[發明專利]光通信設備和方法

無效

• 申請號: 98115674.6
• 申請日: 1998-07-03
• 公開（公告）號: CN1211116A
• 公開（公告）日: 1999-03-17
• 發明（設計）人: 玉田仁志;松本秀一;山口恭司
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

本發明涉及使用光傳輸介質的光通信設備和方法。

使用光纖實現光通信為的是增大計算機之間，計算機與其外圍設備之間或與其他數字設備之間的數據傳輸速度。對于這種使用光纖的光通信，一般采用雙光纖雙向通信方案，其中使用兩根光纖。然而，對實行雙光纖雙向通信方案的設備要求有很大的結構，由于需要兩根光纖，該設備的成本很高，且發射信號光裝置等設備的尺寸也很大。

所以，人們已提出單光纖雙向通信方案，其中使用單根光纖。現在描述用于單光纖雙向通信中光通信設備實例的光發送器-接收器。把光發送器-接收器耦合到一根光纖的端部，傳送和接收信號光。

圖1表示用于單光纖雙向通信中的光發送器-接收器實例。圖1是光發送器-接收器主要部分的側視圖。此光發送器-接收器包括：用硅半導體或砷化鎵(GaAs)半導體制成的半導體襯底101，在其上表面形成作為光接收裝置的光電二極管102；連接到襯底101表面的棱鏡103；連接到襯底101表面呈長方體形狀的半導體器件104；連接到半導體器件104頂部作為光發射裝置的激光二極管105；以及透鏡107，此透鏡107使激光二極管105射出并送到另一個光發送器-接收器的第一信號光L₁進入作為通信線的光纖106一個端面，并且會聚另一個光發送器-接收器經光纖106送出并從光纖106端面射出的第二信號光L₂，再把第二信號光L₂引向光電二極管102。

在襯底101上，棱鏡103放置在光電二極管102上面。半導體器件104放在棱鏡103的一側。激光二極管105安排成這樣，使第一信號光L₁射向棱鏡103。棱鏡103在其面向激光二極管105的一側，有一個與襯底101上表面成一夾角的斜面，例如，夾角為45°。半反射鏡103a形成在此斜面上。至于光纖106，可以采用大直徑塑料光纖。

在具有這種結構的光發送器-接收器中，激光二極管105被未畫出的驅動電路所驅動，第一信號光L₁從激光二極管105射出。第一信號光L₁進入數值孔徑(NA)為，例如，0.1的棱鏡103半反射鏡103a，其中，例如約50％的光量被反射而進入透鏡107。第一信號光L₁被透鏡107會聚，進入數值孔徑為，例如，0.1的光纖106。從激光二極管105射出第一信號光L1的數值孔徑取決于激光二極管105。

另一方面，從另一個光發送器-接收器經光纖106送出的第二信號光L₂是從數值孔徑為，例如，0.3的光纖106射出的。第二信號光L₂被透鏡107會聚，所以其數值孔徑為0.3，并進入棱鏡103的半反射鏡103a。約50％的光量進入光電二極管102。然后，此光被轉變成電信號。從光纖106射出第二信號光L₂的數值孔徑取決于光纖106。

然而，在圖1所示作為光通信設備實例的光發送器-接收器中，在第一信號光L₁和第二信號光L₂中，都有約50％的光量損失。所以，光耦合效率和光接收效率都減小。在至今所描述的有關技術中，提高光發射裝置，如激光二極管，耦合到光纖的光耦合效率和提高光接收裝置，如光電二極管，接收信號光的光接收效率都是困難的。

有關技術中的另一個問題是，去除雜散光分量很困難，即，光發射裝置產生的信號光從光纖的一個端面反射而進入光接收裝置。這些雜散光分量影響光通信。

此外，在有關的技術中，包含成像透鏡的光學系統放在光發射和接收裝置與光纖之間，所以，此設備中所含元件數目就增多，這種設備的結構復雜且體積龐大。

本發明的一個目的是，提供這樣一種光通信設備和光通信方法，以獲得簡單的和小型結構，提高光發射裝置耦合到光傳輸介質等的光耦合效率，實現令人滿意的光通信。

本發明的光通信設備包括一個光發射裝置，發射光通信中的信號光，此信號光以偏離光傳輸介質一個端面的中心軸入射。此光發射裝置在沒有光學系統的情況下提供到光傳輸介質的直接光耦合。

在本發明的另一種光通信設備中，光接收裝置的一個邊緣放在光發射裝置的信號光射到光傳輸介質一個端面上的入射點與此端面中心軸之間。

按照本發明的光通信方法，光發射裝置射出的信號光，以偏離光傳輸介質一個端面的中心軸入射。

按照本發明的光通信設備，光通信中光發射裝置射出的信號光，以偏離光傳輸介質端面的中心軸入射。