專利名稱：光發(fā)送接收模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光發(fā)送接收模塊，其使用光纖，搭載于向加入者提供最大傳輸速度IG比特/秒的因特網(wǎng)服務(wù)的GE-PON(Gigabit Ethernet (注冊商標(biāo))-Passive Optical Network System)的加入者側(cè)光線路終端裝置(0NU Optical Network Unit)內(nèi)，并執(zhí)行將光信號變換為電信號的處理和將電信號變換為光信號的處理。
背景技術(shù)：
GE-PON系統(tǒng)由設(shè)置在中心站的站側(cè)光線路終端裝置(OLT =Optical Line Terminal)、使傳輸路徑最大分支成32條的光分支器、和設(shè)置在加入者屋內(nèi)的加入者側(cè)光線路終端裝置構(gòu)成。給從站側(cè)光線路終端裝置傳輸?shù)郊尤胝邆?cè)光線路終端裝置的下行數(shù)據(jù)/聲音信號分配1490nm的波長，給下行模擬視頻信號分配1550nm的波長。另一方面，給從加入者側(cè)光線路終端裝置傳輸?shù)秸緜?cè)光線路終端裝置的上行數(shù)據(jù)信號分配1310nm的波長。這樣，GE-PON系統(tǒng)使用分配多個波長的波長多路復(fù)用方式(WDM =Wave 1 ength Division Multiplexing)來進(jìn)行單芯雙向光通信。但是，在GE-PON系統(tǒng)中，有必要在下行數(shù)據(jù)/聲音信號的光波長及模擬視頻信號的光波長頻帶中設(shè)置防護(hù)波段。即，為了避免發(fā)送接收這些光波長的頻帶以外的光波長，加入者側(cè)光線路終端裝置有必要使用設(shè)置防護(hù)波段的光發(fā)送接收模塊。如上所述，雖然加入者側(cè)光線路終端裝置有必要使用設(shè)置防護(hù)波段的光發(fā)送接收模塊，但是，例如在專利文獻(xiàn)1中公開的發(fā)送接收模塊中，通過使用WDM濾波器，分離多路復(fù)用多個波長的光信號，實現(xiàn)單芯雙向光通信。但是，在該發(fā)送接收模塊中，僅單單通過在WDM 濾波器與光纖之間連接透鏡耦合光學(xué)元件，不能適用于設(shè)置有鄰接于下行數(shù)據(jù)/聲音信號的光波長及模擬視頻信號的光波長附近的防護(hù)波段的GE-PON系統(tǒng)。這里，圖14是表示專利文獻(xiàn)1中公開的接收模塊的基于擴(kuò)散光(發(fā)散光)的濾波器特性的說明圖。圖14中的矩形部分含義為標(biāo)準(zhǔn)格式。從圖14可知，在使擴(kuò)散光入射到位于加入者側(cè)光線路終端裝置內(nèi)的光發(fā)送接收模塊內(nèi)部的窄帶濾波器的情況下，光發(fā)送接收模塊的擴(kuò)散光穿越防護(hù)波段(波帶λ -α)。這里，在防護(hù)波段與數(shù)據(jù)/聲音信號的光波長或模擬視頻信號的光波長鄰接的情況下，由于依賴于入射光相對該窄帶濾波器的角度，窄帶濾波器的濾波器特性進(jìn)行變化，所以有必要保持窄帶濾波器的濾波器特性，確保傳輸品質(zhì)。為了保持窄帶濾波器的濾波器特性，確保傳輸品質(zhì)，只要設(shè)置把從光纖輸出的擴(kuò)散光變換為平行光(準(zhǔn)直光)的準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備等，調(diào)整入射光相對窄帶濾波器的角度即可。例如，專利文獻(xiàn)2中公開了設(shè)置有窄帶濾波器和準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備的發(fā)送接收模塊。這里，圖15是表示專利文獻(xiàn)2中公開的發(fā)送接收模塊基于平行光的濾波器特性的說明圖。圖15中的矩形部分含義為標(biāo)準(zhǔn)格式。
從圖15可知，設(shè)置波帶(λ 1-α)、λ 1、(λ l+α)的防護(hù)波段，能避免發(fā)送接收不需要的光波長。另外，專利文獻(xiàn)3中作為低反射且40dB以上的高透過損耗的波長濾波器公開了使傾斜光纖光柵與非傾斜光纖光柵組合后的結(jié)構(gòu)。僅由傾斜光柵不易獲得低反射且40dB以上的高透過損耗的特性，但通過使具有20dB左右的透過損耗的傾斜和非傾斜光纖光柵組合，則能獲得低反射且40dB以上的高透過損耗的特性。到目前為止還未報告過使用這種光纖式波長濾波器的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)1 日本特表2003-5M789號公報(圖加)
專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-260220號公報(段號
，
，圖4) 專利文獻(xiàn)3 日本特許第3612780號。由于現(xiàn)有的光發(fā)送接收模塊如上所述構(gòu)成，所以若設(shè)置準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備，則能保持窄帶濾波器的濾波器特性，確保傳輸品質(zhì)。但是，部件個數(shù)隨設(shè)置準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備而增多。因此，存在難以小型化且部件成本也變高等的課題。另外，現(xiàn)有的使用了光纖光柵的波長濾波器，當(dāng)為了在傾斜光纖光柵獲得20dB左右的高透過損耗而增強(qiáng)曝光強(qiáng)度，則容易產(chǎn)生布拉格反射波帶或損耗波帶下的殘留反射， 存在會損害低反射特性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述課題而做出，其目的在于提供一種光發(fā)送接收模塊，不設(shè)置準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備或窄帶濾波器，就能確保傳輸品質(zhì)。本發(fā)明的光發(fā)送接收模塊，作為在將由濾波分離多路復(fù)用單元透過的第1波帶的光信號傳輸?shù)秸緜?cè)的同時，將從站側(cè)發(fā)送來的第2及第3波帶的光信號傳輸?shù)讲ㄩL分離多路復(fù)用單元的光纖，使用帶光柵光纖，該帶光柵光纖阻止第1、第2及第3波帶以外的頻帶的光信號的透過，并具有窄帶濾波器的功能。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，由于構(gòu)成為，作為在將由濾波分離多路復(fù)用單元透過的第1波帶的光信號傳輸?shù)秸緜?cè)的同時，將從站側(cè)發(fā)送來的第2及第3波帶的光信號傳輸?shù)讲ㄩL分離多路復(fù)用單元的光纖，使用帶光柵光纖，該帶光柵光纖阻止第1、第2及第3波帶以外的頻帶的光信號的透過，并具有窄帶濾波器的功能，所以不必設(shè)置準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備或窄帶濾波器，就能確保傳輸品質(zhì)，其結(jié)果，具有能實現(xiàn)小型化及部件成本降低的效果。


圖1是表示根據(jù)實施方式1的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是表示光纖光柵特性的說明圖。圖3是表示根據(jù)實施方式2的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4是表示根據(jù)實施方式3的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖5是表示根據(jù)實施方式4的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖6是表示根據(jù)實施方式5的光發(fā)送接收模塊用光纖光柵的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖7是表示根據(jù)實施方式5的傾斜光纖光柵的頻譜測定例的曲線。圖8是表示根據(jù)實施方式5的傾斜光纖光柵的頻譜計算例的曲線。
圖9是表示根據(jù)實施方式5的改變了雜散光(stray light)衰減用的光纖部長度的情況下的傾斜光纖光柵的透過損耗的測定結(jié)果的曲線。圖10是表示根據(jù)實施方式6的光發(fā)送接收模塊用光纖光柵的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖11是表示根據(jù)實施方式6的傾斜光纖光柵的頻譜計算例的曲線。圖12是表示根據(jù)實施方式7的光發(fā)送接收模塊用光纖光柵的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖13是表示根據(jù)實施方式8的光發(fā)送接收模塊用光纖光柵的制造方法的說明圖。圖14是表示現(xiàn)有的發(fā)送接收模塊的基于擴(kuò)散光的濾波器特性的說明圖。圖15是表示現(xiàn)有的發(fā)送接收模塊的基于平行光的濾波器特性的說明圖。
具體實施例方式<實施方式1>
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖1所示的光發(fā)送接收模塊安裝在加入者側(cè)光線路終端裝置上。圖1中，發(fā)送模塊1是如下模塊，將作為上行數(shù)據(jù)信號的電信號變換為1310nm波長的光信號(第1波帶中包含的光信號)，并將該光波長輸出到WDM濾波器4。接收模塊2是如下第1接收模塊，若從WDM濾波器4接收作為下行數(shù)據(jù)/聲音信號的1490nm波長的光信號(第2波帶中包含的光信號)，則將該光信號變換為電信號。接收模塊3是如下第2接收模塊，若從WDM濾波器5接收作為下行模擬視頻信號的1550nm波長的光信號(第3波帶中包含的光信號)，則將該光信號變換為電信號。圖1中，示出由發(fā)送模塊1發(fā)送的第1波帶的光信號為1310nm的光信號，由接收模塊2接收的第2波帶的光信號為1490nm的光信號，由接收模塊3接收的第3波帶的光信號為1550nm的光信號的實例，但這不過是一例，不用說第1、第2及第3波帶也可以是其他波帶。WDM濾波器4是如下第1波長分離多路復(fù)用濾波器，使從發(fā)送模塊1輸出的波長 1310nm的光信號透過WDM濾波器5側(cè)，另一方面，使透過WDM濾波器5來的波長1490nm的光信號反射到接收模塊2偵U。WDM濾波器5是如下第2波長分離多路復(fù)用濾波器，在使透過WDM濾波器4來的波長1310nm的光信號透過光纖套圈6側(cè)的同時，使從光纖套圈6輸出的波長1490nm的光信號透過WDM濾波器4側(cè)，另一方面，使從光纖套圈6輸出的波長1550nm的光信號反射到接收模塊3側(cè)。由WDM濾波器4、5構(gòu)成波長分離多路復(fù)用單元。光纖套圈6是用于容納帶光柵光纖7的容納部件，圖中，設(shè)置在WDM濾波器5的右側(cè)鄰近。帶光柵光纖7是如下光纖，傳輸透過WDM濾波器5來的波長1310nm的光信號，并輸出到連接器8側(cè)，另一方面，傳輸從連接器8側(cè)入射的波長1490nm、1550nm的光信號(從站側(cè)發(fā)送的光信號)，并輸出到WDM濾波器5側(cè)。該帶光柵光纖7具有以下功能，即，阻止包含波長1310nm的窄帶(第1波帶)、包含波長1490nm的窄帶(第2波帶)及包含波長 1550nm的窄帶(第3波帶)以外的頻帶的光信號透過的窄帶濾波器的功能。連接器8是連接帶光柵光纖7的一端、且連接單一模式光纖一端的連接部件。單一模式光纖的另一端與站側(cè)光線路終端裝置連接。
下面，說明根據(jù)實施方式1的光發(fā)送接收模塊的動作。首先，說明加入者側(cè)光線路終端裝置內(nèi)的光發(fā)送接收模塊將上行數(shù)據(jù)信號發(fā)送給站側(cè)光線路終端裝置的動作。當(dāng)接收到作為上行數(shù)據(jù)信號的電信號時，發(fā)送模塊1將該電信號變換為1310nm波長的光信號，將該光信號輸出到WDM濾波器4。當(dāng)從發(fā)送模塊1接收到波長1310nm的光信號時，WDM濾波器4使波長1310nm的光信號透過WDM濾波器5側(cè)。 WDM濾波器5使透過WDM濾波器4來的波長1310nm的光信號透過光纖套圈6側(cè)。由此，通過將波長1310nm的光信號入射到光纖套圈6，使波長1310nm的光信號在帶光柵光纖7中傳輸，并從連接器8射出到單一模式光纖。其次，說明加入者側(cè)光線路終端裝置內(nèi)的光發(fā)送接收模塊從站側(cè)光線路終端裝置接收下行數(shù)據(jù)/聲音信號及模擬視頻信號的動作。從站側(cè)光線路終端裝置發(fā)送的作為下行數(shù)據(jù)/聲音信號的波長1490nm的光信號和作為下行模擬視頻信號的波長1550nm的光信號，在單一模式光纖中傳輸，并從連接器8 入射。由此，波長1490nm、1550nm的光信號在帶光柵光纖7中傳輸，從光纖套圈6射出到 WDM濾波器5。當(dāng)從光纖套圈6接收到波長1490nm、1550nm的光信號時，WDM濾波器5將波長 1490nm的光信號和波長1550nm的光信號進(jìn)行分離，使波長1490nm的光信號透過WDM濾波器4側(cè)，另一方面，使波長1550nm的光信號反射到接收模塊3側(cè)。當(dāng)從WDM濾波器5接收到波長1550nm的光信號時，接收模塊3將波長1550nm的光信號變換為電信號，并輸出作為電信號的下行模擬視頻信號。WDM濾波器4使透過WDM濾波器5來的波長1490nm的光信號反射到接收模塊2 側(cè)。當(dāng)從WDM濾波器4接收到波長1490nm的光信號時，接收模塊2將波長1490nm的
光信號變換為電信號，并輸出作為電信號的下行數(shù)據(jù)/聲音信號。這里，當(dāng)光纖被紫外線照射時，帶光柵光纖7是利用折射率上升的光感應(yīng)折射率變化的光纖。S卩，當(dāng)光纖被紫外線照射時，帶光柵光纖7在光纖的芯或包覆層中形成衍射柵格， 周期性的折射率變化。由此，帶光柵光纖7由于僅能使對應(yīng)于該周期的特定的光波長反射，所以用作具有光濾波器(窄帶濾波器)功能的光纖型器件。另外，帶光柵光纖7由于能在光纖中非破壞地直接形成衍射柵格，所以可低成本制造。另外，由于也能容易地使中心波長、頻帶寬度、反射率等光學(xué)特性變化，所以具有獲得低損耗、小型化、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。安裝在圖1的光發(fā)送接收模塊中的帶光柵光纖7具有窄帶濾波器的功能，S卩，使包含波長1310nm的窄帶的光信號、包含波長1490nm的窄帶的光信號及包含波長1550nm的窄帶的光信號透過，但使上述3個窄帶以外的頻帶的光信號衰減。因此，沒有必要如現(xiàn)有的光發(fā)送接收模塊那樣在內(nèi)部配置窄帶濾波器。由此，由于無須使光波長從發(fā)散光變換為準(zhǔn)直光，所以沒有必要如現(xiàn)有的光發(fā)送接收模塊那樣配置準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備。另外，帶光柵光纖7通過使包含波長1310nm的窄帶、包含波長1490nm的窄帶及包含波長1550nm的窄帶以外的頻帶的光信號從光纖內(nèi)的芯能量擴(kuò)散到包覆層，可確保反射
衰減量。這里，圖2是表示光纖光柵特性的說明圖。從圖2可知，在不設(shè)置窄帶濾波器及準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備、設(shè)置波帶(λ -α)、λ 、(λ +α)的防護(hù)波段的GE-PON系統(tǒng)中，能避免不需要的光波長的發(fā)送接收。圖2中的矩形部分含義為標(biāo)準(zhǔn)格式。從以上可知，根據(jù)該實施方式1，構(gòu)成為使用帶光柵光纖7作為在將透過WDM濾波器4、5來的波長1310nm的光信號傳輸?shù)秸緜?cè)的同時，將從站側(cè)發(fā)送的波長1490nm、1550nm 的光信號傳輸?shù)絎DM濾波器5側(cè)的光纖，具有阻止(使反射)包含波長1310nm的窄帶、包含波長1490nm的窄帶及包含波長1550nm的窄帶以外的頻帶的光信號透過的窄帶濾波器功能。因此，不設(shè)置窄帶濾波器及準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備，就能確保傳輸品質(zhì)，其結(jié)果，實現(xiàn)了小型化及部件成本降低的效果。<實施方式2>
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式2的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖3中，與實施方式1中說明的圖1相同的符號表示相同或相當(dāng)部分，所以適當(dāng)省略說明。帶光柵光纖套圈9是容納與圖1的帶光柵光纖7中的光柵部分相當(dāng)?shù)牟糠值墓饫w套圈。光纖10的一端與容納于帶光柵光纖套圈9中的帶光柵光纖連接，傳輸透過WDM濾波器5來的波長1310nm的光信號，并輸出到連接器8側(cè)，另一方面，傳輸從連接器8側(cè)入射的波長1490nm、1550nm的光信號(從站側(cè)發(fā)送的光信號)，并輸出到WDM濾波器5側(cè)。在上述實施方式1中，示出了在光纖套圈6與連接器8之間連接帶光柵光纖7的例子，而實施方式2中隨著折射率的變化，使該帶光柵光纖7的光柵長度薄長方形化，由此將光柵部分容納于光纖套圈6內(nèi)。具體如下。圖3的帶光柵光纖套圈9著眼于，當(dāng)將折射率變化量設(shè)為η倍時，能將光柵長度細(xì)長化到1/η2，使光柵形成于光纖套圈內(nèi)的光纖的芯。由此，由于能削減光纖冗余處理的區(qū)域，S卩，由于能縮短光纖10的長度，所以可實現(xiàn)加入者側(cè)光線路終端裝置的省空間化。另外，通過將光纖長度細(xì)長化，可實現(xiàn)直接材料成本降低。因此，實施方式2的光發(fā)送接收模塊比實施方式1的光發(fā)送接收模塊相比，進(jìn)一步實現(xiàn)了小型化及部件成本降低的效果。<實施方式3>
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式3的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4中，與圖 1及圖3相同的符號表示相同或相當(dāng)部分，所以適當(dāng)省略說明。帶光柵連接器11是容納與圖1的帶光柵光纖7中的光柵部分相當(dāng)?shù)牟糠值倪B接器。在實施方式1的光發(fā)送接收模塊中，示出了在光纖套圈6與連接器8之間連接帶光柵光纖7，而實施方式3中隨著折射率的變化，使該帶光柵光纖7的光柵長度細(xì)長化，由此，將帶光柵光纖7的光柵部分容納于連接器8內(nèi)。具體如下。
圖4的帶光柵連接器11著眼于，當(dāng)折射率變化量設(shè)為η倍時，能將光柵長度細(xì)長化到1/η2，使光柵形成于連接器11內(nèi)的光纖的芯，設(shè)置光柵部分。由此，由于能削減光纖冗余處理的區(qū)域，所以可實現(xiàn)加入者側(cè)光線路終端裝置的省空間化。另外，通過將光纖長度細(xì)長化，能實現(xiàn)直接材料成本降低。因此，實施方式3的光發(fā)送接收模塊與實施方式1的光發(fā)送接收模塊相比，進(jìn)一步實現(xiàn)了小型化及部件成本降低的效果。<實施方式4>
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式4的光發(fā)送接收模塊的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖5中，與圖 1相同的符號表示相同或相當(dāng)部分，所以適當(dāng)省略說明。帶光柵插座12是設(shè)置在圖中WDM濾波器5的右側(cè)鄰近，并與單一模式光纖的一端連接，且具有與光模塊的光軸調(diào)整功能及與外部連接器的連接機(jī)構(gòu)的光模塊部件。帶光柵插座12容納與圖1的帶光柵光纖7中的光柵部分相當(dāng)?shù)牟糠?。在實施方?中，示出了在光纖套圈6與連接器8之間連接帶光柵光纖7，而實施方式4中隨著折射率的變化，使該帶光柵光纖7的光柵長度細(xì)長化，由此，將帶光柵光纖7 容納于插座內(nèi)。具體如下。圖5的帶光柵插座12著眼于，當(dāng)將折射率變化量設(shè)為η倍時，能將光柵長度細(xì)長化到1/η2，使光柵形成于插座內(nèi)的光纖的芯。由此，由于能削減光纖冗余處理的區(qū)域，所以可實現(xiàn)加入者側(cè)光線路終端裝置的省空間化。另外，通過將光纖長度細(xì)長化，能實現(xiàn)直接材料成本降低。因此，實施方式4的光發(fā)送接收模塊與實施方式1的光發(fā)送接收模塊相比，進(jìn)一步實現(xiàn)了小型化及部件成本降低的效果。<實施方式5>
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式5的光發(fā)送接收模塊用光纖光柵的結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖6所示，圓心狀地覆蓋芯13來設(shè)置包覆層14，芯13具有傾斜光纖光柵部15 和雜散光衰減用光纖部16。在實施方式5中，作為波長濾波器使用傾斜光纖光柵。下面，首先說明傾斜光纖光柵部15的制作方法。光纖光柵利用對光纖的紫外光曝光來制作。作為使用的光纖，最好是， 與從外部(連接器8側(cè)(參照圖1)，透過光的入射側(cè))連接到光發(fā)送接收模塊的光纖在芯直徑或數(shù)值孔徑等光學(xué)特性上具有互換性的機(jī)型。若光學(xué)上無互換性，則在經(jīng)光纖連接器等連接光發(fā)送接收模塊與外部光纖的情況下，產(chǎn)生連接損耗，成為信號惡化的原因。在本實施方式中，使用添加Ge與B (硼)以提高曝光感度的所謂光敏光纖，而不使用光通信中使用的石英玻璃系光纖(由石英玻璃包覆層與添加Ge(鍺)的芯構(gòu)成)。具體地，使用包覆層同樣是石英玻璃、向芯添加Ge與B、將模式場(mode field)直徑、數(shù)值孔徑和包覆層直徑設(shè)為與外部的單一模式光纖同樣標(biāo)準(zhǔn)的光纖，模式場直徑約為ΙΟμπι，數(shù)值孔徑約為0. 13，包覆層直徑為125 μ m。在光纖光柵曝光前，為了提高曝光感度，在高壓氫氣(100氣壓)氣氛氣中，進(jìn)行2 周的處理后，照射Nd-YAG激光(輸出200mW、波長沈6歷)，來形成光柵。曝光用的激光也可使用激元激光。照射紫外光的部分在去除光纖的覆蓋后，包覆層露出，接近相位掩膜的狀態(tài)進(jìn)行曝光。
相位掩膜被設(shè)置成，以使波長1. 55 μ m頻帶變?yōu)椴祭癫ㄩL的方式周期被調(diào)整， 并且掩膜的周期構(gòu)造相對光纖的長方向的垂直線以角度θ (參照圖6)傾斜。θ規(guī)定為在大于-90°、小于90°的范圍內(nèi)。在傾斜光纖光柵部15中，比布拉格波長短的波長側(cè)，產(chǎn)生稱為包覆層模式的透過損耗。在周期均勻的光柵中，包覆層模式損耗形成周期性的梳子狀頻譜形狀，但在使周期在光柵內(nèi)變化的線性調(diào)制光柵中，頻譜形狀被平均化，變成寬的頻譜形狀。為了說明光纖光柵的光學(xué)特性，使用圖7中示出的傾斜光纖光柵部15的頻譜測定例的曲線。光纖光柵在使用光敏光纖，使相位掩膜傾斜約3. 1度，設(shè)光柵長度為5mm，線性調(diào)制量約0.4nm的條件下曝光得到。圖7中示出了透過損耗與反射頻譜。布拉格反射存在于波長1556-1557nm中，但由于將傾斜角度調(diào)整為布拉格反射變小的條件，所以反射強(qiáng)度變?yōu)?30dB以下的小值。由于反射強(qiáng)度足夠小，所以上述波長在透過損耗頻譜中不呈現(xiàn)構(gòu)造。 透過損耗頻譜中在比1553nm短的波長側(cè)呈現(xiàn)的損耗源于上述的包覆層模式。由于光纖光柵線性調(diào)制，所以梳子狀的頻譜構(gòu)造被平均化。1555nm附近的損耗是源于從基本傳播模式向高次LPll模式的反射的頻譜構(gòu)造，也稱為重像光柵。曝光前的光纖中，該模式傳播損耗大，也未呈現(xiàn)為頻譜構(gòu)造，但當(dāng)通過光柵曝光，芯的平均折射率變高，傳播損耗減少時，如圖 7所示，作為透過損耗就增大。LPll模式由于在光柵沒有被曝光的光纖區(qū)域下會衰減，所以認(rèn)為原本反射強(qiáng)度就不大，但由于光柵的不均勻性等的影響，會產(chǎn)生殘留反射。圖7的波長 1554-1555nm中呈現(xiàn)的反射強(qiáng)度_25dB左右的構(gòu)造就基于這種殘留反射。由于布拉格反射強(qiáng)度及包覆層模式和重像光柵的透過損耗依賴于光柵傾斜角度而變化，所以為了得到期望的特性，有必要調(diào)整曝光時的掩膜傾斜角度。尤其是，布拉格反射具有敏感地依賴于光柵傾斜角度的性質(zhì)。光纖光柵長度越長，則基于曝光的折射率變化就越大，透過損耗變大，但由曝光產(chǎn)生的折射率變化因使用的光纖特性，被決定了上限。因此，為了得到期望的透過損耗，首先假設(shè)使用的光纖固有的適當(dāng)折射率變化，接著考慮僅獲得必要的透過損耗的光柵長度，進(jìn)行曝光。為了在GE-PON用光發(fā)送接收模塊中使用，作為波長濾波器的特性，有必要是，波長1310nm頻帶的使用波長λ A和1490nm頻帶的使用波長λ B、1550nm頻帶的使用波長λ C 中，透過損耗小，使用波長附近的防護(hù)波段(例如波帶λΟα)中透過損耗大，這些波帶下為低反射。圖8的曲線示出了假設(shè)光柵長度為50mm、光柵的傾斜角度為4. 5度、基于曝光的折射率變化為2X 10_3時的光纖光柵的透過/反射頻譜(計算結(jié)果)。為了實現(xiàn)所要求的透過損耗的波長寬度(例如1. 5nm)，設(shè)為線性調(diào)制光柵。設(shè)作為光纖光柵的布拉格波長的最大值與最小值之差的線性調(diào)制量為2. 7nm。另外，為了降低反射，假設(shè)在光柵的兩端部將折射率變化量緩慢變小的切趾(apodized)處理。從圖8能確認(rèn)1552nm的使用波長λ C下的透過損耗小，比使用波長短的波長側(cè)的防護(hù)波段波帶(λΟα)下的透過損耗為40dB以上(參照圖8(a))，反射強(qiáng)度小(參照圖 8(b))，可知要求的標(biāo)準(zhǔn)在計算上滿足。光纖芯內(nèi)的光柵傾斜為掩膜傾斜角度的約1.45倍， 所以制作時將掩膜傾斜角度設(shè)為3. 1度。但是，在測定實際試制的光纖光柵的透過頻譜時， 判明產(chǎn)生了如下的問題，即在光柵部產(chǎn)生包覆層部分中傳播的雜散光，透過損耗變小的問題。針對該問題，發(fā)現(xiàn)利用包覆層傳播光由于在光纖套管界面上的損耗而衰減，通過在光纖光柵的端部設(shè)置雜散光衰減用光纖部，能避免透過損耗的減少，為了獲得40dB以上的透過損耗，在測定中確認(rèn)只要設(shè)置雜散光衰減用光纖部即可。圖9是表示對同一傾斜光纖光柵部15改變雜散光衰減用光纖部16的長度后，測定了透過損耗的結(jié)果的曲線。從圖9可知， 為了獲得40dB以上的透過損耗，只要設(shè)置16cm以上的雜散光衰減用光纖部16即可。因此，為了在GE-PON用光發(fā)送接收模塊中使用，只要在上述傾斜光纖光柵部15中附帶長度16cm以上的雜散光衰減用光纖部16的構(gòu)造即可。就反射特性進(jìn)行改變傾斜角度的試制，確認(rèn)了在3. 1度附近反射強(qiáng)度極小。將傾斜角度調(diào)整為最佳，通過均勻曝光光柵，能獲得良好的低反射特性。通過以上本實施方式中說明的光纖光柵，獲得GE-PON用光發(fā)送接收模塊中使用的波長區(qū)域中必需的波長特性，所以能實現(xiàn)實施方式1及實施方式3中說明的事例的動作， 可實現(xiàn)加入者側(cè)光線路終端裝置的省空間化?！磳嵤┓绞?>
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式6的光發(fā)送接收模塊用光纖光柵的結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖10所示，在本實施方式中，作為光纖光柵，使用連結(jié)由連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a(第1種帶光柵光纖群)與連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b (第2種帶光柵光纖群)構(gòu)成的兩個光柵部的構(gòu)造。與圖6相同的符號表示相同或相當(dāng)部分，所以適當(dāng)省略說明。光纖中使用與實施方式5的情況相同的光敏光纖。下面，說明各個光柵的特性。連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a制作成為布拉格反射變小的傾斜角度，且具有基于包覆層模式的12.5dB以上的透過損耗。另外，連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b制作在連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的上述包覆層模式損耗波長下產(chǎn)生布拉格反射的周期下接近連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的位置。最終，連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a、連結(jié)用非傾斜光纖光柵部 17b及雜散光衰減用光纖部16按該順序連結(jié)制作。連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a變?yōu)榕c外部(連接器8側(cè)(參照圖1))的連接側(cè)。各個光柵既可分別曝光，也可使用形成對應(yīng)的兩種圖案的相位掩膜來統(tǒng)一曝光，但統(tǒng)一曝光由于能降低成本，所以最好是統(tǒng)一曝光。連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b具有基于布拉格反射的反射強(qiáng)度大的波帶，其中心波長為布拉格波長。通過使連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的透過損耗足夠大的波帶包含連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的反射波帶，能減小從外部側(cè)看到的連結(jié)用非傾斜光纖光柵部 17b的布拉格反射的強(qiáng)度。如果連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的布拉格反射波帶中包含連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的透過損耗小的波長，則在該波長下從外部側(cè)看到的反射強(qiáng)度會變大。如上所述，在減小從外部側(cè)看到的連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的布拉格反射的強(qiáng)度的狀態(tài)下，由于整個光纖光柵的透過損耗在連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的布拉格反射波帶變得特別大，所以作為光發(fā)送接收模塊中使用的波長濾波器，只要透過阻止波長范圍包含于上述布拉格波帶中即可。另外，在透過阻止波長范圍寬的情況下，通過使光柵線性調(diào)制，能擴(kuò)大波長范圍。作為波長位置的相對關(guān)系，由于基于包覆層模式的透過損耗在比布拉格反射短的波長下產(chǎn)生，所以將連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的基于布拉格反射的透過損耗波長頻帶中包含的透過阻止波長范圍設(shè)為比連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的布拉格波長頻帶短的波長側(cè)，在比連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的布拉格波長頻帶長的波長側(cè)，不產(chǎn)生布拉格反射，由此，如上所述，能減小從外部側(cè)看到的連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的布拉格反射的強(qiáng)度。由于連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的布拉格反射強(qiáng)度通過調(diào)整傾斜角度變小，所以能在全波長獲得反射強(qiáng)度小的波長濾波器特性。當(dāng)設(shè)期望的透過阻止波長范圍中的、連結(jié)用傾斜光纖光柵部17a的傾斜光柵的光透過損耗與連結(jié)用非傾斜光纖光柵部17b的非傾斜光柵的光透過損耗分別為Ll (dB)、 L2(dB)時，滿足 “Li ^ 12. 5, L1+L2 ^ 40”(第 1 條件)。另外，當(dāng)設(shè)上述透過阻止波長范圍和傾斜光柵的布拉格波長頻帶中的傾斜光柵的光反射率分別為Rl (dB)、R2 (dB)，透過阻止波長范圍中的非傾斜光柵的反射率為RO (dB) 時，有必要滿足下式(1)(第2條件)。[算式1]
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)送接收模塊，其特征在于，具備發(fā)送模塊(1)，發(fā)送第1波帶的光信號；第ι接收模塊O)，接收與所述第1波帶不同的第2波帶的光信號；第2接收模塊(3)，接收與所述第1及第2波帶不同的第3波帶的光信號；波長分離多路復(fù)用單元(4，5)，使從所述發(fā)送模塊發(fā)送來的第1波帶的光信號透過，并且分離所述第2及第3波帶的光信號，在將所述第2波帶的光信號輸出到所述第1接收模塊的同時，將所述第3波帶的光信號輸出到所述第2接收模塊；和帶光柵光纖(7)，在將通過所述波長分離多路復(fù)用單元透過的第1波帶的光信號傳輸?shù)秸緜?cè)的同時，將從所述站側(cè)發(fā)送來的第2及第3波帶的光信號傳輸?shù)剿霾ㄩL分離多路復(fù)用單元，并且阻止所述第1、第2及第3波帶以外的頻帶的光信號的透過，具有窄帶濾波器的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于所述波長分離多路復(fù)用單元由第1波長分離多路復(fù)用濾波器(4)與第2波長分離多路復(fù)用濾波器(5)構(gòu)成，所述第1波長分離多路復(fù)用濾波器(4)使從所述發(fā)送模塊發(fā)送來的所述第1波帶的光信號透過，并且使通過所述帶光柵光纖傳輸?shù)乃龅?波帶的光信號反射到所述第1接收模塊側(cè)，所述第2波長分離多路復(fù)用濾波器( 使透過所述第1波長分離多路復(fù)用濾波器來的所述第1波帶的光信號及通過所述帶光柵光纖傳輸?shù)乃龅?波帶的光信號透過，并且使通過所述帶光柵光纖傳輸?shù)乃龅?波帶的光信號反射到所述第2接收模塊側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于所述帶光柵光纖通過從內(nèi)部的芯向包覆層能量擴(kuò)散所述第1、第2及第3波帶以外的頻帶的光信號，來確保反射衰減量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于在所述波長分離多路復(fù)用單元與所述帶光柵光纖之間設(shè)置光纖套圈(9)，同時設(shè)置連接所述帶光柵光纖的一端與單一模式光纖的一端的連接器(8)，通過折射率的變化，將所述帶光柵光纖的光柵部分的光柵長度細(xì)長化，將所述光柵部分容納于所述光纖套圈內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于在所述波長分離多路復(fù)用單元與所述帶光柵光纖之間設(shè)置所述光纖套圈(6)，同時設(shè)置連接所述帶光柵光纖的一端與單一模式光纖的一端的連接器(11)，根據(jù)折射率的變化， 將所述帶光柵光纖的光柵部分的光柵長度細(xì)長化，將所述光柵部分容納于所述連接器內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于還具備設(shè)置在所述站側(cè)的插座(12)，根據(jù)折射率的變化，將所述帶光柵光纖的光柵長度細(xì)長化，將所述帶光柵光纖的光柵部分容納于所述插座內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于由所述發(fā)送模塊發(fā)送的第1波帶的光信號是1310nm的光信號，由所述第1接收模塊接收的第2波帶的光信號是1490nm的光信號，由所述第2接收模塊接收的第3波帶的光信號是1550nm的光信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于所述帶光柵光纖是光學(xué)連接具有相對透過光的行進(jìn)方向傾斜的光柵的帶光柵光纖部 (15)與用于使在光纖的包覆層中傳播的雜散光衰減的雜散光衰減用光纖部(16)的光纖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于作為所述帶光柵光纖，光學(xué)連接至少兩個帶光柵光纖部(17a、17b、18a、18b)與用于使在光纖的包覆層中傳播的雜散光衰減的雜散光衰減用光纖部(16)，所述至少兩個帶光柵光纖部的至少一個以上，作為相對透過光的行進(jìn)方向傾斜的第1 種帶光柵光纖群(17a、18a、18b)，配置在透過光的入射側(cè)，并且，所述雜散光衰減用光纖部形成于透過光的射出側(cè)，并且，所述至少兩個帶光柵光纖部的其它至少一個，作為第二種帶光柵光纖群(17b)， 形成為相對透過光的行進(jìn)方向基本正交的角度，配置在所述第1種帶光柵光纖群與所述雜散光衰減用光纖部之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于所述第1種帶光柵光纖群由線性調(diào)制衍射柵格構(gòu)成，并且，將基于第2種帶光柵光纖群的布拉格反射的透過損耗波長頻帶中包含的透過阻止波長范圍，設(shè)為比第1種帶光柵光纖群的布拉格波長頻帶短的波長側(cè)，在比第1種帶光柵光纖群的布拉格波長頻帶長的波長側(cè)不產(chǎn)生布拉格反射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于所述第1種帶光柵光纖群由至少兩個以上光學(xué)連接的線性調(diào)制衍射柵格(18a、18b)構(gòu)成，該第1種帶光柵光纖群中、配置在透過光的最初入射側(cè)的衍射柵格的每單位長度的線性調(diào)制量比其它帶光柵光纖的每單位長度的線性調(diào)制量大，并且，配置在透過光的最初入射側(cè)的帶光柵光纖的透過損耗波長頻帶包含其它帶光柵光纖的反射波長頻帶。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于當(dāng)設(shè)基于所述第2種帶光柵光纖群的布拉格反射的透過損耗波長頻帶中包含的期望的透過阻止波長范圍中的、所述第1種帶光柵光纖群的光透過損耗與所述第2種帶光柵光纖群的光透過損耗分別為Ll (dB)、L2 (dB)時，滿足Ll ^ 12.5, L1+L2 ^ 40，當(dāng)設(shè)所述透過阻止波長范圍和第1種帶光柵光纖群的布拉格波長頻帶中的第1種帶光柵光纖群的光反射率分別為Rl (dB)、R2(dB)，所述透過阻止波長范圍中的第2種帶光柵光纖群的反射率為RO(dB)時，滿足以下算式1，[算式1]進(jìn)而，調(diào)整光柵的傾斜角度、周期和雜散光衰減用的光纖長度，以使所述透過阻止波長范圍中作為光濾波器整體的光透過損耗的最小值為40dB以上，且遍及全部波長頻帶，光反射率變?yōu)?25dB以下。算式3進(jìn)而，調(diào)整光柵的傾斜角度、周期、線性調(diào)制量和雜散光衰減用的光纖長度，以使所述透過阻止波長范圍中作為光濾波器整體的光透過損耗的最小值為40dB以上，且全部波長頻帶的光反射率變?yōu)?25dB以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光發(fā)送接收模塊，其特征在于當(dāng)設(shè)所述透過阻止波長范圍中的、所述第1種帶光柵光纖群中配置在透過光的最初入射側(cè)的衍射柵格的光透過損耗、第1種帶光柵光纖群中去除了配置在透過光的最初入射側(cè)的帶光柵光纖后的帶光柵光纖的光透過損耗、與所述第2種帶光柵光纖群的光透過損耗分別為 Lll(dB)、L21(dB)、L2(dB)時，滿足 Lll ^ 2. 5，L11+L21 ^ 12. 5，L2 ^ 15，當(dāng)設(shè)所述透過阻止波長范圍和第1種帶光柵光纖群的布拉格波長頻帶中的、第1種帶光柵光纖群中配置在透過光的最初入射側(cè)的衍射柵格的光反射率分別為Rll (dB)、 R12(dB)，基于第2種帶光柵光纖群的布拉格反射的透過損耗波長頻帶和第1種帶光柵光纖群的布拉格波長頻帶中的、第1種帶光柵光纖群中去除了配置在透過光的最初入射側(cè)的帶光柵光纖后的帶光柵光纖的光反射率分別為R21(dB)、R22(dB)時，滿足以下算式2、算式3， [算式2]
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不必設(shè)置準(zhǔn)直光學(xué)設(shè)備或窄帶濾波器就能確保傳輸品質(zhì)的光發(fā)送接收模塊。作為將透過WDM濾波器(4，5)來的波長1310nm的光信號傳輸?shù)秸緜?cè)的同時，將從站側(cè)發(fā)送的波長1490nm、1550nm的光信號傳輸?shù)絎DM濾波器(5)側(cè)的光纖，使用將包含波長1310nm的窄帶、包含波長1490nm的窄帶及包含波長1550nm的窄帶以外的頻帶的光信號的透過進(jìn)行阻止的具有窄帶濾波器的功能的帶光柵光纖(7)。
文檔編號G02B6/42GK102177455SQ200980130330
公開日2011年9月7日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者吉新喜市, 尾崎弘幸, 片山政利, 西川智志, 高林正和 申請人:三菱電機(jī)株式會社