CN101170365B - 双向光通信模块 - Google Patents

Abstract

一种双向光通信模块，具有发光元件(1)、光纤(8)、受光元件(9)及波长选择滤光器(4)，该发光元件用于射出发送信号光，发送信号光入射到该光纤中，从光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，而且，通过光纤发送发光元件射出的发送信号光，通过光纤接收接收信号光，其特征是具有光学元件(光隔离器)，该光学元件由反射型偏振器(6)、法拉第旋转器(5)和吸收型偏振器(3)构成，该反射型偏振器粘接在光纤端面，法拉第旋转器与反射型偏振器成一体设置，吸收型偏振器设置在发光元件和波长选择滤光器间的光路上，而且，反射型偏振器具有波长依赖性，即，反射型偏振器对发送信号光起偏振器的功能，而对接收信号光不会起偏振器的功能。

Description

双向光通信模块

技术领域

本发明涉及一种共享1根光纤而进行信号的发送接收的双向光通信模块，并且涉及一种与过去相比更能够降低制造成本的对双向光通信模块的改进。 

背景技术

伴随光纤通信网的扩大，引进采用1根光纤来双向传送光信号的通信系统。在这种双向光通信中，为了对不同波长的光进行发送和接收，采用双向光通信模块。 

图10表示过去的双向光通信模块的概略结构。 

图10所示的双向光通信模块中，从发光元件101射出的波长为λ1(比如，为1310nm)的发送信号光，由第一耦合透镜102汇聚，波长选择滤光器103透射之后，入射到光纤108中而传送。另一方面，从光纤108射出的波长为λ2(比如，为1490nm)的接收信号光，由波长选择滤光器103反射，由第二耦合透镜110，在受光元件109中汇聚，进而检测到信号。 

另外，当在上述发光元件101中，采用高性能但容易受到反射返回光影响的分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)时，为阻挡反射返回光，在第一耦合透镜102和波长选择滤光器103之间的光路上，设置由起偏器104、法拉第旋转器105、检偏器106和磁铁107构成的光隔离器(optical isolator)。另外，如果反射返回光的偏振方向与发光元件101的偏振光的偏振方向相垂直，则由于使得振荡不稳定的影响小，所以可省略偏振器。在JP专利第3062949号文献中公开了这种双向光通信模块的一个实例。 

但是，在具有上述光隔离器的过去的双向光通信模块中，在发光元件101射出的发送信号光的光束直径被扩大后的位置上(即，第一耦合透镜102和波长选择滤光器103之间的光路上)，设置光隔离器，所以构成光隔离器的偏振器、法拉第旋转器等的部件也要采用孔径较大的(必须基本为1mm)，所以其成本也随之增加。 

另外，作为组装孔径小的光隔离器的现有技术，已知有下述类型，其中，在上述光束直径小的位置(即，光纤端)，贴附一对吸收型偏振器和法拉第旋转器成一体的光隔离器(参照JP特开2002-156554号文献)。但是，吸收型偏振器，不仅对发送信号光，而且还对接收信号光，都起到偏振器的功能，因此成为损耗的原因，故不能将这样的光隔离器应用到双向光通信模块。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种装载有低成本的光学元件(光隔离器)的双向光通信模块，更进一步地，提供装载有部件数量少于光隔离器的光学元件的双向光通信模块。 

即，第一发明涉及一种双向光通信模块，具有发光元件、光纤、受光元件以及波长选择滤光器，其中，该发光元件用于射出发送信号光，上述发光元件射出的上述发送信号光入射到该光纤中，从上述光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，该波长选择滤光器设置在满足既位于上述发光元件和光纤之间的光路上又位于上述受光元件和光纤之间的光路上的条件的位置上，而且，通过光纤发送发光元件射出的发送信号光，并通过上述光纤接收至少包含1种波长的接收信号光，该波长与发送信号光的波长不同，其特征在于，具有光学元件，该光学元件由反射型偏振器、法拉第旋转器和吸收型偏振器构成，其中，该反射型偏振器粘接在上述光纤的端面，该法拉第旋转器与上述反射型偏振器成一体而设置于上述反射型偏振器，该吸收型偏振器设置于上述发光元件和波长选择滤光器之间的光路上，而且上述反射型偏振器具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能。 

另外，第二发明涉及一种双向光通信模块，具有发光元件、光纤、受光元件以及波长选择滤光器，其中，该发光元件由分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)构成且用于射出发送信号光，上述发光元件射出的上述发送信号光入射到该光纤中，从上述光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，该波长选择滤光器设置在满足既位于上述发光元件和光纤之间的光路上又位于上述受光元件和光纤之间的光路上的条件的位置上，而且，通过光纤发送发光元件射出的发送信号光，并通过光纤接收至少包含1种波长的接收信号  光，该波长与发送信号光的波长不同，其特征在于，具有光学元件，该光学元件由反射型偏振器和法拉第旋转器构成，其中，该反射型偏振器粘接在上述光纤的端面，该法拉第旋转器与上述反射型偏振器成一体而设置于上述反射型偏振器，而且上述反射型偏振器具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能。 

此外，一种双向光通信模块，具有发光元件、光纤、受光元件以及波长选择滤光器，其中，该发光元件用于射出发送信号光，上述发光元件射出的上述发送信号光入射到该光纤中，从上述光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，该波长选择滤光器设置在满足既位于上述发光元件和光纤之间的光路上又位于上述受光元件和光纤之间的光路上的条件的位置上，而且，通过上述光纤发送发光元件射出的发送信号光，并通过上述光纤接收至少包含1种波长的接收信号光，该波长与发送信号光的波长不同，其特征在于，上述波长选择滤光器具有偏振光分离功能，即，上述波长选择滤光器使偏振方向与发光元件射出的发送信号光相同的偏振光通过，而使偏振方向与发光元件射出的发送信号光垂直的偏振光不通过，而且该双向光通信模块具有光学元件，该光学元件由反射型偏振器和法拉第旋转器构成，其中，该反射型偏振器粘接在上述光纤的端面，该法拉第旋转器与上述反射型偏振器成一体而设置于上述反射型偏振器，而且上述反射型偏振器具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能，进而在上述波长选择滤光器和受光元件之间的光路上设置有截止滤光器，该截止滤光器透射接收信号光而阻挡发送信号光。 

而且，根据第一发明的双向光通信模块，构成光学元件(光隔离器)的2个偏振器中的其中1个是反射型偏振器，并且将对接收信号光没有损耗的上述反射型偏振器和法拉第旋转器设置于光束直径小的位置(即，光纤端附近)，故反射型偏振器和法拉第旋转器所必需的孔径变小(可采用比如，孔径在0.3～0.5mm的反射型偏振器与法拉第旋转器)，这样，就可降低制造成本。 

根据第二发明的双向光通信模块，由于通过采用由线偏振特性高的半导体激光器构成的发光元件，省略了上述吸收型偏振器，故与第一发明的双向  光通信模块相比，可减少部件的数量，进而可进一步减少相当于所减少部件的制造成本。 

此外，根据第三发明的双向光通信模块，与第一发明的双向光通信模块同样，由于在光束直径变小的位置(即，光纤端附近)设置了对接收信号光不发生损耗的反射型偏振器和法拉第旋转器，故也可以使反射型偏振器和法拉第旋转器所需的孔径变小，从而能够降低制造成本，并且，由于采用了具有偏振分离功能的波长选择滤光器，因此与第二发明的双向光通信模块同样，也能够不设置吸收型偏振器，从而能够减少部件数量，因此能够进一步降低制造成本，其中，上述偏振分离功能是使偏振方向与上述发光元件射出的发送信号光相同的偏振光通过，而使偏振方向与该发送信号光垂直的偏振光不能通过。 

由此，本发明的双向光通信模块与现有的模块比较，能够降低制造成本，因此可以应用到产业中。 

附图说明

图1是第一发明的双向光通信模块的概略结构说明图。 

图2是第一发明的变形例的双向光通信模块的概略结构说明图。 

图3是第一发明的另一变形例的双向光通信模块的概略结构说明图。 

图4是第三发明的双向光通信模块的概略结构说明图。 

图5A、图5B是第一实施例的双向光通信模块的概略结构说明图。 

图6是表示第一实施例的组装到双向光通信模块中的反射型偏振器的透射率的波长依赖性的曲线图。 

图7A、图7B是第二实施例的双向光通信模块的概略结构说明图。 

图8是表示第二实施例的组装到双向光通信模块中的反射型偏振器的透射率的波长依赖性的曲线图。 

图9是表示第二实施例的组装到双向光通信模块中的波长选择滤光器的反射率的波长依赖性和偏振依赖性的曲线图。 

图10是现有实施例的双向光通信模块的概略结构说明图。 

具体实施方式

下面对本发明进行具体描述。 

首先，第一发明的双向光通信模块如图1所示的那样，具有发光元件1、光纤8、受光元件9以及波长选择滤光器4，其中，该发光元件1用于射出发送信号光，该发光元件1射出并通过第一耦合透镜2汇聚过的上述发送信号光入射到该光纤8中，从上述光纤8射出并通过第二耦合透镜10汇聚的接收信号光入射到该受光元件9中，该波长选择滤光器4设置在满足既位于上述发光元件1与光纤8之间的光路上又位于上述受光元件9和光纤8之间的光路上的各条件的位置上，而且，通过上述光纤8来发送发光元件1射出的发送信号光，并发送至外部，并通过光纤8接收至少包含1种波长的接收信号光，该波长与发送信号光的波长不同。 

另外，在该双向光通信模块中，如图1的局部放大图所示的那样，组装有光隔离器，其构成包括：反射型偏振器6，该反射型偏振器6粘接在光纤8的端面或靠近设置于光纤8的端面；法拉第旋转器5，该法拉第旋转器5与上述反射型偏振器6成一体而设置或靠近设置于上述反射型偏振器6；吸收型偏振器3，该吸收型偏振器3设置于上述发光元件1和波长选择滤光器4之间的光路上。 

此外，上述反射型偏振器6必须具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器6对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能，作为具有这种特性的偏振器，列举，由通过自动克隆法(auto-cloning)而制作的光子晶体(photonic crystal)形成的偏振器(比如，参照JP专利3288976号文献)，通过纳米压印(nano-imprint)法制作的线栅(wire grid)偏振器(比如，参照JP特表2006-514751号文献)。 

还有，如上所述，反射型偏振器6粘接在光纤8的端面或靠近设置于光纤8，法拉第旋转器5与上述反射型偏振器6成一体而设置或靠近设置于上述反射型偏振器6。此时，与将法拉第旋转器5靠近设置于反射型偏振器6，优选采用粘接剂等，使法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体而设置。其原因在于，与将法拉第旋转器5靠近设置于反射型偏振器6的光学元件相比，将法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体而设置的光学元件，更容易进行模块的装配作业，并且，可使成一体的上述光学元件，更靠近于发送信号光的光束变细之后的光纤端面上，进而使得所必要的孔径变小。 

再有，可以以法拉第旋转器作为基板，在该法拉第旋转器的表面上直接形成上述反射型偏振器6。当在法拉第旋转器表面上直接形成反射型偏振器时，可使该法拉第旋转器和反射型偏振器的总厚度减小相当于所省略的反射型偏振器基板的厚度，从而使其靠近与光纤端面，进而可进一步减小该法拉第旋转器和反射型偏振器的孔径。 

通常，法拉第旋转器和反射型偏振器成一体的光学元件是通过下述方式制作：边长为10mm左右的方形组合体，切断成边长为0.5mm的方形小片，上述方形组合体是使法拉第旋转器和反射型偏振器成一体而制成的。此时，由于成一体的光学元件的总厚度越薄越容易切断，因此能够得到切断成小片时的合格率提高的效果。 

在这里，在图1所示的双向光通信模块中，波长选择滤光器4可采用，对来自发光元件1的发送信号光进行透射，而对具有与发送信号光不同波长的接收信号光进行反射的波长选择滤光器，然而，也可采用一种对来自发光元件1的发送信号光进行反射，而对具有与发送信号光不同波长的接收信号光进行透射的波长选择滤光器。 

另外，在图1所示的双向光通信模块中，内置有磁铁7，该磁铁7设置在法拉第旋转器5的附近，而且使法拉第旋转器5达到磁饱和，使得偏振面旋转45度(参照图1的局部放大图)。但是，即使没有外部磁场，也可将让其连续保持磁饱和状态的高矫顽磁力型的磁性石榴石膜用于法拉第旋转器，从而不用内置上述磁铁。 

此外，在图1所示的双向光通信模块中，从发光元件1射出的发送信号光由第一耦合透镜2汇聚，首先通过吸收型偏振器3，而且使得该吸收型偏振器3的透射轴处于发送信号光可通过的方向。接着，发送信号光经过波长选择滤光器4，在法拉第旋转器5中，其偏振面被旋转45度，并且该信号光通过反射型偏振器6之后，从光纤8，发送到双向光通信模块之外。当然，反射型偏振器6的透射轴与通过法拉第旋转器旋转45度后的发送信号光的偏振面一致。 

另一方面，在双向光通信模块之外反射而返回的发送信号光，即使透射了反射型偏振器6，也因为，法拉第旋转器5将该发送信号光的偏振面旋转至与吸收型偏振器3的透射轴相垂直的方向，因此该发送信号光被吸收型偏振  器3阻挡，从而返回不到发光元件1。 

但是，在一般的分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)中，其线偏振特性极高而达到30dB，这意味着，在半导体激光器的共振器内部，与振荡光的偏振光相垂直的偏振光增益低，而且对振荡的贡献程度低。由此认为，即使与发光元件1的偏振光相垂直方向的光返回，也会比平行的光返回，对振荡的不稳定起到的影响小。由此原因认为，在图1所示的双向光通信模块中，即使对于省略了吸收型偏振器3，并由上述反射型偏振器6和法拉第旋转器5构成的光学元件来说，仍能作为隔离器起到某种程度的功能。另外，将由反射型偏振器6和法拉第旋转器5构成的光学元件安装到光纤8的端面上时，由于透射光学元件的返回光的偏振光在发送信号光的偏振方向上的投影成分有时会返回到发光元件1，从而使振荡不稳定，因此必须将由反射型偏振器6和法拉第旋转器5构成的上述光学元件中的反射型偏振器6的朝向以高精度安装到光纤8的端面上，其中，上述发送信号光是从发光元件1射出的直线偏振光。 

接着，在图1所示的双向光通信模块中，上述反射型偏振器6具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器6对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光起不到偏振器的功能。由此，上述反射型偏振器6对于接收信号光仅仅起到透明体的作用，因此从双向光通信模块之外发送来的接收信号光直接通过反射型偏振器6，并经过法拉第旋转器5，入射到波长选择滤光器4内。接着，接收信号光通过波长选择滤光器4反射，光路弯曲90度，再由第二耦合透镜10汇聚，入射到受光元件9并成为接收信号。 

另外，图2表示第一发明的变形例的双向光通信模块。在该双向光通信模块中，吸收型偏振器3和波长选择滤光器4贴合在一起而成为一体。由此，与图1所示的双向光通信模块相比，既在模块内部分别组装吸收型偏振器和波长选择滤光器，向模块内部组装的作业变得简易，因此优选该方式。 

此外，图1和图2所示的双向光通信模块的构造为，即从上述发光元件1射出的发送信号光通过第一耦合透镜2而汇聚，另外，从光纤8射出的接收信号光通过另外的第二耦合透镜10而汇聚的构造，但是，其构造也可以是省略组装上述第一耦合透镜2和上述第二耦合透镜10的构造，如图3所示的那样，通过设置于波长选择滤光器4和光纤8之间的光路上的第三耦合透镜12，  分别将发送信号光和接收信号光汇聚。 

还有，图4表示第三发明的双向光通信模块，其中，通过使图1所示的双向光通信模块中的波长选择滤光器4，具有对从发光元件1射出的发送信号光的偏振光分离功能，从而省略上述吸收型偏振器3的组装。 

即，该第三发明的双向光通信模块，如图4所示的那样，具有发光元件1、光纤8、受光元件9以及波长选择滤光器4，该发光元件1用于射出发送信号光，该发光元件1射出并通过第一耦合透镜2汇聚的上述发送信号光入射到该光纤8中，从上述光纤8射出并通过第二耦合透镜10汇聚的接收信号光入射到该受光元件9中，该波长选择滤光器4设置在满足既位于上述发光元件1和光纤8之间的光路上又位于上述受光元件9和光纤8之间的光路上的各条件的位置上，而且，该波长选择滤光器具有，使与从发光元件1射出的发送信号光相同的偏振光可以通过，而使与该发送信号光相垂直的偏振光通不过的偏振光分离功能；截止滤光器(cut filter)11，该截止滤光器11设置于上述波长选择滤光器4和受光元件9之间的光路上，并且透射接收信号光而阻挡发送信号光，并且，通过光纤8发送发光元件1射出的发送信号光，而送向外部，同时通过光纤8接收不同于发送信号光至少1种波长的接收信号光。 

再有，在该双向光通信模块中，如图4的局部放大图所示的那样，内置有光学元件，该光学元件由反射型偏振器6和法拉第旋转器5构成，该反射型偏振器6粘接在光纤8的端面或靠近设置于光纤8的端面，该法拉第旋转器5与该反射型偏振器6成一体而设置或靠近设置于该反射型偏振器6，而且通过将图4所示的具有偏振光分离功能的波长选择滤光器4与上述光学元件组合，而构成光隔离器。在这里，若要使上述波长选择滤光器4具有偏振光分离功能，可通过对电介质多层膜的膜结构进行研究来实现该功能。另外，在通过电介质多层膜的膜结构，给上述波长选择滤光器4赋予了偏振分离功能的情况下，若优选使上述波长选择滤光器4对在波长不同的2种光中波长较长的光起到偏振器的功能，则能够扩大上述波长选择滤光器4作为偏振器而发挥功能的波长范围。另外，与图1所示的双向光通信模块相同，上述反射型偏振器6必须具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器6对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能，并且作为具有这种特性的偏振器，可列举，通过由自动克隆法而制作的光子晶体  (photonic crystal)形成偏振器(比如，参照JP专利3288976号文献)，通过纳米压印法制作的线栅偏振器(比如，参照JP特表2006-514751号文献)。 

另外，反射型偏振器6粘接在光纤8的端面或靠近设置于光纤8的端面，法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体而设置或靠近设置于反射型偏振器6。此时，与通过将法拉第旋转器5靠近设置于反射型偏振器6相比，优选采用粘接剂等，使法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体而设置。其原因在于，与图1所示的双向光通信模块相同，将法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体设置的光学元件，比与反射型偏振器6靠近设置的光学元件，更容易进行模块的组装作业，并且，可使成一体的上述光学元件，更靠近于使发送信号光的光束变细的光纤端面上，从而使必要的孔径变小。再有，对于上述反射型偏振器6，还能够以法拉第旋转器5为基板，在该法拉第旋转器5表面上直接形成。当将反射型偏振器6直接形成在法拉第旋转器5表面上时，由于法拉第旋转器5和反射型偏振器6的总厚度减小相当于所省略的反射型偏振器6的基板的厚度，所以越靠近于光纤8的端面，从而可进一步减小该法拉第旋转器5和反射型偏振器6的孔径。通常，法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体的光学元件是，通过下述方式制作，即：将边长为10mm的方形的法拉第旋转器5与反射型偏振器6成一体的组合体，切断成边长为0.5mm的方形小片。此时，由于成一体的光学元件的总厚度越薄越容易切断，故切断成小片时的合格率提高。 

此外，在第三发明的双向光通信模块中，内置有磁铁7，该磁铁7设置在法拉第旋转器5的附近，而且使法拉第旋转器5达到磁饱和而使其偏振面旋转45度(参照图4的局部放大图)。但是，即使在没有外部磁场的情况下，将仍可保持磁饱和状态的高矫顽磁力型的磁性石榴石膜用于法拉第旋转器，使其与图1的双向光通信模块一样，从而不用内置上述磁铁。 

此外，在图4所示的双向光通信模块中，从发光元件1射出的发送信号光，通过第一耦合透镜2而汇聚，接着，通过具有偏振光分离功能的波长选择滤光器4，并在法拉第旋转器5中，其偏振面旋转45度，并且该信号光通过反射型偏振器6之后，从光纤8发送到双向光通信模块外部。当然，反射型偏振器6的透射轴与在法拉第旋转器5中被旋转45度的发送信号光的偏振面一致。 

另一方面，在双向光通信模块之外反射后返回的发送信号光，即使通过反射型偏振器6，因法拉第旋转器5的偏振面旋转到与波长选择滤光器4的发送信号光的偏振透射轴相垂直的方向，而且因波长选择滤光器4的偏振光分离功能而被反射，从而返回不到发光元件1。但是，因为由波长选择滤光器4而反射的发送信号光与接收信号光经过相同的光路，并射向受光元件9，所以在波长选择滤光器4和受光元件9之间的光路上设置截止滤光器11，该截止滤光器11透射接收信号光而阻挡发送信号光，从而防止在双向光通信模块之外反射而返回的发送信号光入射到受光元件9内。另外，这样的截止滤光器11可采用由电介质多层膜构成的反射镜。采用由该电介质多层膜构成的反射镜的截止滤光器，由于对发送信号光进行反射，因此使得发送信号光不能入射到受光元件，而且为了使由截止滤光器反射的发送信号光不再沿原先的光路传播，将上述截止滤光器相对入射光稍稍地倾斜，使入射光不能垂直入射的方法是有效的。 

另外，如图4所示的双向光通信模块中，上述反射型偏振器6具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器6对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能。由此，由于上述反射型偏振器6相对接收信号光，仅仅起到透明体的作用，故从双向光通信模块外面发送来的接收信号光直接通过反射型偏振器6，并经过法拉第旋转器5，入射到对发送信号光具有偏振光分离功能的波长选择滤光器4中。并且，接收信号光由上述波长选择滤光器4反射，光路弯曲90°，并经过截止滤光器11之后，通过第二耦合透镜10汇聚，入射到受光元件9，从而信号被接收。另外，也可与图1所示的双向光通信模块相同的结构，即省略上述第一耦合透镜2和第二耦合透镜10的组装结构，通过设置于波长选择滤光器4和光纤8之间的光路上的第三耦合透镜(图中未示出)，分别汇聚发送信号光和接收信号光。 

下面对本发明的实施例进行具体说明。 

第一实施例 

如图5A、图5B所示，在第一实施例的双向光通信模块中，吸收型偏振器3和波长选择滤光器4贴合在一起而成为一体。 

此外，发光元件1采用了射出波长为1310nm的光信号的分布反馈式半导  体激光器(DFB激光器)。 

如图5A所示，发光元件1射出的波长为1310nm的直线偏振的发送信号光通过使上述发送信号光汇聚的第一耦合透镜2，到达吸收型偏振器3。该吸收型偏振器3以使发光元件1射出的直线偏振的发送信号光透射的方向配置。因此，发送信号光在未衰减的状态下，到达波长选择滤光器4。 

该波长选择滤光器4采用了透射波长为1310nm的发送信号光而反射波长为1490nm的接收信号光的滤光器，因此发送信号光透射波长选择滤光器4，到达法拉第旋转器5。 

接着，发送信号光在其偏振面被上述法拉第旋转器5旋转45度后，入射到反射型偏振器6中，其中，上述法拉第旋转器5由借助磁铁7达到磁饱和的磁性石榴石膜形成。由于预先将该反射型偏振器6的透射轴相对吸收型偏振器3的透射轴错开了45度，因此偏振面被法拉第旋转器5旋转45度的发送信号光的偏振方向与反射型偏振器6的透射轴一致，因此在未衰减的状态下，通过光纤8发送到模块外部。 

另外，反射型偏振器6可采用通过纳米压印法制作的线栅偏振器。另外，还可采用在法拉第旋转器5上直接形成反射型偏振器6，并将其切断成边长为0.5mm的方形的光学元件，并且，在光纤8的端面上粘接了光学元件的反射型偏振器6的一侧。 

接着，来自光纤8的耦合端面以及其它的不连续界面的反射返回光，会沿着与之前的顺序相反的方向通过。如图5A所示，只有偏振方向与反射型偏振器6的透射轴方向一致的光，才能经过反射型偏振器6而作为反射返回光入射到法拉第旋转器5。除此之外的光成分，被反射型偏振器6反射而返回到光纤8，然而，通过采用预先使光纤8的端面倾斜6度以上的结果，能够使该光信号无法在光纤8中传播而被衰减。 

返回到法拉第旋转器5的光信号的偏振面被旋转45度，使得偏振面旋转为与吸收型偏振器3的透射轴垂直，并返回到波长选择滤光器4。接着，通过波长选择滤光器4而到达上述吸收型偏振器3，但是，由于返回的光信号为偏振面与吸收型偏振器3的透射轴垂直的光信号，故被吸收型偏振器3吸收。因此，光信号不会返回到由容易受到反射返回光影响的分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)构成的发光元件1内。 

但是，在没有组装吸收型偏振器3的情况下，针对通过由反射型偏振器6和法拉第旋转器5构成的光学元件而返回到发光元件1的光的偏振状态，以使上述返回到发光元件1的光的偏振面相对与发光元件1射出的直线偏振的发送信号光的偏振方向垂直的方向所成的夹角在+/-5°以内的方式设置上述光学元件，从而能够充分地抑制使发光元件1的振荡不稳定的返回光。 

图6表示本次所使用的反射型偏振器6的特性。在该反射型偏振器中，如果入射了偏振方向与该反射型偏振器的透射轴垂直的偏振光，则如图6的曲线图的虚线所示那样，对于波长为1310nm的光信号的透射率低(几乎为0％)，因此不透射而反射，而对于波长为1490nm的光信号的透射率高(几乎为100％)，因此不反射而透射。与此相反，针对偏振方向与透射轴方向平行的偏振光，如图6的曲线图的实线所示那样，对于波长为1310nm的光还是对于波长为1490nm的光，其透射率均都很高(几乎为100％)，因此不反射而透射光信号。也就是说，对于波长为1310nm的光起到反射型偏振器的作用，而对于波长为1490nm的光不会起到偏振器的作用，而仅仅是一种透明体而已。于是，在从光纤接收波长为1490nm的光信号时，如图5B所示，即使从光纤8入射了偏振方向为任意方位且波长为1490nm的光信号，都能透射反射型偏振器6，并经过法拉第旋转器5而入射到波长选择滤光器4。入射到波长选择滤光器4的波长为1490nm的光信号被波长选择滤光器4反射，并经过第二耦合透镜10而入射到受光元件9。 

这样，在构成光隔离器的2个偏振器和法拉第旋转器中，将法拉第旋转器和反射型偏振器设置于光纤断面上，从而能够使之在具有小型的光隔离器功能的同时还具有双向光通信模块的功能。 

另外，针对第一实施例的双向光通信模块，利用概略图仅对各部件的位置关系进行了说明，但是，各部件内置于由树脂或金属制成的封装(package)内而构成了双向光通信模块。此时，发光元件内置于封装内，而光纤与封装接合在一起。 

第二实施例 

在第二实施例的双向光通信模块中，发光元件1采用了射出波长为1490nm的光信号的分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)。 

如图7A所示，发光元件1射出的波长为1490nm的直线偏振的发送信号光通过使发送信号光汇聚的第一耦合透镜2，到达对干发送信号光具有偏振光分离功能的波长选择滤光器4。 

波长选择滤光器4采用电介质多层膜滤光器，该电介质多层膜滤光器透射发光元件1射出的波长为1490nm的直线偏振的发送信号光，而反射偏振方向与该直线偏振光垂直的直线偏振光以及作为接收信号光的波长为1310nm的光，因此发送信号光透射波长选择滤光器4而到达法拉第旋转器5。 

接着，发送信号光在其偏振面被上述法拉第旋转器5旋转45度后，入射到反射型偏振器6，其中，上述法拉第旋转器5由借助磁铁7而达到磁饱和的磁性石榴石膜形成。由于预先将该反射型偏振器6的透射轴相对波长选择滤光器4的发送信号光的偏振透射轴错开了45度，因此偏振面被法拉第旋转器5旋转45度的发送信号光的偏振方向与反射型偏振器6的透射轴一致，因此在未衰减的状态下，通过光纤8发送到模块外部。 

另外，反射型偏振器6可采用通过纳米压印法制作的线栅偏振器。此外，还可采用在法拉第旋转器5上直接形成反射型偏振器6，并将其切断成边长为0.5mm的方形的光学元件，并且，在光纤8的端面上粘接了光学元件的反射型偏振器6的一侧。 

接着，来自光纤8的耦合端面以及其它的不连续界面的反射返回光，会沿着与之前的顺序相反的方向通过。如图7A所示，只有偏振方向在反射型偏振器6的透射轴方向上的光，才能通过反射型偏振器6而作为反射返回光入射到法拉第旋转器5。除此之外的光成分，被反射型偏振器6反射而返回到光纤8，然而，通过采用预先使光纤8的端面倾斜6度以上的结构，能够使该光信号无法在光纤8中传播而被衰减。 

返回到法拉第旋转器5的光信号的偏振面被旋转45度，使得偏振面旋转为与波长选择滤光器4的发送信号光的偏振透射轴垂直，所以被波长选择滤光器4反射。因此，光信号不会返回到由容易受到反射返回光影响的分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)构成的发光元件1。另外，被波长选择滤光器4反射的发送信号光，经过与接收信号光相同的光路而射向受光元件9，但是，由于被设置在受光元件9之前的截止滤光器11阻挡，因此该信号光不会入射到受光元件9中。 

图8表示本实施例所采用的反射型偏振器6的特性。在该反射型偏振器6中，如果入射了偏振方向与透射轴相垂直的偏振光，则如图8的曲线图中的实线所示那样，对于波长为1490nm的光信号的透射率低(几乎为0％)，因此不透射而反射，  而对于波长为1310nm的光信号的透射率高(几乎为100％)，因此不反射而透射。与此相反，对于偏振方向与透射轴方向成平行的偏振光，如图8的曲线图中的虚线所示那样，对于波长为1490nm的光，还是对于波长为1310nm的光，其透射率均都很高(几乎为100％)，因此光信号不反射而透射。即，对于波长为1490nm的光起到反射型偏振器的作用，而对于波长为1310nm的光不会起到偏振器的作用，而仅仅是一种透明体而已。于是，在从光纤接收波长为1310nm的光信号时，如图7B所示的那样，即使从光纤8入射了偏振方向为任意方位且波长为1310nm的光信号，都能透射反射型偏振器6，并经过法拉第旋转器5而入射到波长选择滤光器4。入射到波长选择滤光器4的波长为1310nm的光信号被波长选择滤光器4反射，并经过截止滤光器11和第二耦合透镜10，然后入射到受光元件9中。 

图9表示本次所使用的波长选择滤光器4的特性。从该图可知，对于波长1310nm，不管是P偏振光还是S偏振光均都几乎完全反射，但是，对于波长1490nm，虽几乎完全反射S偏振光，而几乎完全使P偏振光通过，从而起到偏振器的功能。另外，在波长选择滤光器的玻璃基板的相反面，设置有波长1490nm用无反射涂层。另外，第二实施例所采用的波长选择滤光器对发送信号光的偏振消光比在30dB以上，但在实际的双向光通信模块中，如果偏振光消光比在10dB以上，则充分能够起到光隔离器的功能。 

这样，在构成光隔离器的2个偏振器和法拉第旋转器中，将法拉第旋转器和具有波长特性的反射型偏振器设置在光纤的端面，并使波长选择滤光器具有另一个偏振器的功能，由此能够使之在具有小型光隔离器的功能的同时还具有双向光通信模块的功能。 

此外，针对第二实施例的双向光通信模块，利用概略图仅对各部件的位置关系进行了说明，但是，各部件内置于由树脂或金属制成的封装中而构成了双向光通信模块。此时，发光元件内置于封装中，而光纤与封装接合在一起。 

Claims (14)

1.一种双向光通信模块，具有发光元件、光纤、受光元件以及波长选择滤光器，其中，该发光元件用于射出发送信号光，上述发光元件射出的上述发送信号光入射到该光纤中，从上述光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，该波长选择滤光器设置在满足既位于上述发光元件和光纤之间的光路上又位于上述受光元件和光纤之间的光路上的条件的位置上，而且，通过光纤发送发光元件射出的发送信号光，并通过上述光纤接收至少包含1种波长的接收信号光，该波长与发送信号光的波长不同，其特征在于，

具有光学元件，该光学元件由反射型偏振器、法拉第旋转器和吸收型偏振器构成，其中，该反射型偏振器粘接在上述光纤的端面，该法拉第旋转器与上述反射型偏振器成一体而设置于上述反射型偏振器，该吸收型偏振器设置于上述发光元件和波长选择滤光器之间的光路上，而且

上述反射型偏振器具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能。

2.根据权利要求1所述的双向光通信模块，其特征在于，上述吸收型偏振器和波长选择滤光器贴合在一起而成为一体。

3.根据权利要求1所述的双向光通信模块，其特征在于，在法拉第旋转器表面上直接形成有上述反射型偏振器。

4.根据权利要求1所述的双向光通信模块，其特征在于，上述反射型偏振器由通过纳米压印法制作的线栅偏振器构成。

5.根据权利要求1所述的双向光通信模块，其特征在于，内置有磁铁，该磁铁设置在上述法拉第旋转器的附近，而且使法拉第旋转器达到磁饱和。

6.一种双向光通信模块，具有发光元件、光纤、受光元件以及波长选择滤光器，其中，该发光元件由分布反馈式半导体激光器(DFB激光器)构成且用于射出发送信号光，上述发光元件射出的上述发送信号光入射到该光纤中，从上述光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，该波长选择滤光器设置在满足既位于上述发光元件和光纤之间的光路上又位于上述受光元件和光纤之间的光路上的条件的位置上，而且，通过光纤发送发光元件射出的发送信号光，并通过光纤接收至少包含1种波长的接收信号光，该波长与发送信号光的波长不同，其特征在于，

具有光学元件，该光学元件由反射型偏振器和法拉第旋转器构成，其中，该反射型偏振器粘接在上述光纤的端面，该法拉第旋转器与上述反射型偏振器成一体而设置于上述反射型偏振器，而且

上述反射型偏振器具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能。

7.根据权利要求6所述的双向光通信模块，其特征在于，在法拉第旋转器表面上直接形成有上述反射型偏振器。

8.根据权利要求6所述的双向光通信模块，其特征在于，上述反射型偏振器由通过纳米压印法制作的线栅偏振器构成。

9.根据权利要求6所述的双向光通信模块，其特征在于，内置有磁铁，该磁铁设置在上述法拉第旋转器的附近，而且使法拉第旋转器达到磁饱和。

10.一种双向光通信模块，具有发光元件、光纤、受光元件以及波长选择滤光器，其中，该发光元件用于射出发送信号光，上述发光元件射出的上述发送信号光入射到该光纤中，从上述光纤射出的接收信号光入射到该受光元件中，该波长选择滤光器设置在满足既位于上述发光元件和光纤之间的光路上又位于上述受光元件和光纤之间的光路上的条件的位置上，而且，通过上述光纤发送发光元件射出的发送信号光，并通过上述光纤接收至少包含1种波长的接收信号光，该波长与发送信号光的波长不同，其特征在于，

上述波长选择滤光器具有偏振光分离功能，即，上述波长选择滤光器使偏振方向与发光元件射出的发送信号光相同的偏振光通过，而使偏振方向与发光元件射出的发送信号光垂直的偏振光不通过，而且

该双向光通信模块具有光学元件，该光学元件由反射型偏振器和法拉第旋转器构成，其中，该反射型偏振器粘接在上述光纤的端面，该法拉第旋转器与上述反射型偏振器成一体而设置于上述反射型偏振器，而且

上述反射型偏振器具有波长依赖性，即，上述反射型偏振器对于发送信号光起到偏振器的功能，而对于接收信号光不会起到偏振器的功能，进而

在上述波长选择滤光器和受光元件之间的光路上设置有截止滤光器，该截止滤光器透射接收信号光而阻挡发送信号光。

11.根据权利要求10所述的双向光通信模块，其特征在于，在法拉第旋转器表面上直接形成有上述反射型偏振器。

12.根据权利要求10所述的双向光通信模块，其特征在于，上述波长选择滤光器对于发送信号光波长的偏振消光比在10dB以上，其中，上述波长选择滤光器对于发送信号光具有偏振光分离功能。

13.根据权利要求10所述的双向光通信模块，其特征在于，上述反射型偏振器由通过纳米压印法制作的线栅偏振器构成。

14.根据权利要求10所述的双向光通信模块，其特征在于，内置有磁铁，该磁铁设置在上述法拉第旋转器的附近，而且使法拉第旋转器达到磁饱和。

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