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JP3052351B2 - Light-emitting / light-receiving integrated module for optical fiber fault locator - Google Patents

Light-emitting / light-receiving integrated module for optical fiber fault locator

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Publication number
JP3052351B2
JP3052351B2 JP2213314A JP21331490A JP3052351B2 JP 3052351 B2 JP3052351 B2 JP 3052351B2 JP 2213314 A JP2213314 A JP 2213314A JP 21331490 A JP21331490 A JP 21331490A JP 3052351 B2 JP3052351 B2 JP 3052351B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
light
avalanche photodiode
semiconductor laser
power semiconductor
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2213314A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0495844A (en
Inventor
秀夫 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光・受光用モジュールに関し、特に光ファ
イバー障害点探索器用発光・受光一体型モジュールに関
する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting / receiving module, and more particularly to an integrated light emitting / receiving module for an optical fiber fault locator.

〔従来の技術〕 従来、光ファイバー障害点探索器(OTDR)に用いられ
た発光・受光素子は、第3図(a)に示すような高出力
半導体レーザ1のモジュールと、第3図(b)に示すア
バランシェホトダイオード6のモジュールとに個別に構
成されていた。第2図に光ファイバー障害点探索器の構
成を示す。
[Prior Art] Conventionally, a light emitting / receiving element used in an optical fiber fault point locator (OTDR) includes a module of a high-power semiconductor laser 1 as shown in FIG. 3 (a) and a module of FIG. 3 (b). And the avalanche photodiode 6 module shown in FIG. FIG. 2 shows the configuration of the optical fiber fault point locator.

光ファイバー障害点探索器(OTDR)の基本的な動作と
しては、高出力半導体レーザ1をパルス駆動部13により
パルス駆動し、その光パルス信号を光ファイバー4を通
じて方向性結合器14に通した後、被測定光ファイバー15
の障害点からの反射光を再度方向性結合器14に通して受
光器であるアバランシェホトダイオード6に戻して光フ
ァイバー15の障害点を探索するものである。この種の装
置においては測定のダイナミックレンジをいかに大きく
とれるかが装置性能のきめてになるわけであり、そのた
めには高出力の光パルス及びLowノイズの受光器が必要
となる。
The basic operation of the optical fiber fault locator (OTDR) is as follows. The high-power semiconductor laser 1 is pulse-driven by a pulse driver 13, and the optical pulse signal is passed through the optical fiber 4 to the directional coupler 14. Measuring optical fiber 15
The reflected light from the fault point is passed again through the directional coupler 14 and returned to the avalanche photodiode 6 as a light receiver to search for the fault point of the optical fiber 15. In this type of device, how large the dynamic range of the measurement can be determined by the performance of the device. For this purpose, a high-output light pulse and a low-noise light receiver are required.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、障害点探索器としての要求特性である
広ダイナミックレンジ化という観点からして、従来の受
光モジュールであるアバランシェホトダイオード6は、
冷却装置であるペルチェクーラーを備えておらず、低暗
電流化を図ることが、素子特性に依存せざるを得ず実現
が難しい面があり、結果的にOTDRとしての性能を限定せ
ざるを得ないことがあった。
However, from the viewpoint of widening the dynamic range, which is a characteristic required as a fault point locator, the avalanche photodiode 6, which is a conventional light receiving module,
Without a Peltier cooler as a cooling device, it is difficult to achieve low dark current because it depends on the element characteristics, and as a result, the performance as OTDR must be limited. There was nothing.

また高出力半導体レーザ及びそのドライバー、受光素
子であるアバランシェホトダイオード及びその増幅回路
チップは、全て個別に構成されており、装置の全体的コ
ストアップを招いていた。
In addition, the high-power semiconductor laser, its driver, the avalanche photodiode as the light receiving element, and its amplifier circuit chip are all individually configured, leading to an increase in the overall cost of the device.

本発明の目的は高出力化、広ダイナミックレンジ化等
を図る光ファイバー障害点探索器用発光・受光一体型モ
ジュールを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an integrated light-emitting / light-receiving module for an optical fiber fault locator that achieves high output, wide dynamic range, and the like.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

前記目的を達成するため、本発明に係る光ファイバー
障害点探索器用発光・受光一体型モジュールにおいて
は、少なくともパッケージと、高出力半導体レーザと、
アバランシェホトダイオードと、ペルチェクーラーとを
有する光ファイバー障害点探索器用発光・受光一体型モ
ジュールであって、 パッケージは、高出力半導体レーザと、アバランシェ
ホトダイオードと、ペルチェクーラーとが一体に組込ま
れたものであり、 高出力半導体レーザは、光ファイバーの障害点探索用
光信号を出力するものであり、 アバランシェホトダイオードは、光ファイバーの障害
点からの反射光信号を電流に変換するものであり、 ペルチェクーラーは、高出力半導体レーザと、アバラ
ンシェホトダイオードとを冷却するものである。
In order to achieve the object, in the light-emitting / light-receiving integrated module for an optical fiber fault point locator according to the present invention, at least a package, a high-power semiconductor laser,
An integrated light-emitting / light-receiving module for an optical fiber fault locator having an avalanche photodiode and a Peltier cooler, wherein the package is a high-power semiconductor laser, an avalanche photodiode, and a Peltier cooler integrated into one. High-power semiconductor lasers output optical signals for searching for fault points in optical fibers, avalanche photodiodes convert optical signals reflected from optical fiber fault points into currents, and Peltier coolers use high-power semiconductors. It cools the laser and the avalanche photodiode.

また、前記パッケージは、前記各素子に加えて、レー
ザドライバーチップと、受信増幅器チップとを有するも
のであり、 レーザドライバーチップは、外部からの制御信号に基
いて高出力半導体レーザを駆動するものであり、 受信増幅器チップは、アバランシェホトダイオードの
出力電流を増幅するものである。
The package includes a laser driver chip and a receiving amplifier chip in addition to the elements, and the laser driver chip drives a high-power semiconductor laser based on an external control signal. Yes, the receiving amplifier chip amplifies the output current of the avalanche photodiode.

〔作用〕[Action]

高出力半導体レーザとアバランシェホトダイオードと
を1つのペルチェクーラー上に搭載することにより、高
光出力化、低暗電流化を実現する。さらに一体型モジュ
ールとすることにより、コスト的なメリットを図る。
By mounting a high-power semiconductor laser and an avalanche photodiode on one Peltier cooler, high light output and low dark current are realized. In addition, cost advantages can be achieved by using an integrated module.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

本発明の対象になっている装置は光ファイバー障害点
探索器(OTDR)である。第2図に示すように光ファイバ
ー障害点探索器の基本的な動作としては、高出力半導体
レーザ1をパルス駆動部13によりパルス駆動し、その光
パルス信号を光ファイバー4aを通じて方向性結合器14に
通した後、被測定光ファイバー15の障害点からの反射光
を再度方向性結合器14に通して受光器であるアバランシ
ェホトダイオード6に光ファイバー4bにより戻して光フ
ァイバー15の障害点を探索するものである。この種の装
置においては、測定のダイナミックレンジをいかに大き
くとれるかが装置性能のきめてになるわけであり、その
ためには高出力の光パルス及びLowノイズを受光器が必
要となる。
The device that is the subject of the present invention is an optical fiber point of failure locator (OTDR). As shown in FIG. 2, the basic operation of the optical fiber fault locator is that the high-power semiconductor laser 1 is pulse-driven by the pulse driver 13 and the optical pulse signal is passed through the optical fiber 4a to the directional coupler 14. After that, the reflected light from the failure point of the optical fiber 15 to be measured passes through the directional coupler 14 again, and is returned to the avalanche photodiode 6 as a light receiver by the optical fiber 4b to search for the failure point of the optical fiber 15. In this type of device, how large the dynamic range of the measurement can be determined by the performance of the device. For that purpose, a photodetector for high-output light pulses and low noise is required.

そこで、第1図に示すように本発明は、外部からの制
御信号(パルス点灯のための信号)に基いて高出力半導
体レーザ1を駆動するレーザドライバーチップ9と、レ
ーザドライバーチップ9により駆動されるチップキャリ
ヤ12に搭載された高出力半導体レーザ1と、半導体レー
ザより出射される光信号を効率よく光ファイバーに入射
するためのロッドレンズ2aと、方向性結合器14に至るま
での光ファイバー4aと、方向性結合器14からの光信号を
伝送する光ファイバー4bと、光信号を電流に変換するア
バランシェホトダイオード6と、光ファイバー4bからの
光信号をアバランシェホトダイオード6に入射させるロ
ッドレンズ2bと、アバランシェホトダイオード6の出力
電流を増幅する受信増幅器チップ7と、高出力半導体レ
ーザ1とアバランシェホトダイオード6とを冷却するペ
ルチェケーラー8と、温度検出用のサーミスタ11とパッ
ケージ10に内蔵し、かつ高出力半導体レーザ1とアバラ
ンシェホトダイオード6とを同一のペルチェクーラー8
上に搭載したものである。また、光ファイバー4a,4bは
パッケージ10に光ファイバー固定部5a,5bにより固定保
持されており、パッケージ10には、内蔵した各素子に電
源供給及び信号の入出力を行うための複数の端子3,3…
が取付けてある。
Therefore, as shown in FIG. 1, in the present invention, a laser driver chip 9 for driving the high-power semiconductor laser 1 based on an external control signal (signal for pulse lighting), and a laser driver chip 9 driven by the laser driver chip 9 A high-power semiconductor laser 1 mounted on a chip carrier 12, a rod lens 2a for efficiently inputting an optical signal emitted from the semiconductor laser to the optical fiber, and an optical fiber 4a reaching the directional coupler 14. An optical fiber 4b that transmits an optical signal from the directional coupler 14, an avalanche photodiode 6 that converts the optical signal into a current, a rod lens 2b that causes the optical signal from the optical fiber 4b to enter the avalanche photodiode 6, and an avalanche photodiode 6. Receive amplifier chip 7 for amplifying output current, high-power semiconductor laser 1 and avalanche photodiode A Peltier cooler 8 for cooling the diode 6, a thermistor 11 for temperature detection, and a Peltier cooler 8 built in the package 10 and having the high-power semiconductor laser 1 and the avalanche photodiode 6
It is mounted on the top. The optical fibers 4a and 4b are fixedly held by the optical fiber fixing portions 5a and 5b in the package 10. …
Is installed.

本発明によれば、高出力半導体レーザ1とアバランシ
ェホトダイオード6とをペルチェクーラー8により冷却
して、その温度を室温あるいはそれ以下の温度に一定に
保持しておくものである。半導体レーザ1は、温度の低
下に伴なって高出力が得られ、しかもアバランシェホト
ダイオード6についても、雑音に結びつく暗電流成分を
減少することが可能になり、光ファイバー障害点探索器
自体のダイナミックレンジの拡大が可能になる。さらに
半導体レーザ1の駆動用のドライバーチップ9と、アバ
ランシェホトダイオード6の受信増幅回路チップ7を同
時にモジュール内に内蔵したため、使いやすくなると同
時に発光・受光素子を一体型にしてしまうことにより、
装置としてのコストメリットがある。
According to the present invention, the high-power semiconductor laser 1 and the avalanche photodiode 6 are cooled by the Peltier cooler 8 and their temperatures are kept at room temperature or below. In the semiconductor laser 1, a high output is obtained with a decrease in temperature, and the avalanche photodiode 6 can also reduce a dark current component associated with noise, thereby reducing the dynamic range of the optical fiber fault point locator itself. Expansion becomes possible. Further, the driver chip 9 for driving the semiconductor laser 1 and the receiving amplifier circuit chip 7 for the avalanche photodiode 6 are simultaneously incorporated in the module, so that it is easy to use and at the same time, the light emitting / receiving element is integrated.
There is a cost advantage as a device.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は高出力半導体レーザとア
バランシェホトダイオードとをペルチェクーラーにより
冷却するため、半導体レーザの光出力を高出力化でき、
かつアバランシェホトダイオードの雑音成分である暗電
流を低減でき、装置としての広ダイナミックレンジ化を
図ることができる。また、発光・受光デバイスを一体に
組込んだため、従来のように個々に用いる必要がなく、
一体型モジュール1つで装置のキーデバイス部を構成で
き、装置全体としてのコストダウンを図ることができる
という効果を有する。
As described above, the present invention cools the high-power semiconductor laser and the avalanche photodiode with a Peltier cooler, so that the optical output of the semiconductor laser can be increased,
In addition, the dark current, which is a noise component of the avalanche photodiode, can be reduced, and the device can have a wide dynamic range. In addition, since the light-emitting and light-receiving devices are integrated, there is no need to use them individually,
The key device portion of the apparatus can be constituted by one integrated module, and the cost of the entire apparatus can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は光フ
ァイバー障害点探索器を示す構成図、第3図(a)は従
来の半導体レーザモジュールを示す図、第3図(b)は
従来のアバランシェホトダイオードモジュールを示す図
である。 1……高出力半導体レーザ 2……ロッドレンズ、3……端子 4a,4b……光ファイバー 5a,5b……光ファイバー固定部 6……アバランシェホトダイオード 7……受光増幅器チップ 8……ペルチェクーラー 9……レーザドライバーチップ 10……パッケージ、11……サーミスタ 12……チップキャリヤ
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an optical fiber fault point locator, FIG. 3 (a) is a diagram showing a conventional semiconductor laser module, and FIG. 3 (b) () Is a diagram showing a conventional avalanche photodiode module. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High power semiconductor laser 2 ... Rod lens 3 ... Terminal 4a, 4b ... Optical fiber 5a, 5b ... Optical fiber fixing part 6 ... Avalanche photodiode 7 ... Light receiving amplifier chip 8 ... Peltier cooler 9 ... Laser driver chip 10: Package, 11: Thermistor 12: Chip carrier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/02 G02B 6/42 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/02 G02B 6/42 Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともパッケージと、高出力半導体レ
ーザと、アバランシェホトダイオードと、ペルチェクー
ラーとを有する光ファイバー障害点探索器用発光・受光
一体型モジュールであって、 パッケージは、高出力半導体レーザと、アバランシェホ
トダイオードと、ペルチェクーラーとが一体に組込まれ
たものであり、 高出力半導体レーザは、光ファイバーの障害点探索用光
信号を出力するものであり、 アバランシェホトダイオードは、光ファイバーの障害点
からの反射光信号を電流に変換するものであり、 ペルチェクーラーは、高出力半導体レーザと、アバラン
シェホトダイオードとを冷却するものであることを特徴
とする光ファイバー障害点探索器用発光・受光一体型モ
ジュール。
An integrated light-emitting / light-receiving module for an optical fiber fault locator having at least a package, a high-power semiconductor laser, an avalanche photodiode, and a Peltier cooler, wherein the package comprises a high-power semiconductor laser and an avalanche photodiode. And a Peltier cooler. The high-power semiconductor laser outputs an optical signal for searching for a fault point of the optical fiber, and the avalanche photodiode outputs a reflected light signal from the fault point of the optical fiber. An integrated light emitting / receiving module for an optical fiber fault locator, wherein the Peltier cooler cools a high-power semiconductor laser and an avalanche photodiode.
【請求項2】前記パッケージは、前記各素子に加えて、
レーザドライバーチップと、受信増幅器チップとを有す
るものであり、 レーザドライバーチップは、外部からの制御信号に基い
て高出力半導体レーザを駆動するものであり、 受信増幅器チップは、アバランシェホトダイオードの出
力電流を増幅するものであることを特徴とする光ファイ
バー障害点探索器用発光・受光一体型モジュール。
2. The package according to claim 1, wherein:
A laser driver chip and a receiving amplifier chip, wherein the laser driver chip drives a high-power semiconductor laser based on an external control signal, and the receiving amplifier chip outputs an output current of the avalanche photodiode. An integrated light-emitting / light-receiving module for an optical fiber fault point locator characterized by being amplified.
JP2213314A 1990-08-10 1990-08-10 Light-emitting / light-receiving integrated module for optical fiber fault locator Expired - Lifetime JP3052351B2 (en)

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