積小，通過這樣能夠增大光纖2的端面上發(fā)送區(qū)域以外的接收區(qū)域的面積，因此能夠使接收光22高效率地與受光元件5耦合。
光學(xué)構(gòu)件10在發(fā)送21出射的面上具有相對(duì)于光纖2的光軸傾斜的棱鏡部11，使發(fā)送光21折射，入射至光纖2。另外，干擾防止部8的一部分(遮光部9)與光纖2接觸或接近光纖2配置。
這里，在圖1中遮光部9為了強(qiáng)調(diào)起見，用斜線表示，但實(shí)際上是干擾防止部8的一部分，與干擾防止部8沒有區(qū)別。接收光反射7及干擾防止部8都是用薄膜反射鏡形成。
入射至光纖2的發(fā)送光21的一部分，在光纖2的端面被反射。發(fā)送光21的曲光纖2反射的反射光利用干擾防止部8(的遮光部9)加以遮擋，不與受光元件5耦合，能夠防止因近端反射而引起的干擾。
本發(fā)明的光通信模塊1的特征在于配置了干擾防止部8。作為該干擾防止部8的作用主要有以下四點(diǎn)。即(1)確保發(fā)送光通過的區(qū)域，使其適合單芯雙向通信，同時(shí)得到大的接收區(qū)域；(2)將發(fā)送部分與接收部進(jìn)行光隔離，減少因近端反射及內(nèi)散射光而引起的干擾；(3)減少因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾；(4)減少電磁干擾。
下面依次詳細(xì)敘述這些作用。首先根據(jù)圖2及圖3說明發(fā)送區(qū)域與接收區(qū)域的隔離方法。
在利用一條光纖2在空間隔離發(fā)送光與接收光時(shí)，如圖2所示，通過減小光纖2的發(fā)送光21進(jìn)行耦合的發(fā)送區(qū)域，能夠增大接收區(qū)域，能夠增加可利用的接收光22，因此能夠得到接收效率高的光通信模塊1。
因此，重要的是，進(jìn)行發(fā)送光21與接收光22相互間隔離時(shí)如何減少光損耗。在以往提出的采用聚焦反射鏡的方式中，由于只能配置接收光學(xué)系統(tǒng)，因此不能適合單芯雙向通信。
在本實(shí)施形態(tài)中，在具有以往聚焦反射鏡工作用的接收光反射的與配置受光元件5的反面一側(cè)(圖1的上側(cè))使發(fā)送光21通過，這樣能夠適合單芯雙向通信。
再有，如圖3所示，使干擾防止部8的曲率與接收光反射鏡7的曲率不同，使得在圖3的上部側(cè)(發(fā)送光21通過的一側(cè))的發(fā)送光21的光路上不配置干擾防止部8，這樣確保發(fā)送光21在光學(xué)構(gòu)件10內(nèi)通過的區(qū)域。
在照原樣采用以往的聚焦反射鏡23(圖3的雙點(diǎn)劃線)時(shí)，由于聚焦反射鏡23與發(fā)送光21相互干擾，因此必須將聚焦反射鏡23配置在圖3的更下方，圖2所示的接收區(qū)域變小，所以接收效率降低。
另外，在本實(shí)施形態(tài)所示的方式中，由于利用薄膜的接收光反射7及干擾防止部8進(jìn)行發(fā)送光與接收光的分離，因此能夠使分離部分的損耗實(shí)際上為零。另外，能夠使發(fā)送光21在接收光反射鏡7及干擾防止部8的極其附近通過，能夠使發(fā)送區(qū)域與接收區(qū)域的邊界基本上消失，能夠更擴(kuò)大接收區(qū)域。
再有，在本實(shí)施形態(tài)所示的方式中，由于利用棱鏡部11將發(fā)送光21從光纖2的外圍方向向中心部分(中心軸即光軸)方向折射，使其入射至光纖2，因此能夠使發(fā)送區(qū)域更偏向光纖2的外圍部，能夠更擴(kuò)大接收區(qū)域，能夠得到高的接收效率。
下面根據(jù)圖4說明防止因近端點(diǎn)反射及內(nèi)散射光而引起的干擾的原理。發(fā)送光21被光學(xué)構(gòu)件10的棱鏡部11折射，從光纖2的外圍部入射至光纖2。其反射光(發(fā)送反射光17)向光纖2的中心部分方向反射。
由于光學(xué)構(gòu)件10的棱鏡部11的前端而且是干擾防止部8的一部分的遮蔽光部分9設(shè)置在與光纖2接觸，或者相隔幾十微米至幾百微米的位置，因此發(fā)送反射利用干擾防止部8的與配置受光元件5一側(cè)相反的表面(遮光部9)被反射(遮光)，不向受光元件5的方向入射。
另外，由發(fā)光元件4發(fā)射的發(fā)送光21的一部分不入射至發(fā)射透鏡6，成為散射光18，在光通信模式1內(nèi)進(jìn)行散射。由于受元件5利用接收光反射鏡7及干擾防止部8與發(fā)送側(cè)(圖4的配置發(fā)光元件4等的方向)光隔離，因此能夠防止散射光18與接收元件5耦合。
再有，即使由于發(fā)光元件4的裝配公差，發(fā)光元件4產(chǎn)生位置偏移時(shí)，也由于未預(yù)計(jì)到的散射光18沒有入射至受光元件5，因此能夠放寬發(fā)光元件4的裝配公差，能夠降低裝配成本。
另外，發(fā)送反射光17也成為散射光，雖在光通信模塊1內(nèi)進(jìn)行散射，但根據(jù)同樣的理由，不與受光元件5耦合。即接收光反射鏡7及干擾防止部8將接收光22反射及聚焦，使其與接收元件5耦合，同時(shí)具有將發(fā)送反射光17及散射光18與受光元件5隔離的作用。
再有，由于利用接收光反射鏡7及干擾防止部8將受光元件與發(fā)送光21隔離，因此還具有下述效果，既可以不考慮散射光的影響，而決定受光元件5的配置，光通信模塊1的設(shè)計(jì)自由度將增加，能夠采用容易組裝調(diào)整的配置。
下面根據(jù)圖5說明防止因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾的原理。在本實(shí)施形態(tài)所示的光通信模塊1中，作為對(duì)方模塊反射產(chǎn)生的主要原因有兩個(gè)，既一個(gè)主要是在接收元件5的表面反射的接收部反射光19，另一個(gè)是由于光纖2出射的接收光22的一部分在光學(xué)構(gòu)件10的照射面(主要是棱鏡部11)反射的棱鏡反射光20再與光纖2耦合的情況。
受光元件5的受光面通常例如用氮化硅等薄膜進(jìn)行防反射層處理，通過這樣減少接收光22的反射，提高受光效率。但是，很難完全防止受光元件5產(chǎn)生的反射，另外有的情況下，因接收光22的入射角度不同，反射率會(huì)增加。
接收部發(fā)射光19的大部分設(shè)定為向干擾防止部8的方向反射，另外在干擾防止部8反射的接收部反射光19設(shè)定為不與光纖2耦合。通過這樣，能夠減少因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾。
下面將以往提出的采用聚焦反射鏡23的光通信模塊與本實(shí)施形態(tài)進(jìn)行比較。如圖6(a)所示，作為以往提出的聚焦反射鏡23的形狀，例如采用旋轉(zhuǎn)橢圓體，將光纖2及受光元件5分別配置在旋轉(zhuǎn)橢圓體的兩個(gè)焦點(diǎn)位置，通過這樣一提高效率進(jìn)行接收。
但是，在以往提出的采用聚焦反射鏡23的情況下(圖6(a))，接收部反射光19被聚焦反射鏡23反射，再與光纖2耦合，產(chǎn)生因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾。
而如本實(shí)施形態(tài)那樣，采用接收光反射鏡7及干擾防止部8的情況下(圖6(b))，由于接收部反射光19利用干擾防止部8向不與光纖2耦合的方向進(jìn)行反射，因此能夠防止與光纖2耦合。
接收光反射鏡7可以采用旋轉(zhuǎn)橢圓體或球面分曲面，干擾防止部8可以采用與該曲面連續(xù)的圓筒面等。通過使干擾防止部8與接收光反射鏡采用不同的曲率及形狀，就容易防止接收部反射光19返回光纖2。另外，在圖6(b)中，為了與以往進(jìn)行比較，采用不適合單芯全雙工方式的配置(僅僅是接收來自光纖2的接收光22的功能)。
干擾防止部8若僅考慮減少因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾的目的，也可以利用反射率低(光吸收率高)的材料。通過吸收接收部反射光19，能夠真正防止對(duì)方模塊反射。
但是，通過這樣配置，使得由光線2出射的接收光22的一部分也照射干擾防止部8，與受光元件5耦合，就能夠得到更高的接收效率。在這種情況下，干擾防止部8的反射率最好設(shè)定得較高。
另外，由于接收光反射鏡7與干擾防止部8的放射鏡膜能夠同時(shí)形成，因此若考慮生產(chǎn)率，最好采用相同的反射膜。另外，也可以不使干擾防止部8與接收光放射鏡7連續(xù)地形成，而配置在光通信模塊內(nèi)1的其他部分。
但是，由于為了適合單芯雙向通信，發(fā)送與接收區(qū)域的隔離不明確，因此容易增加因近端反射而引起的干擾及因內(nèi)散射光而引起的干擾，所以最好將接收光反射鏡7與干擾防止部8互相連續(xù)地形成。干擾防止部8具有防止因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾的作用，同時(shí)由于使發(fā)送與接收的區(qū)域明確地隔離，因此具有防止兩者干擾的作用。
下面根據(jù)圖7(a)說明接收光反射7及干擾防止部8的位置。將光纖2的光軸中心沿接收光反射鏡7的方向延長，設(shè)這時(shí)與接收光反射鏡7的交點(diǎn)為A點(diǎn)，受光元件5的受光面的中心為B點(diǎn)，這時(shí)最好B點(diǎn)比A點(diǎn)處于光纖2一側(cè)，而且將干擾防止部8配置在比A點(diǎn)更靠光纖2的一側(cè)。
通過這樣配置，用接收光反射鏡7反射的接收光22的大部分向光纖2方向(圖7(a)的左側(cè)方向)反射，入射至受光元件5。即上述接收光22向不超過在上述A點(diǎn)的與上述光軸垂直的平面的方向反射。因此，接收部反射光19也向著在光纖2方向上配置干擾防止部8的方向反射，干擾防止部8的形狀可以這樣設(shè)定，使得將該接收部反射光19向不與光纖2耦合的方向反射，通過這樣能夠防止對(duì)方模塊反射。
另外，如圖7(b)所示，也可以將A點(diǎn)配置在比B點(diǎn)靠近光纖2一側(cè)，而且將干擾防止部8配置在比A點(diǎn)更遠(yuǎn)離光纖2的位置。在該配置中，如圖7(b)所示，與圖7(a)的配置相反，通過使接收部反射光19向遠(yuǎn)離光纖2的方向反射，能夠防止對(duì)方模塊反射。另外，在圖7(b)配置的情況下，接收光反射鏡7的一部分變成遮光部9，能夠防止因近端反射而引起的干擾。
關(guān)于棱鏡反射光20，通過優(yōu)化棱鏡部11的傾斜角度，即使棱鏡反射光20入射至光纖20，也能夠使其不耦合。即，只要使棱鏡反射光20以大于光纖2的數(shù)值孔徑的角度入射至光纖2即可。為此，只要設(shè)定棱鏡部11的傾斜角度α(參照?qǐng)D5)為大于光纖2的NA(數(shù)值孔徑)左右即可。例如，在采用NA0.3的光纖2時(shí)，傾斜角α只要在10°以上即可，最好在17°以上即可。
但是，在增大棱鏡部11的傾斜角度α?xí)r，發(fā)送光21對(duì)光纖2的入射角度也增大，有的情況下發(fā)送光21的耦合效率會(huì)降低，或者變成僅以高次模式激振。因此，必須考慮兼顧兩者來設(shè)定棱鏡部11的傾斜角度α。
另外，也可以如圖8所示，在光學(xué)構(gòu)件10中的僅僅發(fā)送光21通過的部分，不形成棱鏡部11，相對(duì)于光纖2的光軸方向形成垂直端面，而在發(fā)送光21不通過的部分形成傾斜角大的棱鏡部11。在這種情況下，從不形成棱鏡部11反射的棱鏡反射光20雖成為對(duì)方模塊反射，但由于使其面積足夠小，因此能夠減少它的影響。
或者，也可以減小發(fā)送光21通過部分的棱鏡部11的傾斜角度、而增大其他部分的棱鏡部11的傾斜角度(將棱鏡部11形成為2段)。另外，也可以對(duì)接收光22照射的光學(xué)構(gòu)件10的表面(形成棱鏡部11的表面)施加AR(防反射)層，減少反射率。
下面說明因光纖2的遠(yuǎn)端反射而引起的干擾。如圖1所示，在光纖2的端面相對(duì)于光軸為垂直時(shí)，由于光纖2與空氣的折射率之差，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于出射光量的約4％的遠(yuǎn)端反射。該遠(yuǎn)端反射通過設(shè)法改變光纖2的端面形狀能夠減少。
例如有這樣的方法，一種是如圖9所示使光纖2的端面相對(duì)于光軸傾斜的方法，另一種是如圖10所示使光纖2的端面形成為曲面形成為曲面的方法。無論哪一種方法，都是改變?cè)诠饫w2的端面產(chǎn)生的遠(yuǎn)端反射光37的方向，使其為大于光纖2的數(shù)值孔徑的角度，通過這樣使遠(yuǎn)端反射光37不在光纖內(nèi)傳輸。
對(duì)于POF，將端面與任意形狀的加墊板壓緊，使其熔融，通過這樣能夠很容易進(jìn)行傾斜加工或球面加工。下面說明在這樣改變光纖2的端面形狀時(shí)與光通信模塊1的光耦合狀態(tài)。
在使光纖2的端面傾斜時(shí)，如圖9所示，將光纖2的發(fā)送光21出射的一側(cè)(圖9的上側(cè))固定在2的截面為鈍角的一側(cè)，使其與光通信模塊1耦合。通過這樣配置，由于發(fā)送光21在光纖2的發(fā)送反射光17向光纖2的外圍部方向(沿光纖2的徑向向外)反射，因此能夠有效地減少因近端反射而引起的干擾。
另外，從光纖2出射的接收光22在出射時(shí)，由于光纖2端面的傾斜，向受光元件5一側(cè)(圖9的下方)折射。這樣，由于從發(fā)送區(qū)域出射的光的一部分也入射至接收光反射鏡7內(nèi)，因此能夠更提高接收效率。光纖2的端面傾斜角度β設(shè)定為光纖2的數(shù)值孔徑左右，通過這樣能夠有效減少遠(yuǎn)端反射。設(shè)NA為0.3的光纖2的傾斜角度β為80°時(shí)，遠(yuǎn)端反射減少為0.4％。
在使光纖2的端面為曲面時(shí)(圖10)，由于不需要像傾斜的情況那樣要決定光纖2相對(duì)于光通信模塊1的方向，因此能夠很容易地插拔光纖2。另外，通過使發(fā)送光21向光纖2的外圍部附近入射，能夠與使光纖2傾斜的情況相同，使反射光17向光纖2的外圍部方向反射，能夠有效減少因近端反射而引起的干擾。再由于從光纖2出射的接收光22的一部分，利用光纖2的球形端面進(jìn)行聚焦后出射，因此能夠提高接收效率。
另外，在光纖2的端面為傾斜面或球面時(shí)，入射至光纖2的發(fā)送光21由于端面形狀產(chǎn)生折射。為了提高發(fā)送光21與光纖2的耦合效率，必須減小折射的發(fā)送光21相對(duì)于光纖2的光軸的角度。為此，最好，如圖11所示，使棱鏡部11為反方向的傾斜面。所謂反方向的傾斜面的傾斜，是相對(duì)于垂直于光纖2的光軸的虛擬面，隨著遠(yuǎn)離上述光軸，越接近光纖2。
如上所述，通過使光纖2的端面為傾斜或曲面，能夠減少因遠(yuǎn)端反射而引起的干擾，同時(shí)能夠更提高接收效率。
下面說明防止電磁干擾的方法。
在圖1中，芯座13與受光元件5的接地電極連接。輔助支架12用Sic等絕緣體形成，發(fā)光元件4與受光元件5相互電氣隔離。另外，接收光反射鏡7及干擾防止部8與光學(xué)構(gòu)件10的下部電極16導(dǎo)通，利用電極16與芯座13電氣連接。即從發(fā)光元件4來看，受光元件5利用接收光反射鏡7、干擾防止部8及芯座13進(jìn)行屏蔽，通過這樣抑制電磁干擾。
接收光反射鏡7及干擾防止部8是從圖1的光學(xué)構(gòu)件10的下側(cè)通過蒸鍍鋁或金等反射率高、具有導(dǎo)電性的材料而形成。與此同時(shí)，形成電極16。由于接收光反射鏡7、干擾防止部8及電極16構(gòu)成光學(xué)構(gòu)件10的下部整個(gè)表面，因此不需要利用掩膜等形成圖形，而能夠采用簡單的方法來形成。
另外，發(fā)光元件4及監(jiān)控光電二極管14利用發(fā)送部分罩殼15覆蓋。發(fā)送部分罩殼15與光學(xué)構(gòu)件10及芯座13封接，將發(fā)光元件4與外氣隔開并密封。發(fā)送部分罩殼15還與芯座13電氣連接，還具有將發(fā)光元件4與外部電磁屏蔽的作用。另外，由于使用光學(xué)構(gòu)件10的一部分作為發(fā)光元件4的封接構(gòu)件的一部分(相當(dāng)于通常的玻璃罩殼)，因此能夠減少零部件數(shù)量，能夠降低零部件成本，同時(shí)還能夠簡化制造工序。
下面說明圖1所示的光通信模塊1的各構(gòu)成零部件。
作為光纖2，最好采用例如POF等的多模光纖。POF的纖芯用PMMA(PolyMethylMetha Acrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)或聚碳酸酯等透光性優(yōu)異的塑料構(gòu)成，包層用比上述纖芯的折射率低的塑料構(gòu)成。
采用這樣的光纖2，與石英光纖相比，由于容易將其纖芯的直徑增大為約200μm至約1mm，因此容易與光通信模塊1進(jìn)行耦合調(diào)整，能夠得到廉價(jià)的雙向通信鏈路3。如本實(shí)施形態(tài)所示，在將發(fā)送光21與接收光22相互進(jìn)行空間隔離時(shí)，光纖2的纖芯最好采用直徑為1mm左右的纖芯。
另外，也可以采用纖芯由石英玻璃構(gòu)成、包層用聚合物構(gòu)成的PCF，PCF與POF相比，其特征是價(jià)格雖然高，但傳輸損耗小，傳輸頻帶寬。因此，將PCF作為傳輸媒體，能夠得到可進(jìn)行長距離通信或更高速通信的雙向光通信鏈路3。當(dāng)然，也可以使用石英光纖。
作為發(fā)光元件4，可以采用半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管(LED)。作為發(fā)光元件4的波長，最好為能夠使得所使用的光纖2的傳輸損耗少的波長，并且是廉價(jià)的。例如，在采用POF作為光纖2時(shí)，可以采用DVD等有批量效應(yīng)的波長650nm的半導(dǎo)體激光器。另外，在發(fā)光元件4的后部配置監(jiān)控光電二極管14，利用上述監(jiān)控光電二極管14使發(fā)光元件4的光量保持一定。
作為受光元件5，采用將接收的調(diào)制光的強(qiáng)弱變換為電信號(hào)的、在發(fā)光元件4的波長區(qū)域靈敏度高的光電二極管，例如采用將硅作為材料的PIN光電二極管或雪崩光電二極管等。
圖12所示為光學(xué)構(gòu)件10的一個(gè)例子。光學(xué)構(gòu)件10是將PMMA或聚碳酸酯等塑料作為材料，利用注射成形等方法制成。然后，在形成接收光反射鏡7及干擾防止部8的反射面的一側(cè)，利用蒸鍍法等形成鋁或金等反射率高的金屬薄膜。接收光反射鏡7及干擾防止部8是通過從光學(xué)構(gòu)件10的下側(cè)蒸鍍上述金屬，可不利用掩膜等形成圖形，而能夠采用簡單的方法形成。
另外，在光學(xué)構(gòu)件10的下表面中的與芯座13接觸的表面上，形成電極16(圖12的背面)。電極16與接收光反射鏡7及干擾防止部8同時(shí)利用蒸鍍法等形成，至少其一部分與接收光反射鏡7及干擾防止部8連接(導(dǎo)通)。接收光反射鏡7及干擾防止部8最好連續(xù)形成。通過連續(xù)形成，在兩反射鏡之間不產(chǎn)生光耗損，接收效率提高，另外因內(nèi)散射光及對(duì)方模塊反射而引起的干擾也能夠有效減少。
再有，模具加工容易，能夠提高生產(chǎn)率。接收光反射鏡7采用旋轉(zhuǎn)橢圓體及球面等曲面的一部分，干擾防止部8采用將其截面(橢圓或圓)延長的形狀。通過采用這樣的形成，利用成型方法進(jìn)行制造容易，能夠得到適合批量生產(chǎn)的光通信模塊1。在光學(xué)構(gòu)件10上分別形成將發(fā)送光21聚焦后與光纖2耦合的發(fā)送透鏡6，使發(fā)送光21折射后入射至光纖2的棱鏡部11，以及未圖示的用于使發(fā)光元件4及受光元件5對(duì)準(zhǔn)位置的定位用凹凸部。
通過這樣，使一個(gè)光學(xué)構(gòu)件10具有多種功能，能夠大幅度減少構(gòu)成零部件，能夠降低裝配時(shí)的公差，因此能夠得到低成本，小型的光通信模塊1。
再有，在一個(gè)芯座13上能夠分別將發(fā)光元件4，受光元件5及光學(xué)構(gòu)件10與光纖2的光軸平行配置，不需要復(fù)雜的裝配工作，能夠減少工序數(shù)量。
如上所述，通過采用第1實(shí)施形態(tài)所示的光通信模塊1，由于能夠防止因近端反射、遠(yuǎn)端反射、對(duì)方模塊反射及散射光產(chǎn)生的內(nèi)散射光而引起的干擾，另外也能夠減少電磁干擾，因此能夠利用一條光纖2進(jìn)行全雙工方式的雙向光通信。
特別是，由于接受光反射鏡7及干擾防止部8的作用，接受效率高，因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾減少，因此能夠得到高的SN比。另外，通過使一個(gè)光學(xué)構(gòu)件10具有多種功能，能夠得到低成本、小型而且能夠簡單制成的光通信模塊1。
本實(shí)施形態(tài)是一個(gè)例子，但不限定于該結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于，是利用干擾防止部8減少對(duì)方模塊反射，例如采用透鏡等其它聚焦光學(xué)系統(tǒng)代替接收光反射鏡7，也能夠得到同樣的效果。
(第2實(shí)施形態(tài))下面根據(jù)圖13說明第2實(shí)施形態(tài)。這里，在該第2實(shí)施形態(tài)中，對(duì)于與第1實(shí)施形態(tài)中說明的部分具有相同功能的零部件，賦予與第1實(shí)施形態(tài)相同的零部件編號(hào)，并省略其說明。
在第1實(shí)施形態(tài)中，所示的是適合單芯全雙工通信的光通信模塊1的一個(gè)例子，而在本實(shí)施形態(tài)中所示的是適合單芯單向通信的光通信模塊1的一個(gè)例子。圖13所示為本實(shí)施形態(tài)的光通信模塊1的示意圖。在圖13中表示單芯單向通信中的接收側(cè)的光通信模塊1。
從未圖示的對(duì)方一側(cè)模塊發(fā)送的接收光22沿光纖2出射，其大部分利用接收光反射鏡(聚焦光學(xué)系統(tǒng))7反射，同時(shí)聚焦、并與受光元件5耦合。由受光元件5反射的接收部反射光19的大部分，利用干擾防止部8向不與光纖2耦合的方向反射，與光纖2不耦合。
在單芯單向通信中，雖不象單芯全雙工通信那樣，因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾直接使SN比降低，但由于返回對(duì)方一側(cè)模塊的發(fā)光元件，容易使振蕩狀態(tài)不穩(wěn)定，在發(fā)送光(接收光22)上疊加噪聲。為此，利用干擾防止部8使得接收部反射光19不與光纖2耦合，通過這樣能夠得到更穩(wěn)定的光通信鏈路。
下面說明接收光反射鏡7及干擾防止部8的配置。從光纖2出射的接收光22以光纖2的數(shù)值孔徑(NA)決定的發(fā)射角度(Sinθ＝NA)進(jìn)行發(fā)射。為了提高接收效率，必須這樣配置，使得從光纖2出射的接收光22的大部分照射接收光反射鏡7。
為此，只要這樣配置接收光反射鏡7，使得從光纖2以發(fā)射角度θ出射的光全部照射接收光反射鏡7即可。即設(shè)光纖2的出射點(diǎn)(光纖2的光軸中心)為原點(diǎn)(0，0，0)，設(shè)光纖2的光軸方向?yàn)閄方向，與X方向垂直的方向而且相互垂直的方向分別為Y方向及Z方向，則只要選擇接收光反射鏡7的形狀及配置，使得位于接收光反射鏡7的外周上的任意M點(diǎn)(Xm，Ym，Zm)始終滿足下式即可。
(Ym2+Zm2)1/2/Xm≥Tan(θ)＝Tan(ArcSin(NAp))然后，只要在其外周的任意位置配置干擾防止部8即可。干擾防止部8如圖13所示，相對(duì)于光纖2的光軸，使其隨著接近光纖2就接近上述光軸那樣產(chǎn)生傾斜，通過這樣能夠更有效的更進(jìn)一步可靠防止接收部反射光19返回光纖2。該傾斜角度γ若大于θ，則妨礙接收光22向接收光反射鏡7的照射，因此最好小于θ。
另外，也可以如圖14所示，將干擾防止部8不與接收光反射鏡7連續(xù)形成，例如在光通信模塊1的框架31上形成干擾防止部8。干擾防止部8采用光吸收率高的材料，吸收接收部反射光19，通過這樣能夠防止返回光纖2。該干擾防止部8作為框架31的一部分，通過這樣能夠減少光通信模塊1的構(gòu)成零部件。
如上所述，通過采用第2實(shí)施形態(tài)所示的光通信模塊1，能夠得到適合單芯單向通信，接受效率高，由接收部反射光19產(chǎn)生的返回光少而且穩(wěn)定的光通信鏈路。另外，本實(shí)施形態(tài)所示的光通信模塊1為一個(gè)例子，也可以改變其一部分而構(gòu)成。另外，還通過采用第1實(shí)施形態(tài)所示的構(gòu)成，也能夠適合單芯全雙工通信。
(第3實(shí)施形態(tài))下面根據(jù)圖15說明第3實(shí)施形態(tài)。這里，在該第3實(shí)施形態(tài)中，對(duì)于與第1及第2實(shí)施形態(tài)中說明的部分具有相同功能的零部件，賦予與第1及第2實(shí)施形態(tài)相同的零部件編號(hào)，并省略其說明。
本實(shí)施形態(tài)的光通信模塊1是與第1實(shí)施形態(tài)所示的光通信模塊1相同，是能夠適合單芯全雙工通信的光通信模塊。在本實(shí)施形態(tài)中采用的配置是，將用接收光反射鏡7聚焦的接收光22再用接收透鏡(第2聚焦光學(xué)系統(tǒng))24進(jìn)行聚焦，這樣更提高接收效率。
接收透鏡24是將受光元件5及配置在它附近的前置放大器25與進(jìn)行外氣密封的澆注部26一體形成。由于受光元件5及預(yù)置放大器25與外氣密封，因此能夠防止因時(shí)效劣化而引起的性能下降。另外，由于在澆注部26形成接收透鏡24，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
在接收光反射鏡7的配置干擾防止部8的相反一側(cè)，配置第2干擾防止部27。因接收部反射光而引起的干擾，根據(jù)與第1實(shí)施形態(tài)所示的相同的原理雖能夠防止，但由接受元件5反射的接收部反射光(未圖示)不是全部向干擾防止部8的方向反射，其一部分向不同的方向反射，其一部分向第2干擾防止部27照射。特別是有接收透鏡24的情況，很難將接收部反射光的方向集中在一個(gè)方向，容易增加向第2干擾防止部27一側(cè)反射而接收部反射光。
向第2干擾防止部27照射的接收部反射光是向與光纖2的方向不同的方向反射(或被吸收)。通過這樣，能夠防止對(duì)方模塊反射返回光纖2。
另外，在接受透鏡24反射的第2接收部反射光28也成為對(duì)方模塊反射的原因。由于第2接收部反射光28取決于接受透鏡24的形狀而發(fā)散反射，因此難以限定其方向。為此，除了干擾防止部8，再配置第2干擾防止部27，通過這樣能夠有效減少因第2接收部反射光28產(chǎn)生的對(duì)方模塊反射而引起的干擾。
另外，與第1實(shí)施形態(tài)所示那樣僅用干擾防止部8減少因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾的情況相比，還具有接收光反射鏡7及接收透鏡24的配置自由度增加，設(shè)計(jì)容易的效果。第2干擾防止部27相對(duì)于接收光反射鏡7，配置在圖15的右側(cè)(即沿著光纖2的光軸方向，其中夾著接收光反射鏡7的位置)。但也可以配置在低面方向的兩側(cè)(即相對(duì)于光纖2的光軸方向的兩側(cè))。
再有，第2干擾防止部27還具有電極16的作用。第2干擾防止部27的一部分與接收光反射鏡7及干擾防止部8導(dǎo)通，而且受光元件5及前置放大器25與接地電極29導(dǎo)通。另外，與第1實(shí)施形態(tài)所示的相同，第2干擾防止部27還由于將受光元件5與發(fā)光元件進(jìn)行光電隔離，因此具有防止因內(nèi)散射光引起的干擾及電或電磁干擾的作用。
發(fā)光元件4及輔助支架12配置在發(fā)送芯座30上。發(fā)送芯座20與光學(xué)構(gòu)件10的一部分位置對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行配置。發(fā)送芯座30與接收側(cè)的接地電極29電氣隔離。另外，發(fā)送芯座30還具有發(fā)光元件4進(jìn)行散熱的作用。
如上所述，通過采用第3實(shí)施形態(tài)所示的雙向光通信模塊1，同時(shí)采用聚光反射鏡及接收透鏡，能夠提高接受效率，同時(shí)容易防止對(duì)方模塊反射，內(nèi)散射光，近端反射，乃至電或電磁干擾，另外小型，廉價(jià)，能夠得到時(shí)效劣化少而且穩(wěn)定的性能。
本發(fā)明的光通信模塊，其特征在于，為了達(dá)到前述目的，在具有使光纖出射的光與受光元件耦合的接收光學(xué)部的光通信模塊中，該接收光學(xué)部具有將光纖出射的光的至少一部分導(dǎo)向受光元件的聚焦光學(xué)系統(tǒng)，以及配置在被光通信模塊的一個(gè)部分反射的模塊反射光的至少一部分所照射的位置上用來抑制該模塊反射光與所述光纖耦合的干擾抑制部。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于能夠利用聚焦光學(xué)系統(tǒng)高效率地將接收光導(dǎo)向受光元件，同時(shí)利用干擾抑制部抑制模塊反射光再與光纖耦合，因此能夠減少返回光對(duì)對(duì)方的光通信模塊產(chǎn)生的不良影響，能夠得到穩(wěn)定性能的光通信鏈路。
在上述光通信模塊中還可以是，所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)為反射鏡，將光纖出射的光進(jìn)行反射，導(dǎo)向受光元件。
根據(jù)上述構(gòu)成，利用反射鏡改變方向，通過這樣，能夠任意選擇光通信模塊的光學(xué)系統(tǒng)配置，能夠提高設(shè)計(jì)自由度。
在上述光通信模塊中還可以是，所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)為曲面，將光纖出射的光進(jìn)行聚焦，導(dǎo)向所述受光元件。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠更高效率地使光纖出射的接收光與受光元件耦合。
在上述光通信模塊中還可以是，所述干擾抑制部為光吸收體，通過吸收所述模塊反射光，抑制與所述光纖耦合。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過吸收模塊反射光，能夠有效抑制返回光纖。
在上述光通信模塊中還可以是，所述干擾抑制部為反射鏡，通過將所述模塊反射光進(jìn)行反射，抑制與所述光纖耦合。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過使模塊反射光向與光纖配置的不同方向反射，能夠抑制返回光纖，同時(shí)還能夠使照射干擾抑制部的接收光也與受光元件耦合，能夠提高接受效率。能夠同時(shí)形成聚焦光學(xué)系統(tǒng)及干擾抑制部的反射鏡，能夠降低成本。
在上述光通信模塊中還可以是，所述干擾抑制部具有與所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)不同的曲率。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過任意選擇干擾抑制部的曲率，在干擾抑制部反射的模塊反射光能夠更難以返回光纖。另外，根據(jù)上述構(gòu)成，容易確保發(fā)送區(qū)域，能夠適合單芯雙向通信。
在上述光通信模塊中還希望是，使所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)及干擾抑制部連續(xù)配置。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠減少在聚焦光學(xué)系統(tǒng)與干擾抑制部之間產(chǎn)生的光耗損，能夠提高接受效率，另外還能夠有效減少因內(nèi)散射光及對(duì)方模塊反射而引起的干擾。再有，模具加工容易，能夠提高生產(chǎn)效率。
在上述光通信模塊中還可以是，將所述受光元件的受光部分中心及所述干擾抑制部配置在比所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)與所述光纖的光軸延長線的交點(diǎn)更處于所述光纖一側(cè)。
根據(jù)上述構(gòu)成，接收光反射光能夠從聚焦光學(xué)系統(tǒng)向光纖一側(cè)依次反射，能夠有效抑制因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾。
在上述光通信模塊中還可以是，將所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)與所述光纖的光軸延長線的交點(diǎn)配置在比所述受光元件的受光部分中心及所述干擾抑制部更靠所述光纖的一側(cè)。
根據(jù)上述構(gòu)成，模塊反射光能夠從聚焦光學(xué)系統(tǒng)向光纖的相反一側(cè)依次反射，能夠有效地抑制因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾。
在上述光通信模塊中還可以是，將所述干擾抑制部配置在所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)的所述光纖一側(cè)及其相反一側(cè)的兩側(cè)。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠更有效地抑制對(duì)方模塊反射返回光纖。特別是由于在配置透鏡作為第2光學(xué)系統(tǒng)的情況，能夠抑制產(chǎn)生的第2模塊反射光，因此同時(shí)采用透鏡及聚焦光學(xué)系統(tǒng)，能夠力圖提高接受效率。另外，聚焦光學(xué)系統(tǒng)及透鏡的配置自由度增加，設(shè)計(jì)容易。
在上述光通信模塊中還可以是，所述干擾抑制部采用使所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)的截面部分延長的形狀。根據(jù)上述構(gòu)成，模具的加工容易，適合批量生產(chǎn)。
在上述光通信模塊中還可以是，用所述干擾抑制部使所述光纖出射的光的至少一部分反射，使其導(dǎo)向所述受光元件。
根據(jù)上述構(gòu)成，使干擾抑制部也有助于接收，通過這樣能夠更提高接受效率。
在上述光通信模塊中還可以是，用所述干擾抑制部使所述光纖出射的光的至少一部分反射，使其導(dǎo)向所述受光元件。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過同時(shí)采用兩個(gè)聚焦光學(xué)系統(tǒng)，能夠力圖提高接受效率。另外，各聚焦光學(xué)系統(tǒng)的配置自由度增加，設(shè)計(jì)容易。
在上述光通信模塊中還可以是，所述第2聚焦光學(xué)系統(tǒng)與將受光元件相對(duì)與外氣進(jìn)行封裝的澆注部一體形成。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于受光元件相對(duì)于外氣進(jìn)行封裝，因此時(shí)效劣化減少。另外，由于第2光學(xué)系統(tǒng)與澆注部一體形成，因此能夠?qū)崿F(xiàn)光通信模塊的小型化。
上述光通信模塊還最好是，設(shè)所述光纖端面的中心部分為原點(diǎn)(0，0，0)，設(shè)光纖的光軸為X方向，其垂直方向?yàn)閅方向及Z方向，將所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)的外周上的任意位置即一點(diǎn)用(Xm，Ym，Zm)表示，在設(shè)光纖的數(shù)值為NAp時(shí)，始終滿足(Ym2+Zm2)1/2/Xm≥Tan(ArcSin(NAp))。
根據(jù)上述構(gòu)成，通過滿足上式，能夠使光纖出射的接收光的大部分向聚焦光學(xué)系統(tǒng)照射，能夠提高接受效率。
本發(fā)明的單芯雙向光通信模塊，其特征在于，為了達(dá)到前述目的，是用于利用一條光纖進(jìn)行光信號(hào)收發(fā)的光通信鏈路的單芯雙向光通信模塊，具有生成發(fā)送光的發(fā)光元件、接受從光纖出射的光的受光元件、使發(fā)光元件出射的光與光纖耦合的發(fā)送光學(xué)部、以及使光纖出射的光與受光元件耦合的接收光學(xué)部，該接收光學(xué)部具有上述任一項(xiàng)所述的構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于具有本發(fā)明的接收光學(xué)單元，因此能夠適合單芯全雙工通信，能夠得到接受效率高，因?qū)Ψ侥K反射而引起的干擾少的光通信鏈路。
在上述單芯雙向光通信模塊中還可以是，利用所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)或所述干擾抑制部的至少一部分將所述發(fā)光元件與所述受光元件進(jìn)行光分離，抑制所述發(fā)送光及由于所述光纖進(jìn)行反射的發(fā)送光與所述受光元件耦合。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠抑制因近端反射或內(nèi)散射光而引起的干擾，即使在單芯雙全工通信中，也能夠得到高的SN比。另外，由于發(fā)送部分與接受部分光隔離。因此能夠不考慮兩者光干擾的影響，決定發(fā)送部分及接受部分的配置，能夠增加光通信鏈路中的設(shè)計(jì)自由度。
在上述單芯雙向光通信模塊中還可以是，所述發(fā)送光學(xué)部與所述接收光學(xué)部一體形成。
根據(jù)上述構(gòu)成，能夠得到小型，生產(chǎn)率高而且成本低的單芯雙向光通信模塊。
在上述單芯雙向光通信模塊中還可以是，至少所述發(fā)送光光學(xué)系統(tǒng)或所述干擾抑制部的任意之一與所述受光元件的電極電氣連接。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于利用聚焦光學(xué)系統(tǒng)或干擾抑制部將受光元件與發(fā)光元件進(jìn)行電屏蔽，因此能夠在光通信鏈路中抑制因電或電磁噪聲而引起的干擾。
在發(fā)明的詳細(xì)說明項(xiàng)中所述的實(shí)施形態(tài)或?qū)嵤├冀K是為闡明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，不應(yīng)該狹義地解釋為僅限定于那樣的具體例子，在本發(fā)明的精神及下述的權(quán)利要求項(xiàng)的范圍內(nèi)，是可以進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.光通信模塊，其特征在于，具有光纖，將所述光纖出射的光變換為電信號(hào)用的受光元件，以及使所述光纖出射的光與所述受光元件耦合的接收光學(xué)部，所述接收光學(xué)部具有將光纖出射的光的至少一部分導(dǎo)向受光元件的聚焦光學(xué)系統(tǒng)，以及配置在被光通信模塊的一部分反射的模塊反射光的至少一部分所照射的位置上用來抑制所述模塊反射光與所述光纖耦合的干擾抑制部。
2.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)為反射鏡，用于反射光纖出射的光并導(dǎo)向受光元件。
3.如權(quán)利要求2所述的光通信模塊，其特征在于，所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)為曲面形狀，用于將光纖出射的光進(jìn)行反射同時(shí)聚焦并導(dǎo)向所述受光元件。
4.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，所述干擾抑制部為光吸收體，通過吸收所述模塊反射光，抑制與所述光纖耦合。
5.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，所述干擾抑制部為反射鏡，通過將所述模塊反射進(jìn)行反射，抑制與所述光纖耦合。
6.如權(quán)利要求5所述的光通信模塊，其特征在于，所述干擾抑制部具有與所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)不同的曲率。
7.如權(quán)利要求5所述的光通信模塊，其特征在于，所述干擾抑制部使所述光纖出射的光的至少一部分反射，導(dǎo)向所述受光元件。
8.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)與干擾抑制部互相連續(xù)配置。
9.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，將所述受光元件的受光部分的中心與所述干擾抑制部配置在比所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)與所述光纖的光軸延長線的交點(diǎn)更靠所述光纖的一側(cè)。
10.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，將所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)與所述光纖的光軸延長線的交點(diǎn)配置在比所述受光元件的受光部分的中心及所述干擾抑制部更靠所述光纖的一側(cè)。
11.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，所述干擾抑制部分別配置在沿所述光纖的光軸且夾著所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)的兩側(cè)。
12.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，所述干擾抑制部具有將所述光纖的光軸方向的所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)的端部沿所述光纖的光軸方向延長的形狀。
13.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，在所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)與所述受光元件之間配置第2聚焦光學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)在被該第2聚焦光學(xué)系統(tǒng)反射的第2模塊反射光的至少一部分所照射的位置上，配置所述干擾抑制部。
14.如權(quán)利要求13所述的光通信模塊，其特征在于，所述第2聚焦光學(xué)系統(tǒng)與將受光元件相對(duì)于外氣進(jìn)行封裝的澆注部一體形成。
15.如權(quán)利要求1所述的光通信模塊，其特征在于，設(shè)所述光纖端面的中心部分為原點(diǎn)(0，0，0)，設(shè)光纖的光軸為X方向，其垂直方向?yàn)閅方向及Z方向，將所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)的外周上的任意位置即一點(diǎn)用(Xm，Ym，Zm)表示，在設(shè)光纖的數(shù)值孔徑為NAp時(shí)，設(shè)定所述該聚焦光學(xué)系統(tǒng)，使得滿足(Ym2+Zm2)1/2/Xm≥Tan(ArcSin(NAp))。
16.一種單芯雙向光通信模塊，是用于利用一條光纖進(jìn)行光信號(hào)收發(fā)的光通信鏈路的單芯雙向光通信模塊，其特征在于，具有生成發(fā)送光的發(fā)光元件，接收從光纖出射的光的受光元件，使發(fā)光元件出射的光與光纖耦合的發(fā)送光學(xué)部，以及使光纖出射的光與受光元件耦合的接收光學(xué)部，所述接收光學(xué)部具有將光纖出射的光的至少一部分導(dǎo)向受光元件的聚焦光學(xué)系統(tǒng)，以及配置在被光通信模塊的一部分反射的模塊反射光的至少一部分所照射的位置上的用來抑制所述模塊反射光與所述光纖耦合的干擾抑制部。
17.如權(quán)利要求16所述的單芯雙向光通信模塊，其特征在于，利用所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)或所述干擾抑制部中的至少之一，將所述發(fā)光元件與所述受光元件進(jìn)行光學(xué)分離，抑制所述發(fā)送光及被所述光纖反射的發(fā)送光與所述受光元件耦合。
18.如權(quán)利要求16所述的單芯雙向光通信模塊，其特征在于，所述發(fā)送光學(xué)部與所述接收光學(xué)部一體形成。
19.如權(quán)利要求16所述的單芯雙向光通信模塊，其特征在于，所述聚焦光學(xué)系統(tǒng)或所述干擾抑制部中的至少之一，與所述受光元件的電極電氣連接。
全文摘要
本發(fā)明的光通信模塊具有光纖、將所述光纖出射的光變換為電信號(hào)用的受光元件、以及使所述光纖出射的光與所述受光元件耦合的接收光學(xué)部，所述接收光學(xué)部具有將光纖出射的光的至少一部分導(dǎo)向受光元件的聚焦光學(xué)系統(tǒng)、以及配置在被光通信模塊的一部分反射的模塊反射光的至少一部分所照射的位置上用來抑制所述模塊反射光與所述光纖耦合的干擾抑制部。所述光通信模塊及采用它的單芯雙向光通信模塊能夠用一條光纖進(jìn)行全雙工方式的通信，SN比高，價(jià)廉而且小型。
文檔編號(hào)H01L31/0232GK1433163SQ0310275
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
發(fā)明者藤田英明, 石井賴成, 田村壽宏 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社