JP2001318263A - Optical branching/coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光分岐結合装置に
係り、特に、光ファイバなどを利用したマルチ通信に用
いる光分岐結合装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical branching / coupling device, and more particularly to an optical branching / coupling device used for multi-communication using an optical fiber or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、超大規模集積回路(VLSI)の開
発により、データ処理システムで使用する回路基板(ド
ーターボード)の回路機能が大幅に増大してきている。
回路基板の回路機能の増大により、各回路基板に対する
信号接続数も増大するため、各回路基板(ドーターボー
ド)間をバス構造で接続するデータバスボード(マザーボ
ード)には多数の接続コネクタと接続線を必要とする並
列アーキテクチャが採用されてきている。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of very large scale integrated circuits (VLSI), circuit functions of circuit boards (daughter boards) used in data processing systems have been greatly increased.
Since the number of signal connections to each circuit board increases as the circuit functions of the circuit board increase, the data bus board (mother board) that connects each circuit board (daughter board) with a bus structure has a large number of connectors and connection lines. Have been adopted.
【0003】この並列アーキテクチャにおいては接続線
の多層化と微細化により並列化を進めて、並列バスの動
作速度の向上が計られてきたが、接続配線間容量や接続
配線抵抗に起因する信号遅延により、システムの処理速
度が並列バスの動作速度によって制限されることもあ
る。また、並列バス接続配線の高密度化による電磁ノイ
ズ(EMI:Electromagnetic Interference)の問題もシス
テムの処理速度向上に対しては大きな制約となる。In this parallel architecture, the operation speed of the parallel bus has been improved by increasing the parallelism by increasing the number of connection lines and miniaturizing the connection lines, but the signal delay caused by the capacitance between the connection lines and the resistance of the connection lines has been measured. Therefore, the processing speed of the system may be limited by the operation speed of the parallel bus. Also, the problem of EMI (Electromagnetic Interference) due to the increase in the density of the parallel bus connection wiring is a great constraint on improving the processing speed of the system.
【0004】この様な問題を解決して並列バスの動作速
度の向上を計るために、光インターコネクションと呼ば
れる、システム内光接続技術を用いることが検討され、
様々な形態の光インターコネクション技術が提案されて
いる。In order to solve such a problem and improve the operation speed of the parallel bus, the use of an optical connection technology in a system called an optical interconnection has been studied.
Various forms of optical interconnection technology have been proposed.
【0005】例えば、特開平4‐134415公報に
は、2次元アレイデバイスを利用した回路基板相互間の
データ伝送技術が開示されている。ここに開示された技
術は、空気よりも屈折率の高い透明な物質の中に、負の曲
率を有する複数個のレンズが前記物質の表面に形成され
たレンズアレイと、前記光源から出射した光を前記レン
ズアレイの側面から入射される為の光学系とから構成さ
れる。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-134415 discloses a technique for transmitting data between circuit boards using a two-dimensional array device. The technology disclosed herein includes a lens array in which a plurality of lenses having a negative curvature are formed on the surface of a transparent substance having a higher refractive index than air, and a light emitted from the light source. And an optical system for entering from the side surface of the lens array.
【0006】しかしながら、特開平4‐134415公
報に記載のデータバスでは、出射信号の強度がバラツ
キ、側面から入射した光が対向する側面から抜けてしま
う為、光の効率が低いという問題がある。さらに、面上に
構成される負の曲率を有する複数個のレンズの位置に回
路基板の光入力素子を配置する必要がある為、回路基板
を配置する為の自由度がなく拡張性が低いという問題も
ある。However, in the data bus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-134415, there is a problem that the intensity of the output signal varies, and light incident from the side passes through the opposite side, resulting in low light efficiency. Furthermore, since it is necessary to dispose the optical input elements of the circuit board at the positions of a plurality of lenses having a negative curvature formed on the surface, there is no flexibility for disposing the circuit board, and the expandability is low. There are also problems.
【0007】これらの問題を解決するために、特開平1
0-123350公報に、シート状の光データバスに用
いられている光結合方式が提案されている。この方式
は、共通信号路において入射した信号光を拡散して伝播
するものであるため、受発光部を有した複数の回路基板
を簡易な取付けで確実に光結合させることができ、精密
な光学的位置合わせを必要としない。また、回路基板の
数や取付け位置を自由に変えることができ、拡張性に富
んだ自由度の高いシステムを構築できる。また、伝送路
を用いるため埃などに対する耐環境性を有し、光学的位
置合わせを必要としないため温度変化等にも強いという
長所を備えている。To solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Publication No. 0-123350 proposes an optical coupling system used for a sheet-like optical data bus. Since this method diffuses and propagates signal light incident on a common signal path, a plurality of circuit boards having a light receiving / emitting section can be securely optically coupled by simple mounting, and precise optical No alignment is required. In addition, the number of circuit boards and the mounting position can be freely changed, and a highly expandable and highly flexible system can be constructed. In addition, since the transmission path is used, it has an environment resistance against dust and the like, and has an advantage that it is resistant to a temperature change and the like because no optical alignment is required.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平10-123350公報の光データバスに用い
られている光結合方式においては、あらゆる方向に光を
拡散させているため、伝播角の異なる複数の伝播距離が
存在することとなり、信号光のモード分散に起因する信
号波形のなまりが生じて高速化に対し弊害を生じる場合
がある。However, in the optical coupling system used for the optical data bus described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-123350, since light is diffused in all directions, a plurality of light beams having different propagation angles are used. Is present, and the signal waveform may be distorted due to the mode dispersion of the signal light, which may adversely affect the speeding up.
【0009】本発明は、信号光のモード分散に起因する
信号波形のなまりが生じる場合においても信号伝達不良
が起こらない光分岐結合装置を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical branching / coupling device which does not cause a signal transmission failure even when a signal waveform is distorted due to mode dispersion of signal light.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明の光分岐結合装置は、所定の広
がり角を持つ信号光を出射する少なくとも1つの信号光
出射手段と、信号光出射手段から出射された所定の広が
り角の信号光を光導波路を介して伝送する光伝送媒体
と、前記光伝送媒体により伝送された信号光を受光する
少なくとも1つの信号光受光手段と、を備え、前記光導
波路を伝播する信号光のうち最長の伝播距離を伝播した
信号光の伝播時間と、前記光導波路を伝播する信号光の
うち最短の伝播距離を伝播した信号光の伝播時間との差
である信号伝播遅延差が、前記信号光の周波数の1周期
よりも短くなるように、前記信号光出射手段、前記光伝
送媒体、及び前記信号光受光手段の配置と、前記信号光
出射手段及び光伝送媒体の材質とを決定したことを特徴
としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical branching / coupling device for emitting at least one signal light having a predetermined divergence angle; An optical transmission medium that transmits the signal light having a predetermined spread angle emitted from the signal light emitting unit via the optical waveguide, and at least one signal light receiving unit that receives the signal light transmitted by the optical transmission medium; And the propagation time of the signal light propagating the longest propagation distance of the signal light propagating through the optical waveguide, and the propagation time of the signal light propagating the shortest propagation distance of the signal light propagating through the optical waveguide. The signal light emitting means, the optical transmission medium, and the signal light receiving means, and the signal light emitting means so that a signal propagation delay difference, which is a difference between the signal light and the signal light receiving means, is shorter than one cycle of the frequency of the signal light. Means and optical transmission It is characterized in that to determine the body material.
【0011】すなわち、請求項1の発明では、信号伝播
遅延差を信号光の周波数の1周期よりも短くなるよう
に、前記信号光出射手段、前記光伝送媒体、及び前記信
号光受光手段の配置と、前記信号光出射手段及び光伝送
媒体の材質とを決定しているため、モード分散に起因
(信号光の伝播距離差による)する信号波形のなまりによ
る伝播速度の高速化への弊害を生じるのを防止すること
ができる。That is, according to the first aspect of the present invention, the signal light emitting means, the optical transmission medium, and the signal light receiving means are arranged so that the signal propagation delay difference is shorter than one cycle of the frequency of the signal light. And the material of the signal light emitting means and the optical transmission medium are determined due to mode dispersion.
It is possible to prevent an adverse effect on the increase in the propagation speed due to the rounding of the signal waveform (due to the difference in the propagation distance of the signal light).
【0012】例えば、光伝送媒体の対向する面に対向配
置された信号光出射手段と前記信号光受光手段の受光部
において、前記光出射部から前記受光部に到達する信号
光は、以下の4つの伝播パターンがある。 (1)光出射部から受光部に直接到達する第1伝播パタ
ーン。 (2)光出射部から受光部に到達するまでに光伝送媒体
の上面及び下面の少なくとも一方の面に1回以上反射し
てパターン受光部に到達する第2伝播パターン。 (3)光出射部から受光部に到達するまでに光伝送媒体
の左右の側面の少なくとも一方の面に1回以上反射して
受光部に到達する第3伝播パターン。 (4)光出射部から受光部に到達するまでに光伝送媒体
の上面及び下面の少なくとも一方の面に1回以上反射す
ると共に、左右の側面の少なくとも一方の面に1回以上
反射して受光部に到達する第4伝播パターン。For example, in the signal light emitting means and the light receiving part of the signal light receiving means which are arranged opposite to the opposite surface of the optical transmission medium, the signal light reaching the light receiving part from the light emitting part is as follows. There are two propagation patterns. (1) A first propagation pattern that directly reaches the light receiving unit from the light emitting unit. (2) A second propagation pattern that reflects at least once on at least one of the upper and lower surfaces of the optical transmission medium before reaching the light receiving unit from the light emitting unit and reaches the pattern light receiving unit. (3) A third propagation pattern that reaches the light receiving portion by being reflected at least once on at least one of the left and right side surfaces of the optical transmission medium before reaching the light receiving portion from the light emitting portion. (4) The light is reflected at least once on at least one of the upper surface and the lower surface of the optical transmission medium before reaching the light receiving portion from the light emitting portion, and is reflected at least once on at least one of the left and right side surfaces. The fourth propagation pattern that reaches the part.
【0013】上記第1伝播パターンにおいては、信号光
出射手段から発せられた信号光は、光出射部と受光部と
を直線で結んだ最短距離の伝播距離を伝播する。そのた
め、最も早い時間で信号光受光手段に伝播される。(す
なわち、遅延を生じていない状態。) また、上記第2伝播パターンから第4伝播パターンにお
いては、信号光は光伝送媒体の上面、下面、及び側面の
いずれかに反射して伝播されているため、伝播距離の差
による伝播時間差(伝播遅延)を生じる。In the first propagation pattern, the signal light emitted from the signal light emitting means propagates the shortest propagation distance connecting the light emitting portion and the light receiving portion with a straight line. Therefore, the signal light is propagated to the signal light receiving means at the earliest time. In other words, in the second to fourth propagation patterns, the signal light is reflected and propagated on any one of the upper surface, the lower surface, and the side surface of the optical transmission medium. Therefore, a difference in propagation time (propagation delay) due to a difference in propagation distance occurs.
【0014】同一形態の光伝送媒体において反射回数が
多いほど、伝播距離が長くなるので、反射回数が最も多
い伝播パターンの伝播時間から最短距離の伝播距離を伝
播する伝播時間を指し引いた値を前記信号伝播遅延差と
して、信号光の周波数の1周期よりも短くなるように、
前記信号光出射手段が出射した信号光の広がり角、前記
信号光受光手段の受光部の前記光出射部に対する配置、
光伝送媒体の長さl、屈折率n、臨界角θcをそれぞれ
決定することにより、モード分散に起因する信号波形の
なまりによる信号伝播の高速化に対する弊害が生じるの
を防止することができる。Since the propagation distance increases as the number of reflections increases in the same type of optical transmission medium, the value obtained by subtracting the propagation time of the shortest distance from the propagation time of the propagation pattern having the largest number of reflections is obtained. As the signal propagation delay difference, shorter than one cycle of the frequency of the signal light,
The spread angle of the signal light emitted by the signal light emitting unit, the arrangement of the light receiving unit of the signal light receiving unit with respect to the light emitting unit,
By determining the length l, the refractive index n, and the critical angle θc of the optical transmission medium, it is possible to prevent adverse effects on high-speed signal propagation due to rounding of the signal waveform due to mode dispersion.
【0015】例えば、信号光が第1の伝播パターン及び
第2の伝播パターンにより伝播される場合、最短の伝播
距離(最短伝播距離と称す。)は第1の伝播パターンであ
り、最長の伝播距離(最長伝播距離と称す。)は第2の伝
播パターンとなるので、信号光が最長伝播距離を伝播し
た時間から最短伝播距離を伝播した時間を差し引いて得
られる信号伝播遅延差は以下のように求めることができ
る。For example, when the signal light is propagated by the first propagation pattern and the second propagation pattern, the shortest propagation distance (referred to as the shortest propagation distance) is the first propagation pattern, and the longest propagation distance. (Referred to as the longest propagation distance) is the second propagation pattern, and the signal propagation delay difference obtained by subtracting the time when the signal light has propagated the shortest propagation distance from the time when the signal light has propagated the longest propagation distance is as follows: You can ask.
【0016】なお、信号伝播遅延差は、前記信号光出射
手段の光出射部から出射される信号光の広がり角 (な
お、図2に示すように、光軸に対する横方向の角度をr
1、縦方向の角度をr2とすると、信号光の広がり角は、
相対的に横方向に2r1度、縦方向に2r2度となる)
と、光伝送媒体の臨界角θcとの関係により、以下の表
1に示す4つの場合に応じて変るので、4つの場合に場
合分けして求めることができる。Note that the signal propagation delay difference is determined by the spread angle of the signal light emitted from the light emitting portion of the signal light emitting means (note that the angle in the horizontal direction with respect to the optical axis is r as shown in FIG. 2).
1 , if the vertical angle is r 2 , the spread angle of the signal light is
(Relatively 2r 1 degrees in the horizontal direction and 2r 2 degrees in the vertical direction)
And the critical angle θc of the optical transmission medium, it changes according to the four cases shown in Table 1 below, and can be obtained for each of the four cases.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】なお、は縦方向の信号光の広がり角と光
伝送媒体の臨界角の関係であり、は横方向の信号光の
広がり角と光伝送媒体の臨界角の関係である。また、r
1>π/2−θcは、横方向の広がり角r1と臨界角θc
との和がπ/2よりも小さい、すなわち、横方向の広が
り角r1が小さい場合であり、r1≦π/2−θcは、横
方向の広がり角r1と臨界角θcとの和がπ/2以上、
すなわち、横方向の広がり角r1が大きい場合である。
同様に、r2>π/2−θcは、縦方向の広がり角r1と
臨界角θcとの和がπ/2よりも小さい、すなわち、縦
方向の広がり角r2が小さい場合であり、r2≦π/2−
θcは縦方向の広がり角r2と臨界角θcとの和がπ/
2以上、すなわち、縦方向の広がり角r2が大きい場合
である。Here, the relationship between the spread angle of the signal light in the vertical direction and the critical angle of the optical transmission medium, and the relationship between the spread angle of the signal light in the horizontal direction and the critical angle of the optical transmission medium. Also, r
1 > π / 2−θc is defined by the lateral spread angle r 1 and the critical angle θc
Is smaller than π / 2, that is, when the lateral spread angle r 1 is small, and r 1 ≦ π / 2−θc is the sum of the lateral spread angle r 1 and the critical angle θc. Is π / 2 or more,
That is, this is the case where the lateral spread angle r 1 is large.
Similarly, r 2 > π / 2−θc means that the sum of the vertical divergence angle r 1 and the critical angle θc is smaller than π / 2, that is, the vertical divergence angle r 2 is small. r 2 ≦ π / 2−
θc is the sum of the vertical spread angle r 2 and the critical angle θc is π /
2 or more, that is, the case where the vertical spread angle r 2 is large.
【0019】なお、上記第1伝播パターンの場合は、光
出射部と受光部とを直線で結んだ最短距離の伝播距離で
あるため第1の場合から第4の場合の全てにおいて、r
1、r2とθcの大きさに係わらず、伝播距離は一定の距
離l/(cosα・cosβ)で表され、その伝播時間
T0は以下の(5)式で表わすことができる。但し、図
1に例示するように、前記信号光受光手段22の受光部
が前記信号光出射手段20の光出射部に対して相対的に
横方向にα度、かつ、縦方向にβ度の位置に設置されて
いるものとし、r1≧α、かつ、r2≧βを満たさないと
信号は受信できないので、前記信号光受光手段はr1≧
α、かつ、r2≧βとなるように配置されている。ま
た、光伝送媒体22は長さをl、屈折率をn、臨界角を
θcとする。なお、図1では説明のため、伝送媒体2
2、信号光出射手段20の光出射部、及び、信号光受光
手段24の受光部を示しており、もちろん、各部の形状
はこれに限定されるものではない。In the case of the first propagation pattern, since the propagation distance is the shortest distance that connects the light emitting portion and the light receiving portion with a straight line, r is used in all of the first to fourth cases.
1, regardless of the magnitude of r 2 and .theta.c, the propagation distance is represented by a constant distance l / (cosα · cosβ), the propagation time T 0 can be expressed by the following equation (5). However, as illustrated in FIG. 1, the light receiving section of the signal light receiving section 22 has an angle of α degrees in the horizontal direction and β degrees in the vertical direction relative to the light emitting section of the signal light emitting section 20. assumed to be installed in a position, r 1 ≧ alpha, and the signal do not adhere to r 2 ≧ beta can not receive the signal light receiving means r 1 ≧
α and r 2 ≧ β. The length of the optical transmission medium 22 is 1, the refractive index is n, and the critical angle is θc. It should be noted that in FIG.
2, a light emitting section of the signal light emitting section 20 and a light receiving section of the signal light receiving section 24 are shown. Of course, the shape of each section is not limited to this.
【0020】[0020]
【数5】 (但し、cは光速。)(Equation 5) (However, c is the speed of light.)
【0021】つぎに、第1の場合、すなわち、横方向の
広がり角r1と縦方向の広がり角r2とが小さい場合(r1
>π/2−θc、r2>π/2−θc)において、最長伝
播距離は、光射部から発せられた信号光が上下面で反射
されて光受光部に到達する経路を伝播する距離となるた
め、l/(cosα・sinθc)で表され、その伝播
時間T12は以下の(6)式で表わすことができる。Next, the first case, that is, the case where the horizontal divergence angle r 1 and the vertical divergence angle r 2 are small (r 1
> Π / 2−θc, r 2 > π / 2−θc), the longest propagation distance is the distance over which the signal light emitted from the light emitting portion is reflected by the upper and lower surfaces and reaches the light receiving portion. Therefore, it is represented by 1 / (cos α · sin θc), and its propagation time T 12 can be represented by the following equation (6).
【0022】[0022]
【数6】 (Equation 6)
【0023】よって、第2伝播パターンで伝播する場合
の信号伝播遅延差T12−T0は、以下の(7)式で表わ
すことができる。Therefore, the signal propagation delay difference T 12 -T 0 when propagating in the second propagation pattern can be expressed by the following equation (7).
【0024】[0024]
【数7】 (Equation 7)
【0025】従って、T12−T0≦1/X(但し、Xは信
号光の周波数)となるように、横方向の広がり角r1、縦
方向の広がり角r2、光伝送媒体の臨界角θc、光伝送
媒体の長さl、及び光伝送媒体の屈折率nを決定するこ
とにより、モード分散に起因する信号波形のなまりによ
る信号伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止する
ことができる。Therefore, the horizontal divergence angle r 1 , the vertical divergence angle r 2 , and the criticality of the optical transmission medium are set so that T 12 −T 0 ≦ 1 / X (where X is the frequency of the signal light). By determining the angle θc, the length l of the optical transmission medium, and the refractive index n of the optical transmission medium, it is possible to prevent the adverse effect on the high-speed signal propagation due to the rounding of the signal waveform due to the mode dispersion. it can.
【0026】次に、第2の場合、すなわち、横方向の広
がり角r1が小さく、縦方向の広がり角r2が大きい場合
(r1>π/2−θc、r2≦π/2−θc)において、最
長伝播距離は、l/(cosα・sinr2)で表さ
れ、その伝播時間T22は以下の(8)式で表わすことが
できる。Next, in the second case, that is, when the horizontal spread angle r 1 is small and the vertical spread angle r 2 is large.
In (r 1 > π / 2−θc, r 2 ≦ π / 2−θc), the longest propagation distance is represented by 1 / (cos α · sinr 2 ), and the propagation time T 22 is expressed by the following equation (8). Can be represented by
【0027】[0027]
【数8】 (Equation 8)
【0028】よって、第2伝播パターンで伝播する場合
の信号伝播遅延差T22−T0は、以下の(9)式で表わ
すことができる。Therefore, the signal propagation delay difference T 22 -T 0 when propagating in the second propagation pattern can be expressed by the following equation (9).
【0029】[0029]
【数9】 (Equation 9)
【0030】従って、T22−T0≦1/X(但し、Xは信
号光の周波数)となるように、横方向の広がり角r1、縦
方向の広がり角r2、光伝送媒体の臨界角θc、光伝送
媒体の長さl、及び光伝送媒体の屈折率nを決定するこ
とにより、モード分散に起因する信号波形のなまりによ
る信号伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止する
ことができる。Therefore, the horizontal divergence angle r 1 , the vertical divergence angle r 2 , and the criticality of the optical transmission medium are set so that T 22 −T 0 ≦ 1 / X (where X is the frequency of the signal light). By determining the angle θc, the length l of the optical transmission medium, and the refractive index n of the optical transmission medium, it is possible to prevent the adverse effect on the high-speed signal propagation due to the rounding of the signal waveform due to the mode dispersion. it can.
【0031】第3の場合、すなわち、横方向の広がり角
r1が大きく、縦方向の広がり角r2が小さい場合(r1≦
π/2−θc、r2>π/2−θc)において、最長伝播
距離は、l/(cosα・sinθc)で表され、その
伝播時間T32は以下の(10)式で表わすことができ
る。In the third case, that is, when the horizontal spread angle r 1 is large and the vertical spread angle r 2 is small (r 1 ≦
In π / 2−θc, r 2 > π / 2−θc), the longest propagation distance is represented by 1 / (cos α · sin θc), and the propagation time T 32 can be represented by the following equation (10). .
【0032】[0032]
【数10】 (Equation 10)
【0033】よって、第2伝播パターンで伝播する場合
の信号伝播遅延差T32−T0は、以下の(11)式で表
わすことができる。Therefore, the signal propagation delay difference T 32 -T 0 when propagating in the second propagation pattern can be expressed by the following equation (11).
【0034】[0034]
【数11】 [Equation 11]
【0035】従って、T32−T0≦1/X(但し、Xは信
号光の周波数)となるように、横方向の広がり角r1、縦
方向の広がり角r2、光伝送媒体の臨界角θc、光伝送
媒体の長さl、及び光伝送媒体の屈折率nを決定するこ
とにより、モード分散に起因する信号波形のなまりによ
る信号伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止する
ことができる。Accordingly, the divergence angle r 1 in the horizontal direction, the divergence angle r 2 in the vertical direction, and the criticality of the optical transmission medium are set so that T 32 −T 0 ≦ 1 / X (where X is the frequency of the signal light). By determining the angle θc, the length l of the optical transmission medium, and the refractive index n of the optical transmission medium, it is possible to prevent the adverse effect on the high-speed signal propagation due to the rounding of the signal waveform due to the mode dispersion. it can.
【0036】第4の場合、すなわち、横方向の広がり角
r1と縦方向の広がり角r2とが大きい場合(r1≦π/2
−θc、r2≦π/2−θc)において、最長伝播距離
は、l/(cosα・sinr2)で表され、その伝播
時間T42は以下の(12)式で表わすことができる。In the fourth case, that is, when the horizontal spread angle r 1 and the vertical spread angle r 2 are large (r 1 ≦ π / 2).
In −θc, r 2 ≦ π / 2−θc), the longest propagation distance is represented by 1 / (cos α · sinr 2 ), and the propagation time T 42 can be represented by the following equation (12).
【0037】[0037]
【数12】 (Equation 12)
【0038】よって、第2伝播パターンで伝播する場合
の信号伝播遅延差T42−T0は、以下の(13)式で表
わすことができる。Therefore, the signal propagation delay difference T 42 -T 0 when propagating in the second propagation pattern can be expressed by the following equation (13).
【0039】[0039]
【数13】 (Equation 13)
【0040】従って、T42−T0≦1/X(但し、Xは信
号光の周波数)となるように、横方向の広がり角r1、縦
方向の広がり角r2、光伝送媒体の臨界角θc、光伝送
媒体の長さl、及び光伝送媒体の屈折率nを決定するこ
とにより、モード分散に起因する信号波形のなまりによ
る信号伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止する
ことができる。Accordingly, the horizontal divergence angle r 1 , the vertical divergence angle r 2 , and the criticality of the optical transmission medium are set so that T 42 −T 0 ≦ 1 / X (where X is the frequency of the signal light). By determining the angle θc, the length l of the optical transmission medium, and the refractive index n of the optical transmission medium, it is possible to prevent the adverse effect on the high-speed signal propagation due to the rounding of the signal waveform due to the mode dispersion. it can.
【0041】また、信号光が第1の伝播パターンと第3
の伝播パターンとにより伝播される場合、及び、第1の
伝播パターンから第3の伝播パターンの全てのパターン
により伝播される場合、最短伝播距離は第1の伝播パタ
ーンであり、最長伝播距離は第3の伝播パターンとな
る。The signal light is transmitted between the first propagation pattern and the third propagation pattern.
In the case where the signal is propagated by the first propagation pattern, and when the signal is propagated by all the patterns from the first propagation pattern to the third propagation pattern, the shortest propagation distance is the first propagation pattern, and the longest propagation distance is the first propagation pattern. 3 propagation pattern.
【0042】従って、上記と同様に信号光が最長伝播距
離を伝播した時間から最短伝播距離を伝播した時間を差
し引いて得られる信号伝播遅延差Txy−T0は、以下の
通りとなる。なお、第1の場合の信号伝播遅延差T13−
T0と第2の場合の信号伝播遅延差T23−T0は同じ式で
表わすことができるので(14)式に示し、第3の場合
の信号伝播遅延差T33−T0と第4の場合の信号伝播遅
延差T43−T0も同じ式で表わすことができるので(1
5)式に示す。Accordingly, the signal propagation delay difference T xy −T 0 obtained by subtracting the time when the signal light has propagated the shortest propagation distance from the time when the signal light has propagated the longest propagation distance is as follows. Note that the signal propagation delay difference T 13 − in the first case is
Since T 0 and the signal propagation delay difference T 23 -T 0 in the second case can be expressed by the same equation, it is shown in equation (14), and the signal propagation delay difference T 33 -T 0 in the third case and the fourth case The signal propagation delay difference T 43 -T 0 in the case of
Shown in equation 5).
【0043】[0043]
【数14】 [Equation 14]
【0044】同様に、信号光が第1の伝播パターンと第
4の伝播パターンとにより伝播される場合、及び、第1
の伝播パターンから第4の伝播パターンの全てのパター
ンにより伝播される場合、最短伝播距離は第1の伝播パ
ターンであり、最長伝播距離は第4の伝播パターンとな
る。Similarly, when the signal light is propagated by the first propagation pattern and the fourth propagation pattern, and
, The shortest propagation distance is the first propagation pattern, and the longest propagation distance is the fourth propagation pattern.
【0045】従って、上記と同様に信号光が最長伝播距
離を伝播した時間から最短伝播距離を伝播した時間を差
し引いて得られる信号伝播遅延差Txy−T0は、以下の
通りとなる。なお、(16)式は第1の場合の信号伝播
遅延差T14−T0を示し、(17)式は第2の場合の信
号伝播遅延差T24−T0を示し、(18)式は第3の場
合の信号伝播遅延差T34−T0を示し、(19)式は第
4の場合の信号伝播遅延差T44−T0を示している。Therefore, the signal propagation delay difference T xy −T 0 obtained by subtracting the time when the signal light has propagated the shortest propagation distance from the time when the signal light has propagated the longest propagation distance is as follows. Expression (16) shows the signal propagation delay difference T 14 -T 0 in the first case, Expression (17) shows the signal propagation delay difference T 24 -T 0 in the second case, and Expression (18) indicates the signal propagation delay difference T 34 -T 0 in the case of the third shows the (19) the signal propagation delay difference T 44 -T 0 in the case of the fourth.
【0046】[0046]
【数15】 (Equation 15)
【0047】なお、信号光受光手段における受光強度の
ばらつきを防止するためには、、r 1≦π/2−θc、
かつ、r2≦π/2−θcである第4の場合に、請求項2
に記載したように、以下の(1)式を満たすように、信
号光出射手段からの信号光の横方向の広がり角2r1及
び縦方向の広がり角2r2、信号光受光手段の前記信号
光出射手段の光出射部に対する横方向の角度α、縦方向
の角度β、前記光伝送媒体の長さl、屈折率n、臨界角
θcをそれぞれ構成すると良い。The intensity of the light received by the signal light receiving means is
In order to prevent variation, r 1≦ π / 2−θc,
And rTwoClaim 4 in the fourth case where ≤π / 2-θc.
As described in the above, the signal is satisfied so as to satisfy the following equation (1).
Horizontal spread angle 2r of signal light from signal light emitting means1Passing
And vertical divergence angle 2rTwoThe signal of the signal light receiving means
Angle α in the horizontal direction with respect to the light emitting portion of the light emitting means, vertical direction
, The length l of the optical transmission medium, the refractive index n, the critical angle
It is preferable to configure θc.
【0048】[0048]
【数16】 (Equation 16)
【0049】このように、信号光が伝播し得る最長伝播
距離と最短伝播距離との差である信号伝播遅延差を、前
記信号光出射手段の光出射部から出射される信号光の広
がり角と、光伝送媒体の臨界角θcとの関係を表わす第
1から第4の場合について求め、求めた信号伝播遅延差
に基づいて決定される条件に合わせて横方向の広がり角
r1、縦方向の広がり角r2、光伝送媒体の臨界角θc、
光伝送媒体の長さl、及び光伝送媒体の屈折率nを決定
することにより、信号伝播時間の違いによる信号伝送不
良を防止できる。すなわち、本願発明によれば、モード
分散に起因する信号波形のなまりによる信号伝播の高速
化に対する弊害が生じるのを防止することができる。As described above, the signal propagation delay difference, which is the difference between the longest propagation distance and the shortest propagation distance over which the signal light can propagate, is determined by the spread angle of the signal light emitted from the light emitting portion of the signal light emitting means. , The spread angle r 1 in the horizontal direction and the spread angle r 1 in the vertical direction in accordance with the conditions determined based on the first to fourth cases representing the relationship with the critical angle θc of the optical transmission medium. Divergence angle r 2 , critical angle θc of optical transmission medium,
By determining the length 1 of the optical transmission medium and the refractive index n of the optical transmission medium, it is possible to prevent signal transmission failure due to a difference in signal propagation time. That is, according to the invention of the present application, it is possible to prevent adverse effects on speeding up of signal propagation due to rounding of a signal waveform due to mode dispersion.
【0050】また、上記請求項1に記載の光分岐結合装
置において、請求項3に記載したように、1つの前記信
号光出射手段から出射された所定の広がり角を持つ信号
光を前記光伝送媒体の光導波路を介して複数の前記信号
光受光手段により受光する場合、及び、複数の前記信号
光出射手段から出射された所定の広がり角を持つ信号光
を前記光伝送媒体の光導波路を介して1つの前記信号光
受光手段により受光する場合のうちのいずれかの場合
に、前記光導波路中を伝播する信号光のうちの最長伝播
距離を伝播した信号光の伝播時間と、前記光導波路中を
伝播する信号光のうちの最短伝播距離を伝播した信号光
の伝播時間との差である信号伝播遅延差が、信号光の周
波数の1/2周期よりも短くなるように、前記信号光出
射手段、前記光伝送媒体、及び前記信号光受光手段の配
置と、前記信号光出射手段及び光伝送媒体の材質とを決
定すると良い。Further, in the optical branching / coupling device according to the first aspect, as described in the third aspect, the signal light having a predetermined divergence angle emitted from one of the signal light emitting means is transmitted to the optical transmission device. When light is received by the plurality of signal light receiving means via the optical waveguide of the medium, and the signal light having a predetermined spread angle emitted from the plurality of signal light emitting means is transmitted through the optical waveguide of the optical transmission medium. In one of the cases where the signal light is received by one of the signal light receiving means, the propagation time of the signal light that has propagated the longest propagation distance of the signal light that propagates in the optical waveguide; Out of the signal light, so that a signal propagation delay difference, which is a difference from a propagation time of the signal light propagating through the shortest propagation distance of the signal light propagating through the signal light, is shorter than a half cycle of the frequency of the signal light. Means, said optical transmission Body, and the arrangement of the signal light receiving means, it is preferable to determine the material of the signal beam emitting unit and an optical transmission medium.
【0051】すなわち、請求項3の発明では、1つの前
記信号光出射手段から出射された信号光を複数の前記信
号光受光手段により受光する場合や、複数の前記信号光
出射手段から出射された信号光を1つの前記信号光受光
手段により受光する場合や、複数の前記信号光出射手段
から出射された信号光を複数の前記信号光受光手段によ
り受光する場合などのように、信号光を同時伝送する場
合においては、信号伝播遅延差を信号光の周波数の1/
2周期よりも短くなるように、前記信号光出射手段、前
記光伝送媒体、及び前記信号光受光手段の配置と、前記
信号光出射手段及び光伝送媒体の材質とを決定してい
る。That is, according to the third aspect of the present invention, the signal light emitted from one signal light emitting means is received by the plurality of signal light receiving means, or the signal light emitted from the plurality of signal light emitting means is received. In the case where the signal light is received by one signal light receiving unit, or the signal light emitted from the plurality of signal light emitting units is received by the plurality of signal light receiving units, the signal light is transmitted simultaneously. In the case of transmission, the signal propagation delay difference is set to 1 / frequency of the signal light.
The arrangement of the signal light emitting means, the optical transmission medium, and the signal light receiving means, and the materials of the signal light emitting means and the optical transmission medium are determined so as to be shorter than two periods.
【0052】これにより、モード分散に起因(信号光の
伝播距離の差による)する信号波形のなまりによる伝播
速度の高速化への弊害を生じるのを防止することができ
る。Thus, it is possible to prevent an adverse effect on the increase in the propagation speed due to the rounding of the signal waveform caused by the mode dispersion (difference in the propagation distance of the signal light).
【0053】また、請求項4に記載されているように、
前記最長伝播距離を伝播する信号光を受け渡す前記信号
光出射手段と前記信号光受光手段とにおいて、該信号光
出射手段の光出射部に対して該信号光受光手段の受光部
が相対的に横方向にα1度、かつ、縦方向にβ1度の位置
に設置されており、前記最短伝播距離を伝播する信号光
を受け渡す前記信号光出射手段と前記信号光受光手段と
において、該信号光出射手段の光出射部に対して該信号
光受光手段の受光部が相対的に横方向にα2度、かつ、
縦方向にβ2度の位置に設置されている場合に、以下の
(2)式を満たすようにすると良い。Further, as described in claim 4,
In the signal light emitting means for transferring the signal light propagating over the longest propagation distance and the signal light receiving means, the light receiving part of the signal light receiving means is relatively positioned with respect to the light emitting part of the signal light emitting means. Α 1 degrees in the horizontal direction, and β 1 degrees in the vertical direction, and the signal light emitting means and the signal light receiving means for transferring the signal light propagating the shortest propagation distance, receiving portion of the signal light receiving means is relatively laterally alpha 2 degrees with respect to the light exit portion of the signal light output unit, and,
It is preferable to satisfy the following equation (2) when the camera is installed at a position of β 2 degrees in the vertical direction.
【0054】[0054]
【数17】 [Equation 17]
【0055】例えば、1つの前記信号光出射手段から出
射された信号光を複数の前記信号光受光手段により受光
する場合、すなわち、1:N(Nは信号光受光手段の
数;任意の正の整数)の同時伝送について説明する。For example, when signal light emitted from one signal light emitting means is received by a plurality of signal light receiving means, that is, 1: N (N is the number of signal light receiving means; any positive ) Will be described.
【0056】なお、図3に例示するように、信号光出射
手段の光出射部から出射された信号光のうち、最短伝播
距離を伝播した信号光を受光する信号光受光手段24の
受光部aは、光出射部に対して相対的に横方向にα
1度、かつ、縦方向にβ1度の位置に設置されており、最
長伝播距離を伝播した信号光を受光する信号光受光手段
24の受光部bは、光出射部に対して相対的に横方向に
α2度、かつ、縦方向にβ2度の位置に設置されているも
のとする。As shown in FIG. 3, of the signal light emitted from the light emitting portion of the signal light emitting device, the light receiving portion a of the signal light receiving device 24 for receiving the signal light having propagated the shortest propagation distance. Is α in the lateral direction relative to the light emitting portion.
Once, and, in the longitudinal direction it is installed in the beta 1 degree position, the light receiving portion b of the signal light receiving unit 24 for receiving the signal light propagated through the longest propagation distance relative to the light exit portion It is assumed that it is installed at a position of α 2 degrees in the horizontal direction and β 2 degrees in the vertical direction.
【0057】従って、信号光出射手段20の光出射部と
最短伝播距離を伝播した信号光を受光する信号光受光手
段24aの受光部との距離はl/(cosα1・sin
β1)と表わすことができ、信号光出射手段20の光出
射部と最長伝播距離を伝播した信号光を受光する信号光
受光手段24bの受光部との距離はl/(cosα2・
sinβ2)と表わすことができる。Therefore, the distance between the light emitting part of the signal light emitting means 20 and the light receiving part of the signal light receiving means 24a for receiving the signal light having propagated the shortest propagation distance is 1 / (cos α 1 · sin).
β 1 ), and the distance between the light emitting part of the signal light emitting means 20 and the light receiving part of the signal light receiving means 24b for receiving the signal light having propagated the longest propagation distance is 1 / (cos α 2.
sin β 2 ).
【0058】そのため、信号伝播遅延差ΔTは、以下の
(20)式で表わすことができる。Therefore, the signal propagation delay difference ΔT can be expressed by the following equation (20).
【0059】[0059]
【数18】 (Equation 18)
【0060】なお、図3は説明のため、伝送媒体22、
前記信号光出射手段20、及び、最短伝播距離を伝播し
た信号光を受光する信号光受光手段24a、最長伝播距
離を伝播した信号光を受光する信号光受光手段24bを
示しており、もちろん、各部の形状はこれに限定される
ものではない。FIG. 3 shows the transmission medium 22,
The signal light emitting means 20, signal light receiving means 24a for receiving the signal light having propagated the shortest propagation distance, and signal light receiving means 24b for receiving the signal light having propagated the longest propagation distance are shown. Is not limited to this.
【0061】また、複数の前記信号光出射手段から出射
された信号光を1つの前記信号光受光手段により受光す
る場合、すなわち、M:1(Mは信号光出射手段の数;
任意の正の整数)の同時伝送について説明する。When the signal light emitted from the plurality of signal light emitting means is received by one signal light receiving means, that is, M: 1 (M is the number of signal light emitting means;
The simultaneous transmission of any positive integer will be described.
【0062】なお、図4に例示するように、信号光出射
手段の光出射部から出射された信号光のうち、最短伝播
距離を伝播する信号光を出射する信号光出射手段20a
の光出射部は、信号光受光手段24の受光部に対して相
対的に横方向にα1度、かつ、縦方向にβ1度の位置に設
置されており、最長伝播距離を伝播する信号光を出射す
る信号光出射手段20bの光出射部は、信号光受光手段
24の受光部に対して相対的に横方向にα2度、かつ、
縦方向にβ2度の位置に設置されているものとする。As shown in FIG. 4, of the signal light emitted from the light emitting portion of the signal light emitting means, the signal light emitting means 20a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance.
Is disposed at a position of α 1 degrees in the horizontal direction and β 1 degrees in the vertical direction relative to the light receiving portion of the signal light receiving means 24, and the signal propagating through the longest propagation distance The light emitting part of the signal light emitting means 20b for emitting light is α 2 degrees in the lateral direction relatively to the light receiving part of the signal light receiving means 24, and
It is assumed that it is installed at a position of β 2 degrees in the vertical direction.
【0063】従って、最短伝播距離を伝播する信号光を
出射する信号光出射手段20aの光出射部と信号光受光
手段24の受光部との距離はl/(cosα1・sin
β1)、及び、最長伝播距離を伝播する信号光を出射す
る信号光出射手段20bの光出射部と信号光受光手段2
4の受光部との距離はl/(cosα2・sinβ2)で
表わすことができるので、信号伝播遅延差ΔTは、上記
の(20)式で表わすことができる。Accordingly, the distance between the light emitting portion of the signal light emitting means 20a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance and the light receiving portion of the signal light receiving means 24 is 1 / (cos α 1 · sin).
β 1 ) and the light emitting portion of the signal light emitting means 20 b for emitting the signal light propagating over the longest propagation distance and the signal light receiving means 2
4 can be expressed by 1 / (cos α 2 · sin β 2 ), so the signal propagation delay difference ΔT can be expressed by the above equation (20).
【0064】なお、図4でも説明のため、最短伝播距離
を伝播する信号光を出射する信号光出射手段20a、最
長伝播距離を伝播する信号光を出射する信号光出射手段
20b、伝送媒体22、及び、信号光受光手段24を示
しており、もちろん、各部の形状はこれに限定されるも
のではない。For the sake of explanation in FIG. 4, signal light emitting means 20a for emitting signal light propagating over the shortest propagation distance, signal light emitting means 20b for emitting signal light propagating over the longest propagation distance, transmission medium 22, Also, the signal light receiving means 24 is shown, and of course, the shape of each part is not limited to this.
【0065】さらに、複数の前記信号光出射手段から出
射された信号光を1つの前記信号光受光手段により受光
する場合、すなわち、M:Nの同時伝送においても同様
に、図5に例示するように、最短伝播距離を伝播する信
号光を出射する信号光出射手段20aの光出射部と最短
伝播距離を伝播した信号光を受光する信号光受光手段2
4aの受光部との距離はl/(cosα1・sinβ1)
と表わすことができ、また、最長伝播距離を伝播する信
号光を出射する信号光出射手段20bの光出射部と最長
伝播距離を伝播した信号光を受光する信号光受光手段2
4bの受光部との距離はl/(cosα2・sinβ2)
と表わすことができるので、信号伝播遅延差ΔTは、上
記の(20)式で表わすことができる。Further, when the signal light emitted from the plurality of signal light emitting means is received by one signal light receiving means, that is, in the simultaneous transmission of M: N, as shown in FIG. A light emitting portion of the signal light emitting means 20a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance and the signal light receiving means 2 receiving the signal light propagating over the shortest propagation distance
The distance from the light receiving portion of 4a is 1 / (cos α 1 · sin β 1 )
In addition, the light emitting portion of the signal light emitting means 20b for emitting the signal light propagating over the longest propagation distance and the signal light receiving means 2 receiving the signal light propagating over the longest propagation distance
The distance from the light receiving section of 4b is 1 / (cos α 2 · sin β 2 )
Therefore, the signal propagation delay difference ΔT can be expressed by the above equation (20).
【0066】なお、図5は説明のため、最短伝播距離を
伝播する信号光を出射する信号光出射手段20a、最長
伝播距離を伝播する信号光を出射する信号光出射手段2
0b、伝送媒体22、最短伝播距離を伝播した信号光を
受光する信号光受光手段24a、最長伝播距離を伝播し
た信号光を受光する信号光受光手段24bを示してお
り、もちろん、各部の形状はこれに限定されるものでは
ない。FIG. 5 shows the signal light emitting means 20a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance, and the signal light emitting means 2 for emitting the signal light propagating over the longest propagation distance.
0b, a transmission medium 22, a signal light receiving unit 24a for receiving the signal light having propagated the shortest propagation distance, and a signal light receiving unit 24b for receiving the signal light having propagated the longest propagation distance. It is not limited to this.
【0067】従って、ΔT≦1/2・X (但し、Xは
信号光の周波数)となるように、横方向の広がり角r1、
縦方向の広がり角r2、光伝送媒体の臨界角θc、光伝
送媒体の長さl、及び光伝送媒体の屈折率nを決定する
ことにより、モード分散に起因する信号波形のなまりに
よる信号伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止す
ることができる。Therefore, the divergence angle r 1 in the horizontal direction is set so that ΔT ≦ 1 / · X (where X is the frequency of the signal light).
By determining the vertical divergence angle r 2 , the critical angle θc of the optical transmission medium, the length l of the optical transmission medium, and the refractive index n of the optical transmission medium, signal propagation due to rounding of a signal waveform caused by mode dispersion. It is possible to prevent the adverse effect on the high-speed operation from occurring.
【0068】また、請求項5に記載の発明は、請求項1
に記載の光分岐結合装置において、前記信号光出射手段
と前記光伝送媒体との間、及び、前記光伝送媒体と前記
信号光受光手段との間の少なくとも一方に設けられ信号
光を伝播する光ファイバをさらに備え、前記信号伝播遅
延差が、信号光の周波数の1周期よりも短くなるよう
に、前記信号光出射手段、前記光伝送媒体、前記信号光
受光手段、及び、前記光ファイバの配置と、前記信号光
出射手段及び光伝送媒体の材質と、前記光ファイバの長
さ、屈折率、及び開口数とを決定したことを特徴として
いる。Further, the invention described in claim 5 is the first invention.
In the optical branching / coupling device according to (1), light that propagates signal light is provided between the signal light emitting unit and the optical transmission medium and at least one of between the optical transmission medium and the signal light receiving unit. An arrangement of the signal light emitting means, the optical transmission medium, the signal light receiving means, and the optical fiber such that the signal propagation delay difference is shorter than one cycle of the frequency of the signal light. And the material of the signal light emitting means and the optical transmission medium, and the length, the refractive index, and the numerical aperture of the optical fiber are determined.
【0069】すなわち、請求項5の発明では、前記信号
光出射手段と前記光伝送媒体との間、及び、前記光伝送
媒体と前記信号光受光手段との間の少なくとも一方に光
ファイバが設けられている場合は、信号伝播遅延差を信
号光の周波数の1周期よりも短くなるように、前記信号
光出射手段、前記光伝送媒体、及び前記信号光受光手段
の配置と、前記信号光出射手段及び光伝送媒体の材質は
もちろんのこと、前記光ファイバの配置と、前記光ファ
イバの長さ、屈折率、及び開口数とを決定しているた
め、モード分散に起因する信号波形のなまりによる伝播
速度の高速化への弊害を生じるのを防止することができ
る。That is, in the invention of claim 5, optical fibers are provided between at least one of the signal light emitting means and the optical transmission medium and between at least one of the optical transmission medium and the signal light receiving means. The signal light emitting means, the optical transmission medium, and the signal light receiving means, and the signal light emitting means so that the signal propagation delay difference is shorter than one cycle of the frequency of the signal light. And the material of the optical transmission medium, as well as the location of the optical fiber and the length, refractive index, and numerical aperture of the optical fiber are determined. It is possible to prevent adverse effects on speeding up.
【0070】すなわち、上述の請求項1において説明し
たように、前記光出射部から前記受光部に到達する信号
光は、第1伝播パターンから第4伝播パターンの以下の
4つの伝播パターンのいずれかによって伝播される。That is, as described in claim 1, the signal light arriving at the light receiving portion from the light emitting portion is one of the following four propagation patterns from the first propagation pattern to the fourth propagation pattern. Propagated by
【0071】第1伝播パターンの場合、信号光出射手段
から発せられた信号光は、光伝送媒体内においては信号
伝播遅延差を生じないが、光ファイバ内での伝送中に伝
播時間差が生じる。また、第2伝播パターンから第4伝
播パターンの場合、信号光出射手段から発せられた信号
光は、光伝送媒体内と光ファイバ内での伝送中に伝播時
間差が生じる。In the case of the first propagation pattern, the signal light emitted from the signal light emitting means does not cause a signal propagation delay difference in the optical transmission medium, but has a propagation time difference during transmission in the optical fiber. In the case of the second to fourth propagation patterns, a difference in propagation time occurs between the signal light emitted from the signal light emitting unit during transmission in the optical transmission medium and in the optical fiber.
【0072】光ファイバの伝播時間差τは以下の(2
1)式で表わすことができる。但し、cは光速、lは光
ファイバ長、n1は光ファイバのコアの屈折率、n2は光
ファイバのクラッドの屈折率、NAは光ファイバの開口
数である。The propagation time difference τ of the optical fiber is given by (2)
1) It can be expressed by the following equation. Here, c is the speed of light, l is the length of the optical fiber, n 1 is the refractive index of the core of the optical fiber, n 2 is the refractive index of the cladding of the optical fiber, and NA is the numerical aperture of the optical fiber.
【0073】[0073]
【数19】 [Equation 19]
【0074】また、図6に例示するように、入力側光フ
ァイバ26の一方の端面には、信号光出射手段20の光
出射部が設けられており、他方の端面が光伝送媒体22
に設けられて光出射部20からの信号光を光伝送媒体2
2に導いている。また、出力側光ファイバ28の一方の
端面は光伝送媒体22に設けられており、他方の端面に
は信号光受光手段24の受光部が設けられており、光伝
送媒体22内を伝送された信号光を一方の端面から受光
して他方の端面の受光部24に導いている。As shown in FIG. 6, a light emitting portion of the signal light emitting means 20 is provided on one end face of the input side optical fiber 26, and the other end face is provided on the optical transmission medium 22.
And transmits the signal light from the light emitting unit 20 to the optical transmission medium 2.
Leading to 2. One end face of the output side optical fiber 28 is provided on the optical transmission medium 22, and the other end face is provided with a light receiving portion of the signal light receiving means 24. The signal light is received from one end face and guided to the light receiving section 24 on the other end face.
【0075】この出力側光ファイバ28の受光側の端面
は、入力側光ファイバ26の光出射側の端面に対して相
対的に横方向にα度、かつ、縦方向にβ度の位置に設置
されており、入力側光ファイバ26は、半径をr10、長
さをl10、コア屈折率をn10、開口数をNA10、臨界角
をθc10とし、光伝送媒体22は、長さをl20とし、屈
折率をn20、開口数をNA20、臨界角をθc20、出力側
光ファイバ28は、長さをl30、コア屈折率をn30、開
口数をNA30、臨界角をθc30とする。The end face of the output side optical fiber 28 on the light receiving side is set at a position α degrees in the horizontal direction and β degrees in the vertical direction relative to the end face on the light emission side of the input side optical fiber 26. The input side optical fiber 26 has a radius r 10 , a length l 10 , a core refractive index n 10 , a numerical aperture NA 10 , a critical angle θc 10 , and the optical transmission medium 22 has a length Is l 20 , the refractive index is n 20 , the numerical aperture is NA 20 , the critical angle is θc 20 , and the output side optical fiber 28 has a length of l 30 , a core refractive index of n 30 , a numerical aperture of NA 30 , The angle is θc 30 .
【0076】光伝送媒体内と光ファイバ内での伝送中に
発生する伝播時間差は、入力側光ファイバの開口数NA
10、出力側光ファイバの開口数NA30及び光伝送媒体の
開口数NA20の関係により、以下に示す2つの場合が考
えられる。The propagation time difference occurring during transmission between the optical transmission medium and the optical fiber is determined by the numerical aperture NA of the input side optical fiber.
10 , the following two cases can be considered depending on the relationship between the numerical aperture NA 30 of the output side optical fiber and the numerical aperture NA 20 of the optical transmission medium.
【0077】第1の場合;NA10≦NA20≦NA30、N
A10>NA20≦NA30 第2の場合;NA10>NA20>NA30、NA10≦NA20
>NA30 第1の場合において、第1伝播パターンでは、光伝送媒
体では伝播時間差は生じないため、信号伝播時間差Tf1
はファイバで生じる信号伝播時間差のみで表わすことが
できる。(22)式に示す。In the first case, NA 10 ≦ NA 20 ≦ NA 30 , N
A 10 > NA 20 ≦ NA 30 In the second case; NA 10 > NA 20 > NA 30 , NA 10 ≦ NA 20
> NA 30 In the first case, in the first propagation pattern, there is no propagation time difference in the optical transmission medium, so the signal propagation time difference T f1
Can be expressed only by the signal propagation time difference generated in the fiber. It is shown in equation (22).
【0078】[0078]
【数20】 (Equation 20)
【0079】また、第2伝播パターンでは、光伝送媒体
では上下面反射による伝播時間差が生じ、かつ、入力側
光ファイバと出力側光ファイバとにおいても伝播時間差
が生じているため、信号伝播時間差Tf1+Tpは、ファ
イバで生じる伝播時間差と上下面反射による信号伝播時
間差との和として表わすことができる。(23)式に示
す。In the second propagation pattern, a propagation time difference occurs due to reflection on the upper and lower surfaces in the optical transmission medium, and a propagation time difference also occurs between the input side optical fiber and the output side optical fiber. f1 + T p can be expressed as the sum of the signal propagation time difference caused by the upper and lower surfaces reflection and propagation time difference caused by the fiber. This is shown in equation (23).
【0080】[0080]
【数21】 (Equation 21)
【0081】さらに、第3伝播パターンでは、光伝送媒
体では左右の側面反射による伝播時間差が生じ、かつ、
入力側光ファイバと出力側光ファイバとにおいても伝播
時間差が生じているため、信号伝播時間差Tf1+T
sは、ファイバで生じる伝播時間差と左右の側面反射に
よる信号伝播時間差との和として表わすことができる。
(24)式に示す。Further, in the third propagation pattern, in the optical transmission medium, a propagation time difference occurs due to left and right side reflections, and
Since there is a propagation time difference between the input side optical fiber and the output side optical fiber, the signal propagation time difference T f1 + T
s can be expressed as the sum of the propagation time difference generated in the fiber and the signal propagation time difference due to left and right side reflections.
This is shown in equation (24).
【0082】[0082]
【数22】 (Equation 22)
【0083】第4伝播パターンでは、光伝送媒体では上
下面反射による伝播時間差と左右の側面反射による伝播
時間差とが生じ、かつ、入力側光ファイバと出力側光フ
ァイバとにおいても伝播時間差が生じているため、信号
伝播時間差Tf1+Tp+Tsは、ファイバで生じる伝播時
間差と上下面反射による伝播時間差と左右の側面反射に
よる伝播時間差との和として表わすことができる。(2
5)式に示す。In the fourth propagation pattern, in the optical transmission medium, a propagation time difference due to upper and lower surface reflections and a propagation time difference due to left and right side reflections occur, and a propagation time difference also occurs between the input side optical fiber and the output side optical fiber. Therefore, the signal propagation time difference T f1 + T p + T s can be expressed as the sum of the propagation time difference generated in the fiber, the propagation time difference due to upper and lower surface reflections, and the propagation time difference due to left and right side reflections. (2
Shown in equation 5).
【0084】[0084]
【数23】 (Equation 23)
【0085】また、第2の場合においては、光伝送媒体
よりも出力側光ファイバの開口数が小さいため、光伝送
媒体からの伝播光のうち、出力側光ファイバの臨界角よ
り小さい角度で入射した光は伝播できない。In the second case, since the numerical aperture of the output side optical fiber is smaller than that of the optical transmission medium, the light propagating from the optical transmission medium is incident at an angle smaller than the critical angle of the output side optical fiber. Light cannot propagate.
【0086】以上のことを考慮して、第1伝播パターン
では、光伝送媒体では伝播時間差は生じないため、信号
伝播時間差Tf2はファイバで生じる伝播時間差のみで表
わすことができる。(26)式に示す。In consideration of the above, in the first propagation pattern, no propagation time difference occurs in the optical transmission medium, so that the signal propagation time difference T f2 can be expressed only by the propagation time difference generated in the fiber. This is shown in equation (26).
【0087】[0087]
【数24】 (Equation 24)
【0088】また、第2伝播パターンでは、光伝送媒体
では上下面反射による伝播時間差が生じ、かつ、入力側
光ファイバと出力側光ファイバとにおいても伝播時間差
が生じているため、信号伝播時間差Tf2+Tpは、ファ
イバで生じる伝播時間差と上下面反射による伝播時間差
との和として表わすことができる。(27)式に示す。In the second propagation pattern, a propagation time difference occurs due to reflection on the upper and lower surfaces in the optical transmission medium, and a propagation time difference also occurs between the input side optical fiber and the output side optical fiber. f2 + T p can be expressed as the sum of the propagation time difference caused by the upper and lower surfaces reflection and propagation time difference caused by the fiber. This is shown in equation (27).
【0089】[0089]
【数25】 (Equation 25)
【0090】さらに、第3伝播パターンでは、光伝送媒
体では左右の側面反射による伝播時間差が生じ、かつ、
入力側光ファイバと出力側光ファイバとにおいても伝播
時間差が生じているため、信号伝播時間差Tf2+T
sは、ファイバで生じる伝播時間差と左右の側面反射に
よる伝播時間差との和として表わすことができる。(2
8)式に示す。Further, in the third propagation pattern, a difference in propagation time occurs due to left and right side reflections in the optical transmission medium, and
Since there is a propagation time difference between the input side optical fiber and the output side optical fiber, the signal propagation time difference T f2 + T
s can be expressed as the sum of the propagation time difference generated in the fiber and the propagation time difference due to left and right side reflections. (2
It is shown in equation 8).
【0091】[0091]
【数26】 (Equation 26)
【0092】第4伝播パターンでは、光伝送媒体では上
下面反射による伝播時間差と左右の側面反射による伝播
時間差とが生じ、かつ、入力側光ファイバと出力側光フ
ァイバとにおいても伝播時間差が生じているため、信号
伝播時間差Tf2+Ts+Tpは、ファイバで生じる伝播時
間差と上下面反射による伝播時間差と左右の側面反射に
よる伝播時間差との和として表わすことができる。(2
9)式に示す。In the fourth propagation pattern, in the optical transmission medium, a propagation time difference due to upper and lower surface reflections and a propagation time difference due to left and right side reflections occur, and a propagation time difference also occurs between the input side optical fiber and the output side optical fiber. Therefore, the signal propagation time difference T f2 + T s + T p can be expressed as the sum of the propagation time difference generated in the fiber, the propagation time difference due to upper and lower surface reflections, and the propagation time difference due to left and right side reflections. (2
It is shown in equation 9).
【0093】[0093]
【数27】 [Equation 27]
【0094】以上の(22)式から(29)式の全てにお
いて得られる値が1/X (但し、Xは信号光の周波
数)、すなわち、信号光の周期よりも、小さくなるよう
に、入力側光ファイバは、半径をr10、長さをl10、コ
ア屈折率をn10、開口数をNA10、臨界角をθc10と
し、光伝送媒体は、長さをl20とし、屈折率をn20、開
口数をNA20、臨界角をθc20、出力側光ファイバのサ
イズを、長さをl30、コア屈折率をn30、開口数をNA
30、臨界角をθc30を、それぞれ決定することにより、
モード分散に起因する信号波形のなまりによる信号伝播
の高速化に対する弊害が生じるのを防止することができ
る。The value obtained in all of the above equations (22) to (29) is 1 / X (where X is the frequency of the signal light), that is, the input value is smaller than the period of the signal light. the side optical fiber, the radius r 10, the length l 10, the core refractive index n 10, the numerical aperture NA 10, and .theta.c 10 the critical angle, the optical transmission medium, the length and l 20, the refractive index N 20 , numerical aperture NA 20 , critical angle θc 20 , output optical fiber size, length l 30 , core refractive index n 30 , numerical aperture NA
30 and the critical angle θc 30 , respectively,
It is possible to prevent adverse effects on speeding up of signal propagation due to rounding of a signal waveform due to mode dispersion.
【0095】信号光受光手段における受光強度のばらつ
きを防止するためには、請求項6に記載したように、請
求項5に記載の光分岐結合装置において、前記信号光出
射手段と前記光伝送媒体との間に設けられた入力側光フ
ァイバの端面と、前記光伝送媒体と前記信号光受光手段
との間に設けられた出力側光ファイバの端面は、前記光
伝送媒体の対向する面に対向配置されており、前記出力
側光ファイバの端面は、前記入力側光ファイバの端面に
対して相対的に横方向にα度、かつ、縦方向にβ度の位
置に設置されており、前記入力側光ファイバの長さをl
10、屈折率をn 10、開口数(=sinθ)をNA10、臨
界角をθc10とし、前記光伝送媒体の長さをl20、屈折
率をn20、開口数をNA20、臨界角をθc20とし、前記
出力側光ファイバの長さをl30、屈折率をn30、開口数
をNA30、臨界角をθc30とし、NA10=NA30≦NA
20の関係を満たすようにした場合に、以下の(3)式を
満たすようにすると良い。Variation in received light intensity in signal light receiving means
In order to prevent the
6. The optical branching / coupling device according to claim 5, wherein the signal light output is
Input side optical fiber provided between the transmitting means and the optical transmission medium.
Fiber end face, the optical transmission medium and the signal light receiving means
The end face of the output side optical fiber provided between
The output medium is disposed on the opposing surface of the transmission medium, and
The end face of the side optical fiber is connected to the end face of the input side optical fiber.
Relatively α degrees in the horizontal direction and β degrees in the vertical direction.
And the length of the input side optical fiber is l
Ten, The refractive index n Ten, The numerical aperture (= sinθ) is NATen, Near
Field angle θcTenAnd the length of the optical transmission medium is l20,refraction
Rate n20, NA20, The critical angle θc20And said
The length of the output side optical fiber is l30, The refractive index n30, Numerical aperture
To NA30, The critical angle θc30And NATen= NA30≤NA
20When satisfying the relationship of
It is good to satisfy.
【0096】[0096]
【数28】 [Equation 28]
【0097】(但し、Xは信号光の周波数、cは光速) さらに、請求項5又は請求項6に記載の光分岐結合装置
において、請求項7に記載したように、前記入力側光フ
ァイバ及び前記出力側光ファイバのうち少なくとも一方
が複数設けられ、信号光を同時伝送する場合に、前記光
導波路中を伝播する信号光のうちの最長伝播距離を伝播
した信号光の伝播時間と、前記光導波路中を伝播する信
号光のうちの最短伝播距離を伝播した信号光の伝播時間
との差である信号伝播遅延差が、信号光の周波数の1/
2周期よりも短くなるように、前記信号光出射手段、前
記光伝送媒体、前記信号光受光手段、及び、前記光ファ
イバの配置と、前記信号光出射手段及び光伝送媒体の材
質と、前記光ファイバの長さ、屈折率、及び開口数とを
決定すると良い。(Where X is the frequency of the signal light and c is the speed of light) Further, in the optical branching / coupling device according to the fifth or sixth aspect, as described in the seventh aspect, the input side optical fiber and When at least one of the output-side optical fibers is provided in a plurality and the signal light is transmitted simultaneously, the propagation time of the signal light that has propagated the longest propagation distance of the signal light propagating in the optical waveguide, and the light guide The signal propagation delay difference, which is the difference from the propagation time of the signal light propagating through the shortest propagation distance of the signal light propagating in the wave path, is 1/1 / frequency of the signal light.
The arrangement of the signal light emitting means, the optical transmission medium, the signal light receiving means, and the optical fiber, the material of the signal light emitting means and the optical transmission medium, and the light The length, refractive index, and numerical aperture of the fiber may be determined.
【0098】これにより、モード分散に起因する信号波
形のなまりによる伝播速度の高速化への弊害を生じるの
を防止することができる。Thus, it is possible to prevent an adverse effect on the increase in the propagation speed due to the rounding of the signal waveform due to the mode dispersion.
【0099】例えば、1つの前記入力側光ファイバから
出射された信号光を複数の前記出力側光ファイバにより
受光する場合、すなわち、1:N(Nは出力側光ファイ
バの数;任意の正の整数)の同時伝送について説明す
る。なお、入力側光ファイバの一方の端面には、信号光
出射手段の光出射部が設けられており、他方の端面が光
伝送媒体に設けられて光出射部からの信号光を光伝送媒
体に導いている。また、全ての出力側光ファイバの一方
の端面は光伝送媒体に設けられており、他方の端面には
信号光受光手段の受光部が設けられており、光伝送媒体
内を伝送された信号光を一方の端面から受光して他方の
端面の受光部に導いている。For example, when signal light emitted from one input-side optical fiber is received by a plurality of output-side optical fibers, that is, 1: N (N is the number of output-side optical fibers; ) Will be described. A light emitting portion of the signal light emitting means is provided on one end face of the input side optical fiber, and the other end face is provided on the optical transmission medium, and the signal light from the light emitting section is provided on the optical transmission medium. Leading. One end face of all output side optical fibers is provided on the optical transmission medium, and the other end face is provided with a light receiving portion of the signal light receiving means, and the signal light transmitted through the optical transmission medium is provided. Is received from one end face and guided to a light receiving section on the other end face.
【0100】ここで、図7に例示するように、入力側光
ファイバ26の端面から出射された信号光のうち、最短
伝播距離を伝播した信号光を受光する出力側光ファイバ
28aの端面は入力側光ファイバ26の端面に対して相
対的に横方向にα1度、かつ、縦方向にβ1度の位置に設
置されており、最長伝播距離を伝播した信号光を受光す
る出力側光ファイバ28bの端面は、入力側光ファイバ
26の端面に対して相対的に横方向にα2度、かつ、縦
方向にβ2度の位置に設置されているものとする。Here, as exemplified in FIG. 7, of the signal light emitted from the end face of the input side optical fiber 26, the end face of the output side optical fiber 28a for receiving the signal light propagating the shortest propagation distance is connected to the input side. An output optical fiber that is installed at a position of α 1 degrees in the horizontal direction and β 1 degrees in the vertical direction relative to the end face of the side optical fiber 26 and receives the signal light propagated over the longest propagation distance. It is assumed that the end face of 28 b is disposed at a position of α 2 degrees in the horizontal direction and β 2 degrees in the vertical direction relative to the end face of the input side optical fiber 26.
【0101】また、入力側光ファイバ26の長さを
l10、屈折率をn10、開口数をNA10=sinθ10、及
び臨界角をθc10とし、最短伝播距離を伝播した信号光
を受光する出力側光ファイバ28aの長さをl30、屈折
率をn30、開口数をNA30=sinθ30、及び臨界角を
θc30とし、前記光伝送媒体22の長さをl20、屈折率
をn20、開口数をNA20、及び臨界角をθc20とし、最
長伝播距離を伝播した信号光を受光する出力側光ファイ
バ28bの長さをl31、屈折率をn31、開口数をNA31
=sinθ31、臨界角をθc31とする。The length of the input side optical fiber 26 is l 10 , the refractive index is n 10 , the numerical aperture is NA 10 = sin θ 10 , the critical angle is θc 10, and the signal light propagating through the shortest propagation distance is received. The length of the output side optical fiber 28a is l 30 , the refractive index is n 30 , the numerical aperture is NA 30 = sin θ 30 , the critical angle is θc 30 , the length of the optical transmission medium 22 is l 20 , the refractive index N 20 , the numerical aperture is NA 20 , and the critical angle is θc 20 , the length of the output side optical fiber 28b that receives the signal light having propagated the longest propagation distance is l 31 , the refractive index is n 31 , and the numerical aperture is n NA 31
= Sin θ 31 , and the critical angle is θc 31 .
【0102】伝送距離間が最も短い入力側光ファイバ2
6の他方の端面と出力側光ファイバ28aの一方の端面
との距離はl10+l20/(cosα1・cosβ1)+l
30と表わすことができ、また、伝送距離間が最も長い入
力側光ファイバ26の他方の端面と出力側光ファイバ2
8の一方の端面との距離はl10+l20/(cosα2・
cosα2)+l31と表わすことができるので、信号伝
播遅延差ΔT1:Nは、以下の(30)式で表わすことが
できる。Input side optical fiber 2 having the shortest transmission distance
The distance between the other end face of No. 6 and one end face of the output side optical fiber 28a is l 10 + l 20 / (cos α 1 · cos β 1 ) + l
30 and the other end face of the input side optical fiber 26 having the longest transmission distance and the output side optical fiber 2
8 with one end face is l 10 + l 20 / (cos α 2 ·
cosα 2 ) + l 31 , so that the signal propagation delay difference ΔT 1: N can be expressed by the following equation (30).
【0103】[0103]
【数29】 (Equation 29)
【0104】なお、図7では説明のため、入力側光ファ
イバ26、光伝送媒体22、最短伝播距離を伝播した信
号光を受光する出力側光ファイバ28a、該出力側光フ
ァイバ28aに設けられた信号光受光手段24a、最長
伝播距離を伝播した信号光を受光する出力側光ファイバ
28b、該出力側光ファイバ28bに設けられた信号光
受光手段24bを示している。In FIG. 7, for the sake of explanation, the input side optical fiber 26, the optical transmission medium 22, the output side optical fiber 28a for receiving the signal light propagated over the shortest propagation distance, and the output side optical fiber 28a are provided. The figure shows a signal light receiving means 24a, an output optical fiber 28b for receiving signal light having propagated the longest propagation distance, and a signal light receiving means 24b provided on the output optical fiber 28b.
【0105】従って、1つの前記入力側光ファイバから
出射された信号光を複数の前記出力側光ファイバにより
受光する場合はΔT1:N≦1/2・X(但し、Xは信号光
の周波数)となるように、入力側光ファイバ26の長さ
l10、屈折率n10、前記光伝送媒体の長さl20、屈折率
n20、最短伝播距離を伝播した信号光を受光する出力側
光ファイバ28aの長さl30、屈折率n30、最長伝播距
離を伝播した信号光を受光する出力側光ファイバ28b
の長さl31、屈折率をn31をそれぞれ決定することによ
り、モード分散に起因する信号波形のなまりによる信号
伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止することが
できる。Therefore, when signal light emitted from one input-side optical fiber is received by a plurality of output-side optical fibers, ΔT 1: N ≦ 1/2 · X (where X is the frequency of the signal light) ), The input side optical fiber 26 has a length l 10 , a refractive index n 10 , a length l 20 of the optical transmission medium, a refractive index n 20 , and an output side that receives the signal light propagated through the shortest propagation distance. An output side optical fiber 28b for receiving the signal light propagated through the length l 30 , the refractive index n 30 , and the longest propagation distance of the optical fiber 28a.
By determining the length l 31 and the refractive index n 31 , respectively, it is possible to prevent adverse effects on speeding up of signal propagation due to rounding of a signal waveform caused by mode dispersion.
【0106】また、複数の前記入力側光ファイバから出
射された信号光を1つの前記出力側光ファイバにより受
光する場合、すなわち、M:1(Mは入力側光ファイバ
の数;任意の正の整数)の同時伝送について説明する。When the signal light emitted from the plurality of input side optical fibers is received by one output side optical fiber, that is, M: 1 (M is the number of input side optical fibers; ) Will be described.
【0107】なお、入力側光ファイバの一方の端面に
は、信号光出射手段の光出射部が設けられており、他方
の端面が光伝送媒体に設けられて光出射部からの信号光
を光伝送媒体に導いている。また、全ての出力側光ファ
イバの一方の端面は光伝送媒体に設けられており、他方
の端面には信号光受光手段の受光部が設けられており、
光伝送媒体内を伝送された信号光を一方の端面から受光
して他方の端面の受光部に導いている。A light emitting portion of the signal light emitting means is provided on one end face of the input side optical fiber, and the other end face is provided on the optical transmission medium so that the signal light from the light emitting portion can be converted to light. Leading to the transmission medium. Also, one end face of all output side optical fibers is provided in the optical transmission medium, and the other end face is provided with a light receiving portion of the signal light receiving means,
The signal light transmitted through the optical transmission medium is received from one end face and guided to a light receiving portion on the other end face.
【0108】図8に例示するように、出力側光ファイバ
28の端面に入射する信号光のうち、最短伝播距離を伝
播する信号光を出射する入力側光ファイバ26aの端面
は、出力側光ファイバ28の端面に対して相対的に横方
向にα1度、かつ、縦方向にβ1度の位置に設置されてお
り、最長伝播距離を伝播する信号光を出射する入力側光
ファイバ26bの端面は、出力側光ファイバ28の端面
に対して相対的に横方向にα2度、かつ、縦方向にβ2度
の位置に設置されているものとする。As illustrated in FIG. 8, the end face of the input side optical fiber 26a for emitting the signal light propagating the shortest propagation distance among the signal lights incident on the end face of the output side optical fiber 28 is connected to the output side optical fiber. The end face of the input side optical fiber 26b which is installed at a position of α 1 degrees in the horizontal direction and β 1 degrees in the vertical direction relative to the end face of the input optical fiber 26b and emits the signal light propagating the longest propagation distance. Is set at a position of α 2 degrees in the horizontal direction and β 2 degrees in the vertical direction relative to the end face of the output side optical fiber 28.
【0109】また、最短伝播距離を伝播する信号光を出
射する入力側光ファイバ26aの長さをl10、屈折率を
n10、開口数をNA10=sinθ10、及び臨界角をθc
10とし、最長伝播距離を伝播する信号光を出射する入力
側光ファイバ26bの長さをl11、屈折率をn11、開口
数をNA11=sinθ10、及び臨界角をθc11とし、前
記光伝送媒体22の長さをl20、屈折率をn20とし、出
力側光ファイバ28の長さをl30、屈折率をn30、開口
数をNA30=sinθ30、及び臨界角をθc30とする。The length of the input side optical fiber 26a for emitting the signal light propagating through the shortest propagation distance is l 10 , the refractive index is n 10 , the numerical aperture is NA 10 = sin θ 10 , and the critical angle is θc.
10 , the length of the input-side optical fiber 26b that emits the signal light propagating the longest propagation distance is l 11 , the refractive index is n 11 , the numerical aperture is NA 11 = sin θ 10 , and the critical angle is θc 11 , The length of the optical transmission medium 22 is l 20 , the refractive index is n 20 , the length of the output side optical fiber 28 is l 30 , the refractive index is n 30 , the numerical aperture is NA 30 = sin θ 30 , and the critical angle is θc. 30 .
【0110】最短伝播距離を伝播する信号光を出射する
入力側光ファイバ26aの端面と出力側光ファイバ28
の端面との距離はl10+l20/(cosα1・cos
β1)+l30と表わすことができ、また、最長伝播距離
を伝播する信号光を出射する入力側光ファイバ26bの
端面と出力側光ファイバ28の端面との距離はl11+l
20/(cosα1・cosβ1)+l30で表わすことがで
きるので、信号伝播遅延差ΔTM:1は、以下の(31)
式で表わすことができる。The end face of the input optical fiber 26a for emitting the signal light propagating the shortest propagation distance and the output optical fiber 28
Distance from the end face of l 10 + l 20 / (cos α 1 · cos
β 1 ) + l 30, and the distance between the end face of the input side optical fiber 26 b emitting the signal light propagating the longest propagation distance and the end face of the output side optical fiber 28 is l 11 + l
20 / (cos α 1 · cos β 1 ) + l 30 , the signal propagation delay difference ΔT M: 1 is given by the following (31)
It can be expressed by an equation.
【0111】[0111]
【数30】 [Equation 30]
【0112】なお、図8では説明のため、最短伝播距離
を伝播する信号光を出射する入力側光ファイバ26a、
該入力側光ファイバ26aの一方の端面に光出射部が設
けられた信号光出射手段20a、最長伝播距離を伝播す
る信号光を出射する入力側光ファイバ26b、該入力側
光ファイバ26bの一方の端面に光出射部が設けられた
信号光出射手段20b、光伝送媒体22、出力側光ファ
イバ28、及び該出力側光ファイバ28の一方の端面に
受光部が設けられた信号光受光手段24を示している。In FIG. 8, for the sake of explanation, the input side optical fiber 26a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance,
A signal light emitting means 20a having a light emitting portion provided on one end face of the input optical fiber 26a, an input optical fiber 26b for emitting signal light propagating over the longest propagation distance, and one of the input optical fibers 26b. A signal light emitting unit 20b having a light emitting unit provided on an end surface, an optical transmission medium 22, an output side optical fiber 28, and a signal light receiving unit 24 having a light receiving unit provided on one end surface of the output side optical fiber 28. Is shown.
【0113】従って、複数の前記入力側光ファイバから
出射された信号光を1つの前記出力側光ファイバにより
受光する場合はΔTM:1≦1/2・X(但し、Xは信号光
の周波数)となるように、最短伝播距離に信号光を出射
する入力側光ファイバの長さl10、屈折率n10、最長伝
播距離に信号光を出射する入力側光ファイバの長さ
l 11、屈折率n11、前記光伝送媒体の長さl20、屈折率
n20、信号光を受光する出力側光ファイバの長さl30、
屈折率n30をそれぞれ決定することにより、モード分散
に起因する信号波形のなまりによる信号伝播の高速化に
対する弊害が生じるのを防止することができる。Therefore, from the plurality of input side optical fibers,
The emitted signal light is transmitted through one output side optical fiber.
ΔT for receiving lightM: 1≦ 1/2 · X (where X is signal light
Signal light at the shortest propagation distance so that
Input optical fiber length lTen, Refractive index nTen, The longest biography
Length of input optical fiber that emits signal light at seeding distance
l 11, Refractive index n11The length l of the optical transmission medium20, Refractive index
n20The length l of the output side optical fiber for receiving the signal light30,
Refractive index n30Modal dispersion by determining
Signal propagation speed due to signal waveform distortion
It is possible to prevent adverse effects from occurring.
【0114】さらに、請求項8に記載されているよう
に、複数の前記入力側光ファイバから出射された信号光
を複数の前記出力側光ファイバにより受光する場合、す
なわち、M:Nの同時伝送について説明する。Further, in the case where the signal light emitted from the plurality of input side optical fibers is received by the plurality of output side optical fibers, that is, the simultaneous transmission of M: N is performed. Will be described.
【0115】図9に例示するように、最短伝播距離を伝
播する信号光を出射する入力側光ファイバ26aと、こ
の入力側光ファイバ26aからの信号光を受光する出力
側光ファイバ28aにおいて、入力側光ファイバ26a
の端面に対して出力側光ファイバ28aの端面が相対的
に横方向にα1度、かつ、縦方向にβ1度の位置に設置さ
れている。また、最長伝播距離を伝播する信号光を出射
する入力側光ファイバ26bと、この入力側光ファイバ
26bからの信号光を受光する出力側光ファイバ28b
において、入力側光ファイバ26bの端面に対して出力
側光ファイバ28bの端面が相対的に横方向にα2度、
かつ、縦方向にβ2度の位置に設置されている。As shown in FIG. 9, the input optical fiber 26a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance and the output optical fiber 28a for receiving the signal light from the input optical fiber 26a have an input Side optical fiber 26a
The end face of the output side optical fiber 28a is disposed at a position relatively α 1 degrees in the horizontal direction and β 1 degrees in the vertical direction relative to the end face of the optical fiber 28a. Further, an input optical fiber 26b for emitting signal light propagating over the longest propagation distance, and an output optical fiber 28b for receiving signal light from the input optical fiber 26b
, The end face of the output-side optical fiber 28b is relatively α 2 degrees in the lateral direction with respect to the end face of the input-side optical fiber 26b,
And it is installed at a position of β 2 degrees in the vertical direction.
【0116】従って、最短伝播距離を伝播する信号光を
受け渡す入力側光ファイバ26aの端面と出力側光ファ
イバ28aの端面との距離はl10+l20/(cosα1
・cosβ1)+l30と表わすことができ、また、最長
伝播距離を伝播する信号光を受け渡す入力側光ファイバ
26bの端面と出力側光ファイバ28bの端面との距離
はl11+l20/(cosα1・cosβ1)+l31で表わ
すことができるので、信号伝播遅延差ΔTM:Nは、以下
の(32)式で表わすことができる。Therefore, the distance between the end face of the input side optical fiber 26a for transferring the signal light propagating the shortest propagation distance and the end face of the output side optical fiber 28a is l 10 + l 20 / (cos α 1).
Cos β 1 ) + l 30, and the distance between the end face of the input-side optical fiber 26 b for transferring the signal light propagating through the longest propagation distance and the end face of the output-side optical fiber 28 b is l 11 + l 20 / ( cosα 1 · cosβ 1 ) + l 31 , so that the signal propagation delay difference ΔT M: N can be expressed by the following equation (32).
【0117】[0117]
【数31】 (Equation 31)
【0118】なお、図9では説明のため、最短伝播距離
を伝播する信号光を出射する入力側光ファイバ26a、
該入力側光ファイバ26aの一方の端面に光出射部が設
けられた信号光出射手段20a、最長伝播距離を伝播す
る信号光を出射する入力側光ファイバ26b、該入力側
光ファイバ26bの一方の端面に光出射部が設けられた
信号光出射手段20b、光伝送媒体22、最短伝播距離
を伝播した信号光を受光する出力側光ファイバ28a、
該出力側光ファイバ28aに設けられた信号光受光手段
24a、最長伝播距離を伝播した信号光を受光する出力
側光ファイバ28b、該出力側光ファイバ28bに設け
られた信号光受光手段24bを示している。In FIG. 9, for the sake of explanation, the input side optical fiber 26a for emitting the signal light propagating over the shortest propagation distance,
A signal light emitting means 20a having a light emitting portion provided on one end face of the input optical fiber 26a, an input optical fiber 26b for emitting signal light propagating over the longest propagation distance, and one of the input optical fibers 26b. A signal light emitting means 20b having a light emitting portion provided on an end face, an optical transmission medium 22, an output side optical fiber 28a for receiving signal light propagated over the shortest propagation distance,
The signal light receiving means 24a provided on the output side optical fiber 28a, the output side optical fiber 28b receiving the signal light having propagated the longest propagation distance, and the signal light receiving means 24b provided on the output side optical fiber 28b are shown. ing.
【0119】従って、複数の前記入力側光ファイバから
出射された信号光を複数の前記出力側光ファイバにより
受光する場合は以下の(4)式、すなわち、ΔTM:N≦
1/2・X (但し、Xは信号光の周波数)となるよう
に、最長伝播距離に信号光を出射する入力側光ファイバ
の長さl10、屈折率n10、最短伝播距離に信号光を出射
する入力側光ファイバの長さl11、屈折率n11、前記光
伝送媒体の長さl20、屈折率n20、最長伝播距離を介し
て信号光を受光する出力側光ファイバの長さl30、屈折
率n30、最短伝播距離を介して信号光を受光する出力側
光ファイバの長さl31、屈折率をn31をそれぞれ決定す
ることにより、モード分散に起因する信号波形のなまり
による信号伝播の高速化に対する弊害が生じるのを防止
することができる。Therefore, when the signal light emitted from the plurality of input side optical fibers is received by the plurality of output side optical fibers, the following equation (4) is used, that is, ΔT M: N ≦
The length l 10 of the input side optical fiber that emits the signal light at the longest propagation distance, the refractive index n 10 , and the signal light at the shortest propagation distance so as to be ・ · X (where X is the frequency of the signal light). , The length of the input optical fiber l 11 , the refractive index n 11 , the length of the optical transmission medium l 20 , the refractive index n 20 , the length of the output optical fiber that receives the signal light via the longest propagation distance L 30 , the refractive index n 30 , the length l 31 of the output-side optical fiber that receives the signal light via the shortest propagation distance, and the refractive index n 31 , respectively, to determine the signal waveform caused by the mode dispersion. It is possible to prevent adverse effects on speeding up of signal propagation due to rounding.
【0120】[0120]
【数32】 (Equation 32)
【0121】なお、請求項1から請求項8の発明におけ
る信号光照射手段としては、例えば、レーザダイオード
等の発光素子を用いることができ、また、信号光受光手
段としては、例えば、フォトダイオード等の受光素子を
用いることができる。The signal light irradiating means in the first to eighth aspects of the present invention may be, for example, a light emitting element such as a laser diode, and the signal light receiving means may be, for example, a photodiode or the like. Can be used.
【0122】また、信号光照射手段は、光出射部から拡
散光を発するものであればよく、例えば、直接拡散光を
発する構成の信号光照射手段としたり、拡散板などの光
拡散部材を光出射部に備え平行光を光拡散部材を介して
出射することにより拡散光を発する構成の信号光照射手
段等とすることができる。The signal light irradiating means may be any one that emits diffused light from the light emitting portion. For example, the signal light irradiating means may be a signal light irradiating means configured to directly emit diffused light, or a light diffusing member such as a diffusing plate may be used. A signal light irradiating unit or the like configured to emit diffused light by emitting parallel light through the light diffusion member provided in the emission unit can be provided.
【0123】[0123]
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本発明の第1
の実施形態における光分岐結合装置は、図10に示すよ
うに、第1レーザダイオード10a〜第4レーザダイオ
ード10d、光伝送部12、及び第1フォトダイオード
14a〜第4フォトダイオード14dにより構成されて
いる。なお、第1レーザダイオード10a〜第4レーザ
ダイオード10dは本発明の信号光出射手段に相当し、
光伝送部12は本発明の光伝送媒体に相当し、第1フォ
トダイオード14a〜第4フォトダイオード14dは本
発明の信号光受光手段に相当する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention
As shown in FIG. 10, the optical branching / coupling device according to the embodiment includes first to fourth laser diodes 10a to 10d, an optical transmission unit 12, and first to fourth photodiodes 14a to 14d. I have. The first to fourth laser diodes 10a to 10d correspond to signal light emitting means of the present invention,
The optical transmission unit 12 corresponds to an optical transmission medium of the present invention, and the first to fourth photodiodes 14a to 14d correspond to signal light receiving means of the present invention.
【0124】第1レーザダイオード10a〜第4レーザ
ダイオード10dは、ここでは、それぞれ発光面から発
する信号光の横方向の広がり角が28度、縦方向の発光
広がり角が8度の端面発光型レーザダイオードを用いて
いる。そのような端面発光型レーザダイオードとして
は、例えば、TOLD9441MC(商品名;株式会社
東芝製)等を用いることができる。なお、発光面は本発
明の光照射部に相当する。Here, each of the first laser diode 10a to the fourth laser diode 10d is an edge-emitting laser whose signal light emitted from the light emitting surface has a horizontal divergence angle of 28 degrees and a vertical divergence angle of 8 degrees. A diode is used. As such an edge-emitting laser diode, for example, TOLD9441MC (trade name; manufactured by Toshiba Corporation) or the like can be used. In addition, the light emitting surface corresponds to the light irradiation part of the present invention.
【0125】また、レーザダイオード及び光伝送媒体間
は空気層であるので、第1の実施形態における、横方向
の発光広がり角γ1は18.4度であり、横方向の発光
広がり角γ2は、5.4度となる。Since the space between the laser diode and the optical transmission medium is an air layer, the divergence angle γ 1 in the horizontal direction in the first embodiment is 18.4 degrees, and the divergence angle γ 2 in the horizontal direction. Is 5.4 degrees.
【0126】光伝送部12は、幅wが4mm、厚さtが
1mm、長さlが20mmの直方体状に形成されたPM
MA(ポリメチルメタクリレート)等のプラスチック材
料により構成されている。この光伝送部12の屈折率は
1.49、NA(開口数)は1、臨界角(θc)は4
2.2度であり、対向する1組の側面の一方に、第1レ
ーザダイオード10a〜第4レーザダイオード10d、
他方に第1フォトダイオード14a〜第4フォトダイオ
ード14dがそれぞれ設けられている。The optical transmission section 12 is a PM formed in a rectangular parallelepiped shape having a width w of 4 mm, a thickness t of 1 mm, and a length 1 of 20 mm.
It is made of a plastic material such as MA (polymethyl methacrylate). The refractive index of the optical transmission unit 12 is 1.49, NA (numerical aperture) is 1, and critical angle (θc) is 4
The first laser diode 10a to the fourth laser diode 10d
On the other hand, a first photodiode 14a to a fourth photodiode 14d are provided, respectively.
【0127】第1フォトダイオード14a〜第4フォト
ダイオード14dは、ここでは、受光面の受光径が直径
0.8mmのフォトダイオードを用いている。そのよう
なフォトダイオードとしては、例えば、S5972(商
品名;浜松ホトニクス製)を用いることができる。な
お、受光面は本発明の受光部に相当する。As the first to fourth photodiodes 14a to 14d, photodiodes having a light receiving surface with a light receiving diameter of 0.8 mm are used here. As such a photodiode, for example, S5972 (trade name; manufactured by Hamamatsu Photonics) can be used. The light receiving surface corresponds to the light receiving section of the present invention.
【0128】ここで、第1レーザダイオード10a〜第
4レーザダイオード10d、及び第1フォトダイオード
14a〜第4フォトダイオード14dは、光伝送部の側
面の横方向の中心線上にそれぞれ1mm間隔で配置され
ている。Here, the first to fourth laser diodes 10a to 10d and the first to fourth photodiodes 14a to 14d are arranged at 1 mm intervals on the lateral center line of the side surface of the optical transmission unit. ing.
【0129】そのため、例えば、第4レーザダイオード
10dの発光面に最も遠い位置にある第1フォトダイオ
ード14aの受光面は、第4レーザダイオード10dの
発光面に対して、相対的に横方向に8.53度(=α
度)、縦方向に0度(=β度)の位置にそれぞれ配置され
ることとなる。Therefore, for example, the light receiving surface of the first photodiode 14a, which is farthest from the light emitting surface of the fourth laser diode 10d, is 8 laterally relatively to the light emitting surface of the fourth laser diode 10d. .53 degrees (= α
Degrees) and 0 degrees (= β degrees) in the vertical direction.
【0130】本実施の形態の構成は、第4の場合(r1≦
π/2−θc、かつ、r2≦π/2−θc)で、かつ、第
4伝播パターンでの信号光の伝播に相当するので、信号
伝播遅延差T44−T0は上記(19)式より、4.7×1
0-12(m/s)となる。(但し、光速cは3.0×108m
/s) すなわち、駆動周波数(信号光の周波数)Xが500MH
zの場合、1/X=2×10-9(sec)であり、信号伝
播遅延差T44−T0はこの値よりも小さいため、上記
(1)式より、信号光のモード分散に起因する信号波形の
なまりが生じて高速化に対し弊害を生じる等の信号伝送
不良が生じない光分岐結合装置が得られる。The configuration of the present embodiment is different from the fourth case (r 1 ≦
π / 2-θc and, at r 2 ≦ π / 2-θc ), and it is equal to the propagation of signal light in the fourth propagation pattern, the signal propagation delay difference T 44 -T 0 is the (19) From the formula, 4.7 × 1
0 −12 (m / s). (However, the speed of light c is 3.0 × 10 8 m
/ S) That is, the driving frequency (frequency of signal light) X is 500 MH
In the case of z, 1 / X = 2 × 10 −9 (sec), and the signal propagation delay difference T 44 −T 0 is smaller than this value.
According to the equation (1), it is possible to obtain an optical branching / coupling device that does not cause a signal transmission failure such as a rounding of a signal waveform due to a mode dispersion of a signal light and a bad effect on high speed operation.
【0131】なお、第1の実施の形態では、横方向の発
光広がり角が28度、縦方向の発光広がり角が8度の端
面発光型レーザダイオードを用いているが、端面発光型
レーザダイオード等の拡散光を発するものであればよ
く、横方向の発光広がり角と縦方向の発光広がり角は上
述した値に限定しない。In the first embodiment, an edge-emitting laser diode having a horizontal light emission divergence angle of 28 degrees and a vertical light emission divergence angle of 8 degrees is used. The light emission spread angle in the horizontal direction and the light emission spread angle in the vertical direction are not limited to the values described above.
【0132】また、第1の実施の形態では、光伝送部1
2の複数の面のうちの対向する1組の側面に第1レーザ
ダイオード10a〜第4レーザダイオード10dとフォ
トダイオードとをそれぞれ対向配置したが、本発明では
この構成に限らず、光伝送部12の複数の面に第1レー
ザダイオード10a〜第4レーザダイオード10dとフ
ォトダイオードとを混載する構成とすることも可能であ
る。また、光伝送部12は、直方体状としたが、この形
状に限らず、例えば、円柱状、六面体状など他の形状と
することが可能である。In the first embodiment, the optical transmission unit 1
Although the first laser diode 10a to the fourth laser diode 10d and the photodiode are disposed facing each other on one set of side surfaces facing each other among the plurality of surfaces, the present invention is not limited to this configuration. It is also possible to adopt a configuration in which the first to fourth laser diodes 10a to 10d and the photodiode are mixedly mounted on a plurality of surfaces. In addition, the light transmission unit 12 has a rectangular parallelepiped shape, but is not limited to this shape, and may have another shape such as a columnar shape or a hexahedral shape.
【0133】さらに、レーザダイオードとフォトダイオ
ードの数を4つにしたが、本発明は4つにに限定されの
ものではなく、必要に応じて適宜レーザダイオードとフ
ォトダイオードの数を変更することが可能である。ま
た、レーザダイオードとフォトダイオードの数を同数に
合わせる場合に限定せず、異なる数とすることもでき
る。Further, although the number of laser diodes and photodiodes is four, the present invention is not limited to four, and the number of laser diodes and photodiodes can be changed as needed. It is possible. Further, the number of laser diodes and photodiodes is not limited to the same number, but may be different numbers.
【0134】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施形
態における光分岐結合装置は、図11に示すように、上
述した第1の実施の形態と同様の構成において、1つの
発光面からの光を4つの受光面で受ける場合である1:
4の同時伝送の場合について説明する。(Second Embodiment) As shown in FIG. 11, an optical branching / coupling device according to a second embodiment of the present invention has a structure similar to that of the above-described first embodiment, and has one light emitting device. This is a case where light from a surface is received by four light receiving surfaces:
4 will be described.
【0135】第2の実施の形態において、第1フォトダ
イオード14a〜第4フォトダイオード14dのうち、
第4レーザダイオード10dの発光面に最も近い位置に
配置されている第4フォトダイオード14dは、受光面
が第4レーザダイオード10dの発光面に対して相対的
に横方向に8.53度(=α1度)、縦方向に0度(=β 1
度)の位置に配置されている。In the second embodiment, the first photo
Of the diodes 14a to 14d,
At the position closest to the light emitting surface of the fourth laser diode 10d
The arranged fourth photodiode 14d has a light receiving surface.
Is relative to the light emitting surface of the fourth laser diode 10d.
8.53 degrees in the horizontal direction (= α1Degrees), 0 degrees vertically (= β 1
Degrees).
【0136】また、第1フォトダイオード14a〜第4
フォトダイオード14dのうち、第4レーザダイオード
10dの発光面に最も遠い位置に配置されている第1フ
ォトダイオード14aは、受光面が第4レーザダイオー
ド10dの発光面に対して相対的に横方向に0度(=α1
度)、縦方向に0度(=β1度)の位置に配置されている。The first to fourth photodiodes 14a to 14a
Among the photodiodes 14d, the first photodiode 14a, which is arranged farthest from the light emitting surface of the fourth laser diode 10d, has a light receiving surface in a lateral direction relatively to the light emitting surface of the fourth laser diode 10d. 0 degrees (= α 1
Degrees) is arranged at a position in the vertical direction at 0 ° (= beta 1 degree).
【0137】従って、信号伝播遅延差ΔTは上記(20)
式より、1.1×10-12(m/s)となる。(但し、光速
cは3.0×108m/s) すなわち、駆動周波数(信号光の周波数)Xが500MH
zの場合、1/X・1/2=1×10-9(sec)であ
り、信号伝播遅延差ΔTはこの値よりも小さいため、上
記(2)式より、信号光のモード分散に起因する信号波形
のなまりが生じて高速化に対し弊害を生じる等の信号伝
送不良が生じない光分岐結合装置が得られる。Therefore, the signal propagation delay difference ΔT is obtained by the above (20)
From the formula, it is 1.1 × 10 −12 (m / s). (However, the speed of light
c is 3.0 × 10 8 m / s) That is, the driving frequency (frequency of signal light) X is 500 MHz.
In the case of z, 1 / X ・ 1/2 = 1 × 10 −9 (sec), and the signal propagation delay difference ΔT is smaller than this value. An optical branching / coupling device that does not cause a signal transmission failure such as a rounding of a waveform of a signal to be generated and a detrimental effect on high speed operation can be obtained.
【0138】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施形
態における光分岐結合装置は、図12に示すように、第
1レーザダイオード10a〜第4レーザダイオード10
d、第1出射側ファイバ16a〜第4出射側ファイバ1
6d、光伝送部12、第1受光側ファイバ18a〜第4
受光側ファイバ18d、及び第1フォトダイオード14
a〜第4フォトダイオード14dにより構成されてい
る。(Third Embodiment) As shown in FIG. 12, an optical branching / coupling device according to a third embodiment of the present invention includes first to fourth laser diodes 10a to 10d.
d, first emission side fiber 16a to fourth emission side fiber 1
6d, optical transmission unit 12, first light receiving side fiber 18a to fourth light
Light receiving side fiber 18d and first photodiode 14
a to the fourth photodiode 14d.
【0139】なお、第1レーザダイオード10a〜第4
レーザダイオード10dは本発明の信号光出射手段に相
当し、第1出射側ファイバ16a〜第4出射側ファイバ
16dは入力側光ファイバに相当し、光伝送部12は本
発明の光伝送媒体に相当し、第1受光側ファイバ18a
〜第4受光側ファイバ18dは本発明の出力側光ファイ
バに相当し、第1フォトダイオード14a〜第4フォト
ダイオード14dは本発明の信号光受光手段に相当す
る。The first to fourth laser diodes 10a to 10a
The laser diode 10d corresponds to the signal light emitting means of the present invention, the first outgoing fiber 16a to the fourth outgoing fiber 16d correspond to the input optical fiber, and the optical transmission section 12 corresponds to the optical transmission medium of the present invention. And the first light receiving side fiber 18a
The fourth to fourth light receiving fibers 18d correspond to the output optical fibers of the present invention, and the first to fourth photodiodes 14a to 14d correspond to signal light receiving means of the present invention.
【0140】第1レーザダイオード10a〜第4レーザ
ダイオード10d、光伝送部12、及び、第1フォトダ
イオード14a〜第4フォトダイオード14dの各構成
は上述した第1の実施の形態と同様であるので、説明は
省略する。The respective structures of the first to fourth laser diodes 10a to 10d, the optical transmission unit 12, and the first to fourth photodiodes 14a to 14d are the same as those in the first embodiment. The description is omitted.
【0141】第3の実施の形態では、上述した第1の実
施の形態において、第1レーザダイオード10aの代わ
りに、一端側に第1レーザダイオード10aが設けられ
た第1出射側ファイバ16aの他端が設けられている。
なお、第2レーザダイオード10b〜第4レーザダイオ
ード10dも同様の構成であるので説明は省略する。In the third embodiment, in addition to the first laser diode 10a in the first embodiment described above, the first laser diode 10a is provided with one end provided with the first laser diode 10a. An edge is provided.
Since the second laser diode 10b to the fourth laser diode 10d have the same configuration, the description is omitted.
【0142】また、第3の実施の形態では、上述した第
1の実施の形態において、第1フォトダイオード14a
の代わりに、一端側に第1フォトダイオード14aが設
けられた第1受光側ファイバ18aの他端が設けられて
いる。なお、第2フォトダイオード14b〜第4フォト
ダイオード14dも同様の構成であるので説明は省略す
る。In the third embodiment, the first photodiode 14a is different from the first embodiment.
Instead, the other end of the first light receiving side fiber 18a having the first photodiode 14a provided on one end side is provided. Note that the second to fourth photodiodes 14b to 14d have the same configuration, and a description thereof will be omitted.
【0143】これらの第1出射側ファイバ16a〜第4
出射側ファイバ16d及び第1受光側ファイバ18a〜
第4受光側ファイバ18dの各々は、ここでは、ファイ
バ径が1mm、コア屈折率が1.49、開口数が0.
5、及び、長さが30cmのファイバを用いている。そ
のようなファイバとしては、例えば、SH−4001
(商品名;三菱レイヨン株式会社製) 等を用いることが
できる。The first output side fibers 16a to the fourth
Outgoing side fiber 16d and first light receiving side fiber 18a-
Here, each of the fourth light receiving side fibers 18d has a fiber diameter of 1 mm, a core refractive index of 1.49, and a numerical aperture of 0.4.
5, and a fiber having a length of 30 cm is used. As such a fiber, for example, SH-4001
(Trade name; manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.).
【0144】これらの第1出射側ファイバ16a〜第4
出射側ファイバ16d及び第1受光側ファイバ18a〜
第4受光側ファイバ18dは、光伝送部の側面の横方向
の中心線上にそれぞれ1mm間隔で配置されている。The first output side fibers 16a to the fourth
Outgoing side fiber 16d and first light receiving side fiber 18a-
The fourth light receiving fibers 18d are arranged at 1 mm intervals on the lateral center line of the side surface of the optical transmission unit.
【0145】そのため、例えば、第4出射側ファイバ1
6dの端面に最も遠い位置にある第1受光側ファイバ1
8aの端面は、第4出射側ファイバ16dの端面に対し
て、相対的に横方向に8.53度(=α度)、縦方向に0
度(=β度)の位置にそれぞれ配置されることとなる。Therefore, for example, the fourth emission side fiber 1
First light receiving side fiber 1 farthest from end face of 6d
The end face of 8a is 8.53 degrees (= α degrees) in the horizontal direction and 0 degrees in the vertical direction relative to the end face of the fourth emission side fiber 16d.
It is arranged at the position of degrees (= β degrees).
【0146】本実施の形態の構成は、第1の場合(NA
10≦NA20≦NA30)で、かつ、第4伝播パターンでの
信号光の伝播に相当するので、信号伝播遅延差Tf1+T
p+Tsは上記(25)式より、1.8×10-10(m/s)
となる。(但し、光速cは3.0×108m/s) すなわち、駆動周波数(信号光の周波数)Xが500MH
zの場合、1/X=2×10-9(sec)であり、信号伝
播遅延差Tf1+Tp+Tsはこの値よりも小さいため、上
記(3)式より、信号光のモード分散に起因する信号波形
のなまりが生じて高速化に対し弊害を生じる等の信号伝
送不良が生じない光分岐結合装置が得られる。The configuration of this embodiment is different from the first case (NA
10 ≦ NA 20 ≦ NA 30 ) and corresponds to the propagation of the signal light in the fourth propagation pattern, so that the signal propagation delay difference T f1 + T
p + T s than above (25), 1.8 × 10 -10 (m / s)
Becomes (However, the light speed c is 3.0 × 10 8 m / s) That is, the driving frequency (frequency of the signal light) X is 500 MHz.
In the case of z, 1 / X = 2 × 10 −9 (sec), and the signal propagation delay difference T f1 + T p + T s is smaller than this value. It is possible to obtain an optical branching / coupling device that does not cause a signal transmission failure such as a rounding of the resulting signal waveform and a detrimental effect on high speed operation.
【0147】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施形
態における光分岐結合装置は、図13に示すように、上
述した第3の実施の形態と同様の構成において、1つの
出射側ファイバの端面からの光を4つの受光側ファイバ
の端面で受ける場合である1:4の同時伝送の場合につ
いて説明する。(Fourth Embodiment) An optical branching / coupling device according to a fourth embodiment of the present invention has a structure similar to that of the third embodiment described above, as shown in FIG. The case of the simultaneous transmission of 1: 4, which is the case where the light from the end face of the side fiber is received by the end face of the four light receiving side fibers, will be described.
【0148】なお、第4の実施の形態では、第1受光側
ファイバ18a〜第4受光側ファイバ18dのうちの第
1受光側ファイバ18a及び第4受光側ファイバ18b
は長さl31を50cmとし、第3受光側ファイバ18
c、第4受光側ファイバ18dは長さl30を30cmと
している。In the fourth embodiment, the first light receiving fiber 18a and the fourth light receiving fiber 18b of the first light receiving fiber 18a to the fourth light receiving fiber 18d are used.
Is 50 cm in length l 31 , and the third light receiving side fiber 18
c, The fourth light receiving side fiber 18d has a length l 30 of 30 cm.
【0149】第2の実施の形態において、第1受光側フ
ァイバ18a〜第4受光側ファイバ18dのうち、第4
出射側ファイバ16dの端面に最も近い位置に配置され
ている第4受光側ファイバ18dは、端面が第4出射側
ファイバ16dの発光面に対して相対的に横方向に8.
53度(=α1度)、縦方向に0度(=β1度)の位置に配置
されている。In the second embodiment, of the first light-receiving fiber 18a to the fourth light-receiving fiber 18d, the fourth
The fourth light-receiving fiber 18d disposed closest to the end face of the emission fiber 16d has an end face in the lateral direction relative to the light-emitting surface of the fourth emission fiber 16d.
It is arranged at a position of 53 degrees (= α 1 degree) and 0 degrees (= β 1 degree) in the vertical direction.
【0150】また、第1受光側ファイバ18a〜第4受
光側ファイバ18dのうち、第4出射側ファイバ16d
の端面に最も遠い位置に配置されている第1受光側ファ
イバ18aは、端面が第4出射側ファイバ16dの発光
面に対して相対的に横方向に0度(=α1度)、縦方向に
0度(=β1度)の位置に配置されている。Further, of the first light-receiving fiber 18a to the fourth light-receiving fiber 18d, the fourth light-emitting fiber 16d
The end face of the first light-receiving fiber 18a disposed farthest from the end face of the fourth light-emitting fiber 16d is 0 ° (= α 1 °) in the horizontal direction relative to the light-emitting surface of the fourth emission-side fiber 16d, and the vertical direction. It is arranged at a position of 0 degrees (= beta 1 degree) to.
【0151】従って、信号伝播遅延差ΔTM:Nは上記(3
2)式より、1.0×10-9(m/s)となる。(但し、光
速cは3.0×108m/s) すなわち、駆動周波数(信号光の周波数)Xが500MH
zの場合、1/X・1/2=1×10-9(sec)であ
り、信号伝播遅延差ΔTM:Nはこの値戸同じ値であるた
め、上記(4)式より、信号光のモード分散に起因する信
号波形のなまりが生じて高速化に対し弊害を生じる等の
信号伝送不良が生じない光分岐結合装置が得られる。Therefore, the signal propagation delay difference ΔT M: N is equal to (3
From the equation (2), it is 1.0 × 10 −9 (m / s). (However, the light speed c is 3.0 × 10 8 m / s) That is, the driving frequency (frequency of the signal light) X is 500 MHz.
In the case of z, 1 / X ・ 1/2 = 1 × 10 −9 (sec), and the signal propagation delay difference ΔT M: N is the same value. Therefore, from the above equation (4), the signal light Thus, there is provided an optical branching / coupling device which does not cause a signal transmission failure such as a rounding of a signal waveform caused by the mode dispersion and a bad effect on high speed operation.
【0152】なお、上記第1の実施の形態〜第4の実施
の形態における全ての数値は一例であり、本発明は、上
記(1)式〜(4)式にいずれかに当てはまる条件値で
あればよく、これらの数値に限定されるものではない。It is to be noted that all the numerical values in the first to fourth embodiments are examples, and the present invention provides a condition value which satisfies any of the above expressions (1) to (4). The values are not limited to these values.
【0153】[0153]
【発明の効果】以上説明したように請求項1から請求項
8に記載の発明によれば、信号光のモード分散に起因す
る信号波形のなまりが生じず、よって、信号伝播の高速
化に対し弊害を生じる等の問題が発生せず、良好な信号
光の拡散伝送が可能である、という効果がある。As described above, according to the first to eighth aspects of the present invention, the signal waveform does not become rounded due to the mode dispersion of the signal light. There is an effect that good diffusion transmission of signal light is possible without causing problems such as adverse effects.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の請求項1及び請求項2の概念を説明す
る概略説明図であり、図1(A)は斜視説明図であり、
図1(B)は上面説明図であり、図1(C)は横から見
た説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view for explaining the concept of claims 1 and 2 of the present invention, FIG. 1 (A) is a perspective explanatory view,
FIG. 1B is a top view explanatory view, and FIG. 1C is a view seen from the side.
【図2】図2(A)は信号光の横方向の広がり角を説明
する説明図であり、図2(B)は信号光の縦方向の広が
り角を説明する説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram for explaining a horizontal spread angle of signal light, and FIG. 2B is an explanatory diagram for explaining a vertical spread angle of signal light.
【図3】本発明の請求項3の概念を説明する概略説明図
であり、図3(A)は斜視説明図であり、図3(B)は
上面説明図であり、図3(C)は横から見た説明図であ
る。FIG. 3 is a schematic explanatory view for explaining the concept of claim 3 of the present invention, FIG. 3 (A) is a perspective explanatory view, FIG. 3 (B) is a top explanatory view, and FIG. Is an explanatory diagram viewed from the side.
【図4】本発明の請求項3及び請求項4の概念を説明す
る概略説明図であり、図4(A)は斜視説明図であり、
図4(B)は上面説明図であり、図4(C)は横から見
た説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view for explaining the concept of claims 3 and 4 of the present invention, and FIG. 4 (A) is a perspective explanatory view;
FIG. 4B is a top view explanatory view, and FIG. 4C is a view seen from the side.
【図5】本発明の請求項3及び請求項4の概念を説明す
る別の概略説明図であり、図5(A)は斜視説明図であ
り、図5(B)は上面説明図であり、図5(C)は横か
ら見た説明図である。5 is another schematic explanatory view for explaining the concept of claim 3 and claim 4 of the present invention, FIG. 5 (A) is a perspective explanatory view, and FIG. 5 (B) is a top explanatory view. FIG. 5C is an explanatory diagram viewed from the side.
【図6】本発明の請求項5及び請求項6の概念を説明す
る概略説明図であり、図6(A)は斜視説明図であり、
図6(B)は上面説明図であり、図6(C)は横から見
た説明図である。6 is a schematic explanatory view for explaining the concept of claim 5 and claim 6 of the present invention, FIG. 6 (A) is a perspective explanatory view,
FIG. 6B is a top view explanatory view, and FIG. 6C is a view seen from the side.
【図7】本発明の請求項5及び請求項6の概念を説明す
る別の概略説明図であり、図7(A)は斜視説明図であ
り、図7(B)は上面説明図であり、図7(C)は横か
ら見た説明図である。7 is another schematic explanatory view for explaining the concept of claims 5 and 6 of the present invention, FIG. 7 (A) is a perspective explanatory view, and FIG. 7 (B) is a top explanatory view. FIG. 7C is an explanatory diagram viewed from the side.
【図8】本発明の請求項5及び請求項6の概念を説明す
るさらに別の概略説明図であり、図8(A)は斜視説明
図であり、図8(B)は上面説明図であり、図8(C)
は横から見た説明図である。8 is still another schematic explanatory view for explaining the concept of claims 5 and 6 of the present invention, FIG. 8 (A) is a perspective explanatory view, and FIG. 8 (B) is a top explanatory view. Yes, FIG. 8 (C)
Is an explanatory diagram viewed from the side.
【図9】本発明の請求項7及び請求項8の概念を説明す
る概略説明図であり、図9(A)は斜視説明図であり、
図9(B)は上面説明図であり、図9(C)は横から見
た説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view for explaining the concept of claims 7 and 8 of the present invention, and FIG. 9 (A) is a perspective explanatory view;
FIG. 9B is a top view explanatory view, and FIG. 9C is a view seen from the side.
【図10】図10(A)は本発明の第1の実施の形態の
光分岐結合装置の概略構成を示す斜視図であり、図10
(B)は図10(A)の上面図であり、図10(C)は
図10(A)を横から見た図である。FIG. 10A is a perspective view showing a schematic configuration of an optical branching / coupling device according to the first embodiment of the present invention.
10B is a top view of FIG. 10A, and FIG. 10C is a view of FIG. 10A as viewed from the side.
【図11】図11(A)は本発明の第2の実施の形態の
光分岐結合装置の概略構成を示す斜視図であり、図11
(B)は図11(A)の上面図であり、図11(C)は
図11(A)を横から見た図である。FIG. 11A is a perspective view showing a schematic configuration of an optical branching / coupling device according to a second embodiment of the present invention.
11B is a top view of FIG. 11A, and FIG. 11C is a view of FIG. 11A as viewed from the side.
【図12】図12(A)は本発明の第3の実施の形態の
光分岐結合装置の概略構成を示す斜視図であり、図12
(B)は図12(A)の上面図であり、図12(C)は
図12(A)を横から見た図である。FIG. 12A is a perspective view showing a schematic configuration of an optical branching / coupling device according to a third embodiment of the present invention.
12B is a top view of FIG. 12A, and FIG. 12C is a view of FIG. 12A as viewed from the side.
【図13】図13(A)は本発明の第4の実施の形態の
光分岐結合装置の概略構成を示す斜視図であり、図13
(B)は図13(A)の上面図であり、図13(C)は
図13(A)を横から見た図である。FIG. 13A is a perspective view showing a schematic configuration of an optical branching / coupling device according to a fourth embodiment of the present invention.
13B is a top view of FIG. 13A, and FIG. 13C is a view of FIG. 13A as viewed from the side.
10a〜10d レーザダイオード 12 光伝送部 14a〜14d フォトダイオード 16a〜16d 出射側ファイバ 18a〜18d 受光側ファイバ 10a to 10d Laser diode 12 Optical transmission unit 14a to 14d Photodiode 16a to 16d Emitting fiber 18a to 18d Light receiving fiber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 秀則 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 三浦 昌明 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 高梨 紀 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 廣田 匡紀 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 経塚 信也 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 上村 健 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 舟田 雅夫 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 5F089 AA01 AB03 AC07 AC16 AC17 CA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hidenori Yamada 430 Nakai-cho, Nakai-machi, Ashigarashimo-gun, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Xerox Co., Ltd. Within (72) Inventor Nori Takanashi 430 Nakai-cho, Nakai-machi, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Xerox Fuji Xerox Co., Ltd. Shinya Kyozuka 430 Nakai-cho, Nakai-cho, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture Inside Green Tech Fuji Xerox Co., Ltd. Person Masao Funada 430 Sakai Nakaicho, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture Green Tech Inside Fuji Xerox Co., Ltd. F term (reference) 5F089 AA01 AB03 AC07 AC16 AC17 CA12
Claims (8)
少なくとも1つの信号光出射手段と、 信号光出射手段から出射された所定の広がり角の信号光
を光導波路を介して伝送する光伝送媒体と、 前記光伝送媒体により伝送された信号光を受光する少な
くとも1つの信号光受光手段と、を備え、 前記光導波路を伝播する信号光のうち最長の伝播距離を
伝播した信号光の伝播時間と、前記光導波路を伝播する
信号光のうち最短の伝播距離を伝播した信号光の伝播時
間との差である信号伝播遅延差が、前記信号光の周波数
の1周期よりも短くなるように、前記信号光出射手段、
前記光伝送媒体、及び前記信号光受光手段の配置と、前
記信号光出射手段及び光伝送媒体の材質とを決定したこ
とを特徴とする光分岐結合装置。At least one signal light emitting means for emitting signal light having a predetermined divergence angle, and optical transmission for transmitting the signal light having a predetermined divergence angle emitted from the signal light emitting means via an optical waveguide. Medium, and at least one signal light receiving means for receiving the signal light transmitted by the optical transmission medium, the propagation time of the signal light having propagated the longest propagation distance of the signal light propagating through the optical waveguide And a signal propagation delay difference that is a difference between a propagation time of the signal light propagating the shortest propagation distance of the signal light propagating through the optical waveguide is shorter than one cycle of the frequency of the signal light. The signal light emitting means,
An optical branching / coupling device, wherein an arrangement of the optical transmission medium and the signal light receiving unit and materials of the signal light emitting unit and the optical transmission medium are determined.
号光受光手段の受光部は、前記光伝送媒体の対向する面
に対向配置されており、 前記信号光出射手段は、相対的に横方向に2r1度、か
つ、縦方向に2r2度の広がり角の光を出射し、 前記信号光受光手段は、前記信号光出射手段の光出射部
に対して相対的に横方向にα度、かつ、縦方向にβ度の
位置に設置されており、 前記光伝送媒体の長さをl、屈折率をn、臨界角をθc
とし、r1≦π/2−θc、かつ、r2≦π/2−θcで
ある場合に、以下の(1)式を満たすことを特徴とする
請求項1に記載の光分岐結合装置。 【数1】 (但し、Xは信号光の周波数、cは光速、r1≧α、か
つ、r2≧β)2. A light emitting portion of the signal light emitting device and a light receiving portion of the signal light receiving device are disposed opposite to each other on a surface facing the optical transmission medium. The light emitting unit emits light having a divergence angle of 2r 1 degrees in the horizontal direction and 2r 2 degrees in the vertical direction, and the signal light receiving unit is arranged so that α is relatively α with respect to the light emitting unit of the signal light emitting unit. Degrees, and is disposed at a position of β degrees in the vertical direction. The length of the optical transmission medium is 1, the refractive index is n, and the critical angle is θc.
The optical branching / coupling device according to claim 1, wherein the following expression (1) is satisfied when r 1 ≦ π / 2−θc and r 2 ≦ π / 2−θc. (Equation 1) (However, X is the frequency of the signal light, c is the speed of light, r 1 ≧ α, and r 2 ≧ β)
手段のうち少なくとも一方が複数設けられ、信号光を同
時伝送する場合に、 前記光導波路中を伝播する信号光のうち最長の伝播距離
を伝播した信号光の伝播時間と、前記光導波路中を伝播
する信号光のうち最短の伝播距離を伝播した信号光の伝
播時間との差である信号伝播遅延差が、信号光の周波数
の1/2周期よりも短くなるように、前記信号光出射手
段、前記光伝送媒体、及び前記信号光受光手段の配置
と、前記信号光出射手段及び光伝送媒体の材質とを決定
したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光
分岐結合装置。3. At least one of the signal light emitting means and the signal light receiving means is provided in a plurality, and when transmitting the signal light simultaneously, the longest propagation distance of the signal light propagating in the optical waveguide is determined. The signal propagation delay difference, which is the difference between the propagation time of the propagated signal light and the propagation time of the signal light that has propagated the shortest propagation distance of the signal light propagating in the optical waveguide, is 1/1 of the frequency of the signal light. The arrangement of the signal light emitting means, the optical transmission medium, and the signal light receiving means, and the materials of the signal light emitting means and the optical transmission medium are determined so as to be shorter than two periods. The optical branching and coupling device according to claim 1.
受け渡す前記信号光出射手段と前記信号光受光手段とに
おいて、該信号光出射手段の光出射部に対して該信号光
受光手段の受光部が相対的に横方向にα1度、かつ、縦
方向にβ1度の位置に設置されており、 前記最短の伝播距離を伝播する信号光を受け渡す前記信
号光出射手段と前記信号光受光手段とにおいて、該信号
光出射手段の光出射部に対して該信号光受光手段の受光
部が相対的に横方向にα2度、かつ、縦方向にβ2度の位
置に設置されている場合に、 以下の(2)式を満たすことを特徴とする請求項3に記
載の光分岐結合装置。 【数2】 (但し、Xは信号光の周波数、cは光速)4. The signal light emitting means for delivering the signal light propagating over the longest propagation distance and the signal light receiving means, wherein the signal light receiving means is provided with respect to a light emitting portion of the signal light emitting means. The light receiving section is relatively installed at a position of α 1 degrees in the horizontal direction, and β 1 degrees in the vertical direction, and the signal light emitting means and the signal for transferring the signal light propagating over the shortest propagation distance In the light receiving unit, the light receiving unit of the signal light receiving unit is disposed at a position of α 2 degrees in the horizontal direction and β 2 degrees in the vertical direction relative to the light emitting unit of the signal light emitting unit. The optical branching / coupling device according to claim 3, wherein the following expression (2) is satisfied. (Equation 2) (However, X is the frequency of the signal light, c is the speed of light)
の間、及び、前記光伝送媒体と前記信号光受光手段との
間の少なくとも一方に設けられ信号光を伝播する光ファ
イバをさらに備え、 前記信号伝播遅延差が、信号光の周波数の1周期よりも
短くなるように、前記信号光出射手段、前記光伝送媒
体、前記信号光受光手段、及び、前記光ファイバの配置
と、前記信号光出射手段及び光伝送媒体の材質と、前記
光ファイバの長さ、屈折率、及び開口数とを決定したこ
とを特徴とする請求項1に記載の光分岐結合装置。5. An optical fiber which is provided between said signal light emitting means and said optical transmission medium and at least one between said optical transmission medium and said signal light receiving means and propagates signal light. The signal light emitting means, the optical transmission medium, the signal light receiving means, and the arrangement of the optical fiber; and the signal so that the signal propagation delay difference is shorter than one cycle of the frequency of the signal light. 2. The optical branching / coupling device according to claim 1, wherein the materials of the light emitting means and the optical transmission medium, and the length, the refractive index, and the numerical aperture of the optical fiber are determined.
の間に設けられた入力側光ファイバの端面と、前記光伝
送媒体と前記信号光受光手段との間に設けられた出力側
光ファイバの端面は、前記光伝送媒体の対向する面に対
向配置されており、 前記出力側光ファイバの端面は、前記入力側光ファイバ
の端面に対して相対的に横方向にα度、かつ、縦方向に
β度の位置に設置されており、 前記入力側光ファイバの長さをl10、屈折率をn10、開
口数をNA10、臨界角をθc10とし、 前記光伝送媒体の長さをl20、屈折率をn20、開口数を
NA20、臨界角をθc2 0とし、 前記出力側光ファイバの長さをl30、屈折率をn30、開
口数をNA30、臨界角をθc30とし、 NA10=NA30≦NA20の関係を満たすようにした場合
に、以下の(3)式を満たすことを特徴とする請求項5
に記載の光分岐結合装置。 【数3】 (但し、Xは信号光の周波数、cは光速)6. An end face of an input optical fiber provided between said signal light emitting means and said optical transmission medium, and an output light provided between said optical transmission medium and said signal light receiving means. The end face of the fiber is disposed to face the opposing face of the optical transmission medium, and the end face of the output side optical fiber is α degrees in the lateral direction relatively to the end face of the input side optical fiber, and It is installed at a position of β degrees in the vertical direction, the length of the input side optical fiber is l 10 , the refractive index is n 10 , the numerical aperture is NA 10 , the critical angle is θc 10, and the length of the optical transmission medium is l 20, a refractive index n 20, NA 20 and the numerical aperture of the critical angle and .theta.c 2 0, the length of the output optical fiber l 30, a refractive index n 30, NA 30 the numerical aperture, the critical the angular and .theta.c 30, when to satisfy the relation NA 10 = NA 30 ≦ NA 20 , the following equation (3) Claim 5, characterized in that satisfies
3. The optical branching / coupling device according to 1. (Equation 3) (However, X is the frequency of the signal light, c is the speed of light)
ファイバのうち少なくとも一方が複数設けられ、信号光
を同時伝送する場合に、 前記光導波路中を伝播する信号光のうち最長の伝播距離
を伝播した信号光の伝播時間と、前記光導波路中を伝播
する信号光のうち最短の伝播距離を伝播した信号光の伝
播時間との差である信号伝播遅延差が、信号光の周波数
の1/2周期よりも短くなるように、前記信号光出射手
段、前記光伝送媒体、前記信号光受光手段、及び、前記
光ファイバの配置と、前記信号光出射手段及び光伝送媒
体の材質と、前記光ファイバの長さ、屈折率、及び開口
数とを決定したことを特徴とする請求項5又は請求項6
に記載の光分岐結合装置。7. When at least one of the input side optical fiber and the output side optical fiber is provided in a plurality and the signal light is transmitted simultaneously, the longest propagation distance of the signal light propagating in the optical waveguide is determined. The signal propagation delay difference, which is the difference between the propagation time of the propagated signal light and the propagation time of the signal light that has propagated the shortest propagation distance of the signal light propagating in the optical waveguide, is 1/1 of the frequency of the signal light. The arrangement of the signal light emitting means, the optical transmission medium, the signal light receiving means, and the optical fiber, the material of the signal light emitting means and the optical transmission medium, and the light 7. The fiber according to claim 5, wherein a length, a refractive index, and a numerical aperture of the fiber are determined.
3. The optical branching / coupling device according to 1.
受け渡す前記入力側光ファイバの端面と前記出力側光フ
ァイバの端面とにおいて、該入力側光ファイバの端面に
対して該出力側光ファイバの端面が相対的に横方向にα
1度、かつ、縦方向にβ1度の位置に設置されており、 前記最短の伝播距離を伝播する信号光を受け渡す前記入
力側光ファイバと前記出力側光ファイバとにおいて、該
入力側光ファイバの端面に対して該出力側光ファイバの
端面が相対的に横方向にα2度、かつ、縦方向にβ2度の
位置に設置されている場合に、 前記最長の伝播距離を伝播する信号光を出射する入力側
光ファイバの長さをl 10、屈折率をn10、開口数をNA
10=sinθ10、臨界角をθc10とし、 前記最短の伝播距離を伝播する信号光を出射する入力側
光ファイバの長さをl 11、屈折率をn11、開口数をNA
11=sinθ11、臨界角をθc11とし、 前記光伝送媒体の長さをl20、屈折率をn20、開口数を
NA20、臨界角をθc2 0とし、 前記最長の伝播距離を伝播する信号光を受光する出力側
光ファイバの長さをl 30、屈折率をn30、開口数をNA
30=sinθ30、臨界角をθc30とし、 前記最短の伝播距離を伝播する信号光を受光する出力側
光ファイバの長さをl 31、屈折率をn31、開口数をNA
31=sinθ31、臨界角をθc31とした場合に、以下の
(4)式を満たすことを特徴とする請求項7に記載の光
分岐結合装置。 【数4】 (但し、Xは信号光の周波数、cは光速)8. A signal light propagating through the longest propagation distance
The end face of the input side optical fiber to be transferred and the output side optical fiber
And the end face of the input side optical fiber.
On the other hand, the end face of the output side optical fiber
1Degrees and β in the vertical direction1Degrees, and the input and output signal light that propagates the shortest propagation distance
The power-side optical fiber and the output-side optical fiber,
Of the output side optical fiber with respect to the end face of the input side optical fiber.
The end face is relatively laterally αTwoDegrees and β in the vertical directionTwoDegree
When installed at a position, the input side that emits signal light that propagates the longest propagation distance
The length of the optical fiber is l Ten, The refractive index nTen, NA
Ten= Sin θTen, The critical angle θcTenAnd an input side for emitting a signal light propagating through the shortest propagation distance.
The length of the optical fiber is l 11, The refractive index n11, NA
11= Sin θ11, The critical angle θc11And the length of the optical transmission medium is l20, The refractive index n20, Numerical aperture
NA20, The critical angle θcTwo 0And an output side for receiving signal light propagating through the longest propagation distance.
The length of the optical fiber is l 30, The refractive index n30, NA
30= Sin θ30, The critical angle θc30And an output side for receiving the signal light propagating over the shortest propagation distance.
The length of the optical fiber is l 31, The refractive index n31, NA
31= Sin θ31, The critical angle θc31And the following
8. The light according to claim 7, wherein the expression (4) is satisfied.
Branch coupling device. (Equation 4)(However, X is the frequency of the signal light, c is the speed of light)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000139244A JP2001318263A (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Optical branching/coupling device |
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- 2000-05-11 JP JP2000139244A patent/JP2001318263A/en active Pending
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