JP2004221591A - レーザシステムの較正 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザシステム内の信号変換器における変動を補償する。
【解決手段】 少なくともアナログ／ディジタル変換器（ＡＤ変換器）３８，３２４，３２８と、複数の値の温度信号と複数の値のＡＤ変換器出力信号に関する複数の値の補償されたＡＤ変換器出力信号を記憶するメモリ４６と、少なくとも前記温度信号と前記ＡＤ変換器出力信号に基づき前記メモリから補償されたＡＤ変換器出力信号の一つの値を受信するよう結合したコントローラ４３とを備えたレーザシステム１００とそれに関連した信号変換器の変動を補償する方法を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ送信器やレーザ受信器、レーザ送受信器の制御と較正に関する。

レーザ送受信器は、一般に光ネットワーク内でのデータの送受信に用いられる。レーザ駆動電流や送信電力や受光電力などのパラメータを較正し、レーザ送受信器を確立された標準へ適合させねばならない。

かくして必要とされるのは、レーザ送受信器の較正を改善する方法及び装置である。

本発明の一態様によれば、レーザシステムの状態を決定するためのレーザシステム用の方法は、レーザの温度に対応した温度信号を生成するステップと、レーザへの電流の現在値を決定するステップと、少なくも前記温度信号から電流の初期値を決定するステップと、電流内の変化を決定するステップとを含む。この電流変化はレーザシステムの状態を示すものである。

本発明の一態様によれば、レーザに供給される電流値を計測するためのレーザシステム用の方法は、レーザを通る電流路を完成させて電流がレーザを通って流れるようにするステップと、レーザシステムへの電源電流の第１の値を計測するステップと、電流路を遮断してレーザに電流が流れないようにするステップと、レーザシステムへの電源電流の第２の値を計測するステップと、電源電流の第２の値と第１の値の間の差分を決定するステップとを含む。第２の値と第１の値の間の差分が、レーザへ供給される電流値となる。

本発明の一態様によれば、送信電力を計測するためのレーザシステム用の方法は、レーザに供給するバイアス電流の第１の大きさを設定する第１の制御信号を生成するステップと、レーザに供給する変調電流の第２の大きさを設定する第２の制御信号を生成するステップと、レーザの高送信電力を光学的に検出するステップと、検出した高送信電力に対応する第１の電力信号を生成するステップと、レーザの低送信電力を光学的に検出するステップと、検出した低送信電力に対応する第２の電力信号を生成するステップとを含む。高低の電力信号は、現在のバイアス電流及び変調電流におけるレーザの高低の送信電力の値に関連付けることができる。高低の送信電力の比が、現在のバイアス電流及び変調電流における消光比となる。高低の送信電力間の差分が、現在のバイアス電流及び変調電流における光変調振幅（optical modulation amplitude: ＯＭＡ）となる。本方法は、レーザ送信器の平均受光電力を光学的に検出するステップと、検出した平均受光電力に対応する第３の電力信号を生成するステップと、第３の電力信号に対応する平均受光電力を決定するステップとをさらに含み、平均受光電力は平均送信電力から較正ファイバによる既知の損失を減算したものとなる。

本発明の一態様によれば、受光電力を計測するレーザシステム内のレーザ受信器用の方法は、バイアス電流と変調電流に応答してレーザシステム内のレーザ送信器の送信された光変調振幅（ＯＭＡ）を決定するステップと、レーザ送信器の受光ピーク電力を光学的に検出するステップと、検出した受光ピーク電力に対応する電力信号を生成するステップと、電力信号に対応する受信されたＯＭＡを決定するステップとを含む。受信されたＯＭＡは、レーザ送信器の出力をレーザ受信器の入力端へ結合する較正ファイバによる既知の損失を送信されたＯＭＡから減算したものである。本方法はさらに、受信されたＯＭＡと電力信号をメモリへ記憶させるステップを含む。

本発明の一態様によれば、レーザシステム内のディジタル／アナログ変換器或いはアナログ／ディジタル変換器の変動(variability)を補償するレーザシステム用の方法は、レーザの温度に対応する温度信号を生成するステップと、少なくとも温度信号に基づき変換器の信号を調整するステップを含む。

本発明の一態様によれば、レーザ送受信器はコントローラと帯域回路と変調ドライバを含む。コントローラは、少なくとも一つの制御信号を生成する。帯域回路は、制御信号を受信する少なくとも一つの制御端子と少なくとも一つのデータ信号を受信する少なくとも一つの入力端子を有するプログラム可能なローパスフィルタ（ＬＰＦ）である。プログラム可能なＬＰＦは、制御信号に基づきデータ信号を濾波する。変調ドライバは、濾波されたデータ信号を受信する少なくとも一つの入力端子を有する。変調ドライバは、濾波されたデータ信号に応答してレーザへ変調電流を供給する。

図１は、本発明の一実施形態におけるレーザシステム１００（例えば、レーザ送受信器）を示す。レーザ１０（例えば、レーザダイオード）のアノードは、電源電圧Ｖｃｃ＿ｔｘと電源電流Ｉｄｄ＿ｔｘを供給する給電路１１に接続してある。レーザダイオード１０のカソードはノード１２において電流源１４に接続してあり、これがレーザダイオード１０から一定電流Ｉｂｉａｓを吸い込む。コントローラ１６は、電流源１４に対し制御信号ＩＢＩＡＳを出力することで電流Ｉｂｉａｓの大きさを設定する。制御信号ＩＢＩＡＳは、アナログ信号又は複数ビットを有するディジタル信号とすることができる。

レーザダイオード１０のカソードはまた、ノード１２にて変調ドライバ１８に接続してあり、これがレーザダイオード１０から変調電流Ｉｍｏｄを吸い込む。図２は、変調ドライバ１８の一実施形態を示す。バイポーラトランジスタ２０，２２は、それらのエミッタ端子をノード２４に連結してある。電流源２６は、ノード２４から電流Ｉｍｏｄを吸い込む。トランジスタ２０は、そのコレクタ端子を給電路１１に接続してあって電流を受け取る。トランジスタ２２は、そのコレクタ端子をノード１２においてレーザダイオード１０のカソードへ接続してある。トランジスタ２０，２２は差動対を形成しており、これがレーザダイオード１０からの電流Ｉｍｏｄを選択的に電流源２６へ吸い込ませる。コントローラ１６は、電流源２６へ制御信号ＩＭＯＤを出力することで電流Ｉｍｏｄの大きさを設定する。制御信号ＩＭＯＤは、アナログ信号又は複数ビットを有するディジタル信号とすることができる。レーザダイオード１０に印加する駆動電流は、Ｉｂｉａｓ或いは電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄの合計のどちらかである。レーザダイオード１０に印加する平均駆動電流（以下、「電流Ｉａｖｇ」と呼ぶ）は、Ｉｂｉａｓ＋（Ｉｍｏｄ／２）である。

増幅器２８（図１）が、レーザダイオード１０の送信対象であるデータ信号ＩＮ＿Ｐとその相補信号ＩＮ＿Ｎを受信する。これに応答して、増幅器２８は増幅信号ＩＮ＿Ｐ’とＩＮ＿Ｎ’をバイパス回路３０へ出力する。図３は、バイパス回路３０の一実施形態を示す。初期設定（デフォールト設定）により、バイパス回路３０はＩＮ＿Ｐ’，ＩＮ＿Ｎ’
を制御信号ＴＮ＿Ｐ”，ＩＮ＿Ｎ”として変調ドライバ１８のトランジスタ２０，２２（図２）へ出力する。バイパス回路３０の目的と動作は、本発明の一態様において後述する。

ミラー３２（図１）は、レーザダイオード１０からの光信号の一部を光検出器３４（例えば、フォトダイオード）へ反射し、光信号の一部をこの光信号を別の構成要素へ搬送するファイバ３６へ送信する。フォトダイオード３４が、給電路１１とＩｍｏｎ用ＡＤ変換器（アナログ／ディジタル変換器またはADC）３８の間に接続してある。フォトダイオード３４は、ＩｍｏｎＡＤ変換器３８へアナログ信号Ｉｍｏｎを出力する。アナログ信号Ｉｍｏｎは、フォトダイオード３４が受光する被反射電力に比例する。被反射電力は、ファイバ３６が受光する送信電力とレーザダイオード１０の全出力電力とに比例する。ＩｍｏｎＡＤ変換器３８は、ディジタル信号ＩＭＯＮをコントローラ１６へ出力する。

Ｉｒｅｆ信号源４０が、コントローラ１６へ基準信号ＩＲＥＦを出力する。基準信号ＩＲＥＦは、ディジタル又はアナログのどちらでもよい。コントローラ１６は通常、信号ＩＲＥＦとＩＭＯＮを比較し、閉帰還ループ内でレーザダイオード１０を制御する。

温度センサ４２は、コントローラ４３へ信号ＴＥＭＰを出力する。信号ＴＥＭＰは、ディジタル又はアナログのいずれでもよい。信号ＴＥＭＰは、レーザダイオード１０の温度に比例する。

Ｖｃｃ用ＡＤ変換器４４が電源線路１１に接続してあり、コントローラ４３へ出力ディジタル信号ＶＣＣ＿ＴＸを出力する。信号ＶＣＣ＿ＴＸは、レーザダイオード１０に供給される電源電圧Ｖｃｃ＿ｔｘに比例する。

メモリ４６（図１と図３Ａ）が、レーザシステム１００較正用パラメータをコントローラ４３へ出力する。メモリ４６は、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ）などのプログラム可能な不揮発性メモリでよい。コントローラ４３は、バスＤＩＧ＿ＩＯ上のホストと、またバスＤＩＧＩＴＡＬ＿ＩＯ上のコントローラ１６と通信する。ホストは、外部プロセッサかコンピュータか試験装置とすることができる。

信号ＩＲＥＦとＩＭＯＮの間の差分に基づき、コントローラ１６は電流Ｉａｖｇを調整することができ、それによってレーザダイオード１０が一定範囲の温度と電源電圧に亙って一定の出力を生成する。レーザダイオード１０が劣化すると、コントローラ１６は一定の出力を維持すべく通常電流Ｉｖａｇを増大させる。任意の所与の温度についての電流Ｉａｖｇの現在値と初期値間の差分は、レーザダイオード１０の劣化すなわち機能不全を指示しよう。

本発明の一態様によれば、レーザダイオード１０の劣化または機能不全を示すべく、電流Ｉａｖｇの現在値と初期値間の差分を割り出す。図４は、一実施形態における電流Ｉｖａｇ内の変化を割り出すコントローラ４３により実装した方法７０のフローチャートである。

ステップ７２において、一定範囲の温度と電源電圧に関する電流Ｉｖａｇの初期値を、メモリ４６内のテーブル４８（図３Ａ）に記憶させる。初期値は実験を通じて決定され、レーザシステム１００を最初に製造したときに、異なる温度と電源電圧に亙って一定の出力を生成する。テーブル４８に代え、電流Ｉｖａｇの初期値を異なる温度と電源電圧に関連付ける関数を実験データから推定してメモリ４６に記憶させることができる。一般に、電流Ｉａｖｇは電源電圧よりも温度により依存する。

ステップ７４において、コントローラ４３は温度センサ４２から信号ＴＥＭＰを読み取ることでレーザダイオード１０の現在温度を決定する。

ステップ７６において、コントローラ４３はＶｃｃＡＤ変換器４４から信号ＶＣＣ＿ＴＸを読み取ることでレーザシステム１００に対する現在の電源電圧Ｖｃｃ＿ｔｘを割り出す。

ステップ７８において、コントローラ４３は現在の温度と電源電圧における電流Ｉａｖｇの初期値を決定する。コントローラ４３は、電流Ｉａｖｇの初期値をテーブル４８から参照または検索(look up)することができる。あるいは、コントローラ４３は実験データから推定した関数を用いて現在の温度と電源電圧における電流Ｉａｖｇの初期値を算出することができる。

ステップ８０において、コントローラ４３は電流Ｉａｖｇの現在値を決定する。コントローラ４３は、コントローラ１６から制御信号ＩＢＩＡＳ及びＩＭＯＤの値から電流Ｉａｖｇの現在値を受信する。前記した如く、電流Ｉａｖｇは電流Ｉｂｉａｓ＋Ｉｍｏｄ／２に等しい。かくして、制御信号ＩＢＩＡＳとＩＭＯＤは電流Ｉａｖｇの値に関連付けることができる。

ステップ８２において、コントローラ４３は電流Ｉａｖｇの変化を割り出す。コントローラ４３は、電流Ｉａｖｇの現在値と初期値との間の差分を計算することができる。あるいは、コントローラ４３は電流Ｉａｖｇの現在値と初期値との比を計算することができる。

ステップ８４において、コントローラ４３はバスＤＩＧ＿ＩＯ上のホストに対し差分又は比を出力する。

ステップ８６において、ホストは差分又は比を用いてレーザダイオード１０の状態を割り出す。実験データから、ホストは電流Ｉａｖｇの変化がレーザダイオード１０の交換が必要とされる時点を割り出すことができる。加えて、電流Ｉａｖｇにおける変化は、その変化が予想よりも非常に速く増大した場合、レーザダイオード１０或いはレーザシステム１００の機能不全を示すことができる。

図１に戻ると、レーザシステム１００には電流源１４と別の給電路（例えば、グラウンド）の間にスイッチ１１０を含ませることができる。コントローラ４３は、スイッチ１１０の制御端子へ制御信号ＭＥＡＳ＿ＩＢＩＡＳ＿１を出力する。スイッチ１１０が開成しているときは、電流源１４はグラウンドへの電流路をもたず、かくして「オフ」している。電流源１４をオフしたときは、レーザダイオード１０は給電路１１から一切電流を引き込まず、なぜならグラウンドへの電流路が断たれているからである。変調電流Ｉｍｏｄは遮断され他の全ての構成要素が定常状態にあるものと仮定すると、電流源１４をオンしたときとオフしたときのレーザシステム１００への電流Ｉｄｄ＿ｔｘにおける差分を計測することで電流Ｉｂｉａｓを割り出すことができる。電流Ｉｂｉａｓの計測を正確なものとするため、レーザダイオード１０が給電路１１から電流を引き込むと否とに関係なく電流源１４は給電路１１から同量の電流を引き込まねばならない。

図５は、電流源１４の一実施形態を示す。ＤＡ変換器（アナログ／ディジタル変換器）１３０はコントローラ４３から制御信号ＩＢＩＡＳを受信し、電圧−電流（Ｖ／Ｉ）変換器１３１へ電圧信号を出力する。Ｖ／Ｉ変換器１３１は、レジスタ１３４により設定された被増幅電圧信号をＮＭＯＳトランジスタ１３６のゲートへ出力する演算増幅器１３２を含む。トランジスタ１３６は、給電路１１へ吊り上げたＰＭＯＳトランジスタ１３８，１４０が形成する電流ミラー１３７から第１の基準電流を吸い込む。電流ミラー１３７は、第１の基準電流を反映し、グラウンドへ吊り下げたバイポーラトランジスタ１４４，１４６が形成する電流ミラー１４２に対し第２の基準電流を供給する。電流ミラー１４２は、第２の基準電流を反映し、ノード１２においてレーザダイオード１０から電流Ｉｂｉａｓを吸い込む。スイッチ１１０（例えば、ＮＭＯＳトランジスタ）は、トランジスタ１４６のエミッタ端子とグラウンドの間に結合してある。トランジスタ１１０をオフすると、電流ミラー１４２はレーザダイオード１０から電流Ｉｂｉａｓを吸い込まなくなる。整合（マッチング）を図る目的で、恒久的に導通状態にあるＮＭＯＳトランジスタ１４８もまたトランジスタ１４４のエミッタ端子とグラウンドの間に結合してある。

電流源１４が給電路１１から定電流を引き込むのを確かなものとするため、ＰＭＯＳトランジスタ１５０が給電路１１と電流源１５２の間に結合してある。コントローラ４３は、トランジスタ１５０のゲートへ制御信号ＭＥＡＳ＿ＩＢＩＡＳ＿１を出力する。電流源１５２は、トランジスタ１１０がトランジスタ１４６のエミッタ端子をグラウンドから切り離したときに給電路１１から電流Ｉｂｉａｓ／Ｂを吸い込む。電流Ｉｂｉａｓ／Ｂは、バイポーラトランジスタ１４６がその導通時に引き込むベース漏洩電流である。かくして、電流源１４はレーザダイオード１０が給電路１１から電流を引き込むか否かによらず、給電路１１から同量の電流を引き込む。

図１を再び参照すると、レーザシステム１００にはフォトダイオード３４とＩｍｏｎＡＤ変換器３８を結合するスイッチ１７０を含ませることができる。コントローラ４３は、スイッチ１７０の制御端子へ制御信号ＭＥＡＳ＿ＩＢＩＡＳ＿２を出力する。スイッチ１７０が開成しているときは、フォトダイオード３４は給電路１１から一切電流を引き込まず、かくして「オフ」になっている。

本発明の一態様によれば、電流源１４はオン或いはオフされ、レーザシステム１００への電源電流Ｉｄｄ＿ｔｘを計測して電流Ｉｂｉａｓの値を測定することができるようになっている。図６は、一実施形態において、電流Ｉｂｉａｓを計測するコントローラ４３により実装した方法１９０のフローチャートである。方法１９０では、外部の信号源計測ユニット（ＳＭＵ）１７２（図１）が給電路１１に接続してあってレーザシステム１００へ電力を供給する。

ステップ１９２において、コントローラ４３は変調ドライバ１８を定常状態に設定し、それによって給電路１１から定電流を引き込む。コントローラ４３は、バイパス回路３０（後述）を用いて変調ドライバ１８を絶えずオンオフさせるよう設定するとともにコントローラ１６をして制御信号ＩＭＯＤをその最低値に設定させることができる。コントローラ４３はまた、スイッチ１７０（図１）を開成することでフォトダイオード３４をオフにすることができる。

ステップ１９４において、コントローラ４３はスイッチ１１０（図１）を閉成して電流源１４をオンとし、そこでコントローラ１６に指示して制御信号ＩＢＩＡＳを設定し、レーザダイオード１０へ電流Ｉｂｉａｓを供給させる。

ステップ１９６において、ＳＭＵ１７２はレーザシステム１００への第１の値の供給電流Ｉｄｄ＿ｔｘを計測する。

ステップ１９８において、コントローラ４３はスイッチ１１０を開成して電流源１４をオフとし、それによってレーザダイオード１０は給電路１１から一切電流を吸い込まなくなる。加えて、コントローラ４３がトランジスタ１５０（図５）を閉成し、それによって電流源１４が給電路１１から同量の電流を引き込む。

ステップ２００にて、ＳＭＵ１７２は第２の値の電源電流Ｉｄｄ＿ｔｘを計測する。

ステップ２０２において、電源電流Ｉｄｄ＿ｔｘの第１と第２の値の間の差分を割り出す。この差分が、レーザダイオード１０に供給される電流Ｉｂｉａｓの値となる。

図１と図３に戻ってこれらを参照するに、レーザシステム１００には以下の真理値表に従い、信号ＳＥＴ，ＣＬＲ，ＩＮ＿ＡＶＧにより制御されるバイパス回路３０を含ませることができる。

信号ＳＥＴ，ＣＬＲ，ＩＮ＿ＡＶＧのうちの任意の一つがハイであるときは、ノアゲート３２がトランジスタ３４，３６を非導通とし、入力信号ＩＮ＿Ｐ’，ＩＮ＿Ｎ’を出力信号ＩＮ＿Ｐ”，ＩＮ＿Ｎ”から切り離す。

信号ＳＥＴだけがハイであるときは、トランジスタ３８が増幅器３９の非反転端子を給電路１１へ結合し、その一方でトランジスタ４０が増幅器３９の反転端子をグラウンドへ結合する。これにより、増幅器３９にハイ信号ＩＮ＿Ｐ”とロー信号ＩＮ＿Ｎ”を出力させる。コントローラ４３が信号ＳＥＴをハイとし、変調ドライバ１８をしてレーザダイオード１０へ絶えず電源電流Ｉｍｏｄを供給させる。これを用い、論理ＨＩＧＨを表わす送信電力Ｐ１を計測することができる。

信号ＣＬＲだけがハイであるときは、トランジスタ４２は増幅器３９の非反転端子をグラウンドへ結合し、その一方でトランジスタ４４が増幅器３９の反転端子を給電路１１へ結合する。これにより、増幅器３９はロー信号ＩＮ＿Ｐ”とハイ信号ＩＮ＿Ｎ”を出力する。コントローラ４３は制御信号ＣＬＲをハイとし、変調ドライバ１８がレーザダイオード１０へ電流Ｉｍｏｄを供給するのを停止させる。これを用い、論理ＬＯＷを表わす送信電力Ｐ０を計測することができる。

信号ＩＮ＿ＡＶＧだけがハイであるときは、トランジスタ４６が増幅器３９の入力端子を互いに短絡させ、その一方でトランジスタ４８が増幅器３９の出力端子を互いに短絡させる。これにより、増幅器３９は同電圧値を有する出力信号ＩＮ＿Ｐ’とＴＮ＿Ｎ’を出力する。コントローラ４３は制御信号ＴＮ＿ＡＶＧをハイとし、変調ドライバ１９がレーザダイオード１０に対し電流Ｉｍｏｄの半分を絶えず供給するようにさせる。これを用い、平均送信電力Ｐａｖｇ＿ｔｘを計測することができる。

本発明の一態様によれば、電流Ｉｍｏｄがレーザダイオード１０へ選択的に供給され、これにより伝送または送信されたＯＭＡ（光変調振幅）と消光比と送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘを計測することができる。図７は、一実施形態におけるこれらの特性を計測するコントローラ４３により実装した方法２３０のフローチャートである。

ステップ２３２において、信号ＩＭＯＮの値に対応する送信電力をメモリ４６内のテーブル５０（図３Ａ）に記憶させる。送信電力は、信号ＩＭＯＮの対応する値に関し光学計器を用いて実験的に計測される。テーブル５０に代え、信号ＩＭＯＮの値を送信電力に関連付ける関数を実験的データから推定し、メモリ４６に記憶させることができる。

ステップ２３４において、コントローラ４３はレーザシステム１００が電源オンしていることを検出する。あるいは、コントローラ４３はホストから要求を受け、送信されたＯＭＡと消光比と送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘのうちのいずれか一つを計測する。

ステップ２３５において、コントローラ４３がコントローラ１６に指示し、較正プロセス用に電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄの初期値を設定させる。

ステップ２３６において、定電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄがレーザダイオード１０に印加され送信電力Ｐ１を生成する。そうするため、コントローラ４３は信号ＳＥＴをハイとし、それによって変調ドライバ１８がレーザダイオード１０へ定電流Ｉｍｏｄを供給する。

ステップ２３８において、定電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄに応答してコントローラ４３が信号ＩＭＯＮ（以下、「信号ＩＥＭＯＮ（ＨＩＧＨ）」と呼ぶ）の値を読み取る。

ステップ２４０において、レーザダイオード１０へ定電流Ｉｂｉａｓが印加され、送信電力Ｐ０を生成する。そうするため、コントローラ４３は信号ＣＬＲをハイとするとともに信号ＳＥＴをローとし、それによって変調ドライバ１８はレーザダイオード１０へ変調電流を供給しなくなる。

ステップ２４２において、コントローラ４３は定電流Ｉｂｉａｓに応答して信号ＩＭＯＮ（以下、「信号ＩＭＯＮ（ＬＯＷ）」と呼ぶ）の値を読み取る。

ステップ２４３において、電流Ｉｍｏｄの半分がレーザダイオード１０に印加され、送信電力Ｐａｖｇ＿ｔｘを生成する。そうするため、コントローラ４３は信号ＩＮ＿ＡＶＧをハイとするとともに信号ＣＬＲをローとし、それによって変調ドライバ１８がレーザダイオード１０へ電流Ｉｍｏｄの半分を供給する。

ステップ２４４において、コントローラ４３は電流Ｉｂｉａｓと電流Ｉｍｏｄの半分に応答して信号ＩＭＯＮ（以下、「信号ＩＭＯＮ（ＡＶＧ）」と呼ぶ）の値を読み取る。

ステップ２４６において、コントローラ４３は信号ＩＭＯＮ（ＨＩＧＨ），ＩＭＯＮ（ＬＯＷ），ＩＭＯＮ（ＡＶＧ）を現在の駆動電流における送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘへ関連付ける。コントローラ４３は、信号ＩＭＯＮ（ＨＩＧＨ），ＩＭＯＮ（ＬＯＷ），ＩＭＯＮ（ＡＶＧ）の値に基づき、送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘの値をテーブル５０内から参照または検索(look up)することができる。あるいは、コントローラ４３は実験データから推定した関数を用いて送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘを算出することができる。

ステップ２４７において、コントローラ４３は電力Ｐ０に対する電力Ｐ１の比を決定する。この比は、現在の駆動電流における送信電力の消光比となる。

ステップ２４８において、コントローラ４３は送信電力Ｐ１とＰ０の間の差分を決定する。この差分が、現在の駆動電流におけるレーザダイオード１０の送信されたＯＭＡとなる。

ステップ２４９において、コントローラ４３は送信ＯＭＡと送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘと現在の電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄに関する消光比をメモリ４６内のテーブル５１（図３Ａ）に記憶する。コントローラ４３はまた、送信ＯＭＡと消光比と送信電力Ｐ１，Ｐ０，Ｐａｖｇ＿ｔｘをバスＤＩＧ＿ＩＯ上のホストへ出力することができる。

ステップ２５０において、コントローラ４３はコントローラ１６に指示し、Ｉｂｉａｓ及び／又は電流Ｉｍｏｄを変更させる。ステップ２５０にはステップ２３６が続き、一定範囲の電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄに関する送信電力が割り出されるまでこの方法２３０は反復される。その後、動作時に、ホスト或いはコントローラ４３がコントローラ１６に指示し、所望の送信電力を生み出す電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄの値を使用させることができる。

図１に戻ると、レーザシステム１００にはファイバ２７２から受光した光信号をデコードするＲＸ回路２７０を含ませることができる。光検出器２７４（例えば、フォトダイオード）は、ＲＸ回路２７０へ光信号の光出力に比例するアナログ電流信号ＩＮ１を出力する。ＲＸ回路２７０は電流信号ＩＮ１を電圧データ信号ＯＵＴ＿Ｐとその相補出力ＯＵＴ＿Ｎへ変換する。ＲＸ回路２７０はまた、コントローラ４３へ信号ＩＰＩＮＡＶＧとＲＸ＿ＯＭＡを出力する。信号ＩＰＩＮＡＶＧは、光信号の平均光電力に比例する。信号ＲＸ＿ＯＭＡは、光信号の受信されたＯＭＡに比例する。

図８は、ＲＸ回路２７０の一実施形態を示す。抵抗器２９０とコンデンサ２９２が、フォトダイオード２７４へ濾波電圧Ｖｂｉａｓを供給するＲＣフィルタを形成している。フォトダイオード２７４は、電流−電圧変換型増幅器（ＴＩＡ）２９４の非反転端子へ信号ＩＮ１を出力する。ＴＩＡ２９４は、基準としてのグラウンドへ結合した反転端子を有する。

ＴＩＡ２９４は、電流信号ＩＮ１を電圧信号ＯＵＴ＿Ｐ’とそれと相補的なＯＵＴ＿Ｎ’へ変換する。ＴＩＡ ２９４は、増幅器２９６とＡＤ変換ブロック２９７へ信号ＯＵＴ＿Ｐ’，ＯＵＴ＿Ｎ’を出力する。増幅器２９６は、増幅信号ＯＵＴ＿Ｐとそれと相補的
なＯＵＴ＿Ｎをホストへ出力する。付加利得段２９８を用い、信号ＯＵＴ＿Ｐ，ＯＵＴ＿Ｎをさらに増幅することができる。

ＴＩＡ２９４は、直流のキャンセレーション電流を増幅器２９４の非反転端子に帰還する直流キャンセレーション回路２９９を含む。直流キャンセレーション電流は、フォトダイオード２７４が受光する光信号の平均光出力に比例する。直流キャンセレーション回路２９９はまた、直流キャンセレーション電流を反映し(mirror)それをＡＤ変換器ブロック２９７へ信号Ｉｎ＿ＤＣとして出力する電流ミラーを含む。

図９は、ＡＤ変換器ブロック２９７の一実施形態を示す。ＡＤ変換器ブロック２９７には、信号ＯＵＴ＿Ｐ’とＯＵＴ＿Ｎ’を受信するよう結合したピーク検出器３２０が含ま
れる。ピーク検出器３２０は、光信号の受信ＯＭＡに比例する信号ＯＵＴ＿Ｐ’とＯＵＴ
＿Ｎ’のピークレベルに比例するアナログ信号Ｖｐｅａｋを出力する。ピーク検出器３２
０はまた、信号ＯＵＴ＿Ｐ’とＯＵＴ＿Ｎ’から導出される基準信号Ｖｐｅａｋｒｅｆを
出力する。

ＯＭＡ用ＡＤ変換器３２４は、信号Ｖｐｅａｋをディジタル信号ＲＸ＿ＯＭＡへと変換する。ＯＭＡＡＤ変換器３２４は、基準信号として信号Ｖｐｅａｋｒｅｆを受信する。電流信号Ｉｎ＿ＤＣは、抵抗器３２６を介して平均ＡＤ変換器３２８への入力電圧信号を生成するよう強制される。平均ＡＤ変換器３２８は、入力電圧信号をディジタル信号ＩＰＩＮＡＶＧへ変換する。平均ＡＤ変換器３２８は、グラウンドに結合した基準端子を有する。

図９Ａは、ピーク検出器３２０の一実施形態を示す。ピーク検出器３２０は、保持コンデンサ３３２へ信号ＯＵＴ＿Ｐ’，ＯＵＴ＿Ｎ’を選択的に通過させる差動対３３０を含
む。保持コンデンサ３３２は、差動対３３０から最高電圧出力を捕捉するが、それはベースエミッタ接合電圧降下一つ分だけレベルシフトさせた信号ＯＵＴ＿Ｐ’，ＯＵＴ＿Ｎ’
のピーク電圧である。ピーク電圧は、信号Ｖｐｅａｋとして供給される。

ＯＵＴ＿Ｐ’，ＯＵＴ＿Ｎ’を搬送する線路間に分圧器３３４が結合してある。分圧器
３３４は、保持コンデンサ３３６に対するそれらの電圧平均を出力する。保持コンデンサ３３６は、ベースエミッタ接合電圧降下一つ分だけレベルシフトさせた分圧器３３４からの最高電圧出力を捕捉し、これを基準信号Ｖｐｅａｋｒｅｆとして供給する。

本発明の一態様によれば、既知の損失を有する較正ファイバを用いてレーザシステム１００の出力端と入力端を結合し、受信されたＯＭＡと平均受光電力Ｐａｖ＿ｒｘを計測する。図１０は、一実施形態における受信ＯＭＡと受光電力Ｐａｖｇ＿ｒｘを計測するコントローラ４３により実装した方法３６０のフローチャートである。

ステップ３６２において、コントローラ４３は所与の電流値Ｉｂｉａｓ，Ｉｍｏｄについて送信ＯＭＡと平均送信電力Ｐａｖｇ＿ｔｘを割り出す。コントローラ４３は、前記方法２３０（図７）を用いて送信ＯＭＡと送信電力Ｐａｖｇ＿ｔｘを割り出すことができる。

ステップ３６４において、較正ファイバをレーザシステム１００の出力端と入力端の間に接続し、平衡パターンを備える被変調信号ＩＮ＿Ｐ，ＩＮ＿Ｎが外部或いは内部のいずれかに供給される。かくして、ファイバ３６，２７２（図１）は同一の較正ファイバの一部となる。レーザシステム１００は、そこで自動較正モードに置かれる。

ステップ３６６において、コントローラ４３はＯＭＡＡＤ変換器３２４ （図９）から信号ＲＸ＿ＯＭＡの値を読み取る。

ステップ３６８において、コントローラ４３は受信ＯＭＡを割り出す。受信ＯＭＡは、割り出された送信ＯＭＡから較正ファイバによる既知の損失を減算したものに等しい。

ステップ３７０において、コントローラ４３は信号ＲＸ＿ＯＭＡの値と受信ＯＭＡの対応値をメモリ４６内のテーブル５２（図３Ａ）に記憶する。

ステップ３７２において、コントローラ４３は平均ＡＤ変換器３２８（図９）から信号ＩＮＰＩＮＡＶＧの値を読み取る。

ステップ３７４にて、コントローラ４３は平均受光電力Ｐａｖｇ＿ｒｘを割り出す。電力Ｐａｖｇ＿ｒｘは、平均送信電力Ｐａｖｇ＿ｔｘから較正ファイバを介する既知の損失を減算したものに等しい。

ステップ３７６において、コントローラ４３は信号ＩＮＰＩＮＡＶＧの値と電力Ｐａｖｇ＿ｒｘの対応する値をメモリ４６内のテーブル５３（図３Ａ）に記憶する。

ステップ３７８において、コントローラ４３はコントローラ１６へ指示して電流Ｉｂｉａｓの値及び／又は電流Ｉｍｏｄの値を変化（例えば、増大）させる。ステップ３７８にはステップ３６２が続き、この方法３６０は受信ＯＭＡと電力Ｐａｖｇ＿ｒｘの計測値を較正すべく一定範囲の電流ＩｂｉａｓとＩｍｏｄについて反復される。

本発明の一態様によれば、ＡＤ変換器（ADC)の温度と供給電圧への依存性が補償される。補償することのできるＡＤ変換器には、システム１００内にＩｍｏｎ用ＡＤ変換器３８（図１）、ＯＭＡ用ＡＤ変換器３２４（図９）、平均ＡＤ変換器３２８（図９）及び他のＡＤ変換器を含めることができる。図１１は一実施形態において、温度と電源電圧へのＡＤ変換器の依存を補償するコントローラにより実装した方法４００のフローチャートである。本方法４００はまた、それらを一緒に較正したときにＡＤ変換器入力を生成する装置源（例えば、センサ）の依存性を補償することができる。

ステップ４０２において、一定範囲の温度及び／又は電源電圧に関して実際のＡＤ変換器出力に対応する補償されたＡＤ変換器出力を、メモリ４６内のテーブル５４（図３Ａ）に記憶する。補償されたＡＤ変換器出力は、ＡＤ変換器へ既知のアナログ入力値を提供して、一定範囲の温度及び／又は電源電圧について実際のＡＤ変換器出力を記録することで較正される。例えば、既知の電力値をもった光信号をフォトダイオード２７４へ供給することができる。ＡＤ変換器３２４の実際のＡＤ変換器出力が、一定範囲の温度及び／又は電源電圧について記録される。これらの値は、既知の電力を表わす補償されたＡＤ変換器出力と共にテーブル５４内に記憶される。このプロセスはそこで、他の既知の電力値について繰り返して実施される。テーブル５４に代え、一定範囲の温度及び／又は電源電圧について補償されたＡＤ変換器出力を実際のＡＤ変換器出力へ関連付ける関数を実験データから推定し、メモリ４６に記憶させることができる。

ステップ４０４において、コントローラは現在の温度を読み取る。

ステップ４０６において、コントローラは現在の供給電圧を読み取る。

ステップ４０８において、コントローラは実際のＡＤ変換器出力を読み取る。

ステップ４１０において、コントローラは現在の温度及び／又は電源電圧における実際のＡＤ変換器出力を補償されたＡＤ変換器出力に関連付ける。コントローラは、実際のＡＤ変換器出力と現在温度と現在の電源電圧とに基づき補償されたＡＤ変換器出力をテーブル５４中から参照または検索(look up)することができる。あるいは、コントローラは実験データから推定した関数を用いて補償されたＡＤ変換器出力を算出することができる。補償されたＡＤ変換器出力はそこで、レーザシステム１００を動作させるべく任意のコントローラによって用いられる。

図１２は、一実施形態において、温度と電源電圧へのＡＤ変換器の依存性を補償する回路４２９を示す。回路４２９は、レーザシステム１００内の任意のＡＤ変換器と共に用いることができる。センサ４３０は、アナログ電圧信号をプログラム可能な電圧オフセット回路４３２（例えば、Ｒ２Ｒ回路）へ出力する。Ｒ２Ｒ回路４３２は、電圧信号をプログラム可能な増幅器４３４へ出力する。Ｒ２Ｒ回路４３２は、特定の電圧オフセットをその出力信号へ付加するようコントローラによりプログラムすることができる。プログラム可能な増幅器４３４は、増幅電圧信号をＡＤ変換器４３６へ出力する。プログラム可能な増幅器４３４は、特定の利得（ゲイン）をもってその出力信号を増幅するようコントローラによりプログラムすることができる。

電圧オフセット及び利得（ゲイン）は、ＡＤ変換器４３６の温度及び電源電圧依存性の補償に用いられる。電圧オフセットと利得の値は、センサ４３０へ既知の入力値を提供して、一定範囲の温度と電源電圧について電圧オフセットと利得を調整することで較正することができ、それによってＡＤ変換器出力は同一入力に対して一貫性を有するようになる。全ての値が、メモリ４６内のテーブル５６（図３Ａ）に保存される。本プロセスは、そこで他の既知の入力値について繰り返して実施する。テーブル５６に代え、一つの関数を実験データから推定してメモリ４６に記憶させることができる。動作時に、コントローラは温度と電源電圧の値を読み取ることになる。温度と電源電圧に従い、コントローラはＲ２Ｒ回路４３２と増幅器４３４へそれぞれ適当な電圧オフセットと利得を提供する。

本発明の一態様によれば、温度と電源電圧へのＤＡ変換器（DAC)の依存性が補償される。補償することのできるＤＡ変換器には、ＤＡ変換器１３０（図５）、変調ドライバ１８の電流源２６（図２）のＤＡ変換器（図示せず）及びレーザシステム１００内の他のＤＡ変換器が含まれる。図１３は、一実施形態において温度と電源電圧へのＤＡ変換器の依存性を補償するコントローラにより実装した方法４６０のフローチャートである。方法４６０はまた、それらを一緒に較正したときにＤＡ変換器出力を受信する装置（例えば、Ｖ／Ｉコンバータ）の依存を補償することができる。

ステップ４６２において、一定範囲の温度と電源電圧についてのＤＡ変換器入力と対応するＤＡ変換器出力をメモリ４６内のテーブル５８に記憶する。ＤＡ変換器入力は、一定範囲の温度と電源電圧について対応するＤＡ変換出力を計測することで較正することができる。これらの温度と電源電圧に関するＤＡ変換器入力と対応するＤＡ変換器出力を、保存する。上記のステップはそこで、他のＤＡ変換器入力について繰り返す。テーブル５８に代え、実験データから関数を推定し、メモリ４６に記憶させることができる。

ステップ４６４において、コントローラが現在の温度を読み取る。

ステップ４６６において、コントローラが現在の電源電圧を読み取る。

ステップ４６８において、コントローラが所望のＤＡ変換器出力を割り出す。

ステップ４７０において、コントローラはＤＡ変換器入力に対し現在の温度及び電源電圧における所望のＤＡ変換器出力を関連付ける。コントローラは、ＤＡ変換器入力をテーブル５８から参照あるいは検索(look up)することができる。あるいは、コントローラは実験データから推定した関数を用いてＤＡ変換器入力を算出することができる。

ステップ４７２において、コントローラはＤＡ変換器へＤＡ変換器入力を供給する。

図１４は、一実施形態において温度及び電源電圧へのＤＡ変換器の依存を補償する回路４８９を示す。ＤＡ変換器４９０は、プログラム可能なオフセット回路４９２（例えばＲ２Ｒ回路）へアナログ電圧信号を出力する。Ｒ２Ｒ回路４９２は、増幅器４９４へ電圧信号を出力する。Ｒ２Ｒ回路４９２は、特定の電圧オフセットをその出力信号へ付加すべくコントローラによりプログラムすることができる。増幅器４９４は、装置４９６（例えばＶ／Ｉコンバータ）へ増幅電圧信号を出力する。増幅器４９４は、特定の利得をもってその出力信号を増幅するコントローラによりプログラムすることができる。

電圧オフセット及び利得（ゲイン）は、ＤＡ変換器の温度及び電源電圧への依存性の補償に用いられる。電圧オフセットと利得の値は、ＤＡ変換器４９０へ入力を供給して一定範囲の温度と電源電圧について電圧オフセットと利得を調整し、それによって装置４９６の出力が同一入力に対し一貫性をもつようにすることで較正することができる。このプロセスはそこで、他のＤＡ変換器入力について反復する。全ての値は、メモリ４６内のテーブル６０（図３Ａ）に保存される。テーブル６０に代え、関数を実験データから推定し、メモリ４６に記憶させることができる。動作時、コントローラは温度と電源電圧を読み取ることになる。温度と電源電圧に従い、コントローラはＲ２Ｒ回路４９２と増幅器４９４へ適当な電圧オフセット及び利得を供給しよう。

図１を再び見ると、レーザシステム１００にはデータ信号ＩＮ＿Ｐ，ＩＮ＿Ｎの帯域を調整するローパスフィルタ付きの増幅器２８を含ませることができる。コントローラ４３は、増幅器２８へ制御信号ＢＷを出力してローパスフィルタの周波数応答を設定する。制御信号ＢＷは、複数ビットのディジタル信号とすることができる。制御信号ＢＷは、メモリ４６に記憶させる。ホストは、メモリ４６に書き込んで制御信号１３Ｗの値を変更し、部品間と温度に関してレーザシステム１００の変動を補償する。

図１５は、プログラム可能なローパスフィルタ付きの増幅器２８の一実施形態を示す。データ信号ＩＮ＿Ｐ，ＩＮ＿Ｎは、それぞれトランジスタ５２２，５２４によりレベルシフトさせる。データ信号ＩＮ＿Ｐ，ＩＮ＿Ｎはそこで、それぞれＲＣフィルタ５２６，５２８により濾波する。ＲＣフィルタ５２６の容量値は、ＮＭＯＳトランジスタＭ４〜Ｍ７により並列結合されるコンデンサＣ０〜Ｃ３の数を変えることで調整することができる。同様に、ＲＣフィルタ５２８の容量値は、ＮＭＯＳトランジスタＭ０〜Ｍ３を並列結合させることのできるコンデンサＣ４〜Ｃ７の数を変えることで調整することができる。ＮＭＯＳトランジスタＭＯ〜Ｍ７は、コントローラ４３からの制御信号ＢＷ０〜ＢＷ３（一括して「制御信号ＢＷ」と呼ぶ）により制御される。ＲＣフィルタ５２６，５２８からの出力は、濾波データ信号を選択的に出力する差動対５３０へ送られ、この濾波データ信号がそこでそれぞれトランジスタ５３２，５３４によって再度レベルシフトさせられる。

図１６は、立ち上がり／立ち下がり時間及びパルス幅調整回路網を備える増幅器２８の別の実施形態を示す。データ信号ＩＮ＿ＮとＩＮ＿Ｐは、バイポーラトランジスタ５５２，５５４が形成する差動対５５０により選択的に通過させられる。データ信号はそこで、データ信号ＯＵＴ＿Ｐ，ＯＵＴ＿Ｎとしてバイポーラトランジスタ５５６，５５８によりレベルシフトさせられる。

抵抗器５６０，５６２が、それぞれトランジスタ５５６，５５８に印加するベース電圧を設定する。ＮＭＯＳトランジスタ５６４，５６６をオンし、コンデンサ５６８，５７０を抵抗器５６０へ結合させることができる。これにより抵抗器５６０に対し追加容量が加わり、信号ＯＵＴ＿Ｐの立ち上がり時間と立ち下がり時間を引き延ばす。同様に、ＮＭＯＳトランジスタ５７２，５７４を導通させ、コンデンサ５７６，５７８を抵抗器５６２に結合させることができる。これにより、信号ＯＵＴ＿Ｐ，ＯＵＴ＿Ｎの立ち上がり時間と立ち下がり時間が引き延ばされる。トランジスタ５６４，５６６，５７２，５７４は、制御信号ｔｒｆ１，ｔｒｆ０（図１では「制御信号ＴＲＦ」として一括図示）によりオンさせられる。

トランジスタ５５２，５５４のエミッタ端子からの電流は、電流源５８３により抵抗器５８０，５８２を介して吸い込まれる。差動対５５０のトランジスタ５５２，５５４の入力閾値は、トランジスタ５５２，５５４のエミッタ端子に結合した追加の電流源５８４，５８６をオンすることで変えることができる。これによりトランジスタ５５２，５５４は早晩導通し、それによって信号ＯＵＴ＿Ｐ，ＯＵＴ＿Ｎのパルス幅は変更される。トランジスタ５８８，５９０は、制御信号ｐｗ１，ｐｗ０（図１では「制御信号ＰＷ」として一括図示）に応答してそれぞれ電流源５８４，５８６をオンする。

制御信号ＴＲ，ＰＷは、メモリ４６に記憶させることができる。ホストはメモリ４６に書き込んで制御信号ＴＲ，ＰＷの値を変更し、部品間と時間と温度についてレーザシステム１００の変動を補償する。

当業者には理解される如く、図１５と図１６の増幅器２８の実施形態は単一の増幅器２８に合成し、帯域や立ち上がり時間や立ち下がり時間やパルス幅の調整をもたらすことができる。

レーザシステム１００にはまた、受信データ信号ＯＵＴ＿Ｐ’，ＯＵＴ＿Ｎ’の帯域と
立ち上がり時間と立ち下がり時間とパルス幅を調整する回路網を含む増幅器２９６（図８）を含めることができる。増幅器２９６は、前記した増幅器２８と同様に構成することができる。

開示した実施形態の特徴の様々な他の適合及び組み合わせは、本発明範囲内にある。例えば、ドライバからレーザに対し交流結合させた変調ドライバは、一つのコンデンサを介して片端接地しようが二つのコンデンサを介して差動としようが、幾つかのシステムに用いることができる。特別な回路を用いることなく駆動電流を論理０と論理１の値に設定する同じ技法は通用せず、何故なら直流信号Ｉｍｏｄがコンデンサにより阻止されることになるからである。交流結合ドライバの場合、前述した先の回路は依然として前述した如くＩＭＯＮ（ＡＶＧ）とＰａｖｇ＿ｔｘの捕捉に有効である。ＩＭＯＮ（ＬＯＷ）とＩＭＯＮ（ＨＩＧＨ）を計測し、Ｐ０，Ｐ１，ＴＸ＿ＯＭＡへ関連付けるため、交流結合ドライバとして同一変調電流を供給するのに追加の駆動回路を設ける必要があるが、Ｉｂｉａｓ電流源１４に直流結合される電流を付加するよう接続する必要がある。通常動作にあっては、この回路は非作動とされよう。多くの実施形態が、特許請求の範囲により包含される。

本発明の一実施形態になるレーザシステムの概略図である。 一実施形態における図１のレーザシステムのレーザに対し電流Ｉｍｏｄを供給する変調ドライバの回路図である。 一実施形態における図１のレーザシステムのバイパス回路の回路図である。 一実施形態における図１のレーザシステム内のメモリが記憶するテーブルを示す図である。 一実施形態における図１のレーザシステムの劣化すなわち機能不全を判定する方法のフローチャートである。 一実施形態における図１のレーザシステム内のレーザへ電流Ｉｂｉａｓを供給する電流源の回路図である。 一実施形態における図１のレーザシステムにおいて、レーザに対し印加される電流Ｉｂｉａｓを計測する方法のフローチャートである。 一実施形態における図１のレーザシステムからの送信電力を計測する方法のフローチャートである。 一実施形態における図１のレーザシステムの受信器（ＲＸ）回路の回路図である。 一実施形態における図８のＲＸ回路内のアナログ／ディジタル変換（ＡＤ変換）ブロックの回路図である。 一実施形態におけるＡＤ変換ブロック内のピーク検出器の回路図である。 一実施形態における図１のレーザシステムによる受信電力計測方法のフローチャートである。 一実施形態における図１のレーザシステムのＡＤ変換器における変動を補償する方法のフローチャートである。 一実施形態における図１のレーザシステムのＡＤ変換器における変動を補償する回路の回路図である。 一実施形態における図１のレーザシステムのＤＡ変換器における変動を補償する方法のフローチャートである。 一実施形態における図１のレーザシステムのＤＡ変換器における変動を補償する回路の回路図である。 二つの実施形態の一方における図１のレーザシステムの利得増幅器の回路図である。 二つの実施形態の他方における図１のレーザシステムの利得増幅器の回路図である。

符号の説明

１０ レーザ
１１ 給電路
１２ ノード
１３，１４ 電流源
１６ コントローラ
１８ 変調ドライバ
２０，２２ バイポーラトランジスタ
２４ ノード
２６ 電流源
２８ 増幅器（帯域回路）
３０ バイパス回路
３２ ミラー
３４ フォトダイオード
３６ ファイバ
３８ ＡＤ変換器、アナログ／ディジタル変換器（信号変換器）（ADC)
４０ Ｉｒｅｆ信号源
４２ 温度センサ
４３ コントローラ
４４ Ｖｃｃ用ＡＤ変換器
４６ メモリ
４８，５０，５３ テーブル
１００ レーザシステム
１１０ スイッチ
１３０ ＤＡ変換器（信号変換器）（DAC)
１３１ Ｖ／Ｉ変換器
１３２ 演算増幅器
１３４ レジスタ
１３６ トランジスタ
１３７ 電流ミラー
１３８，１４０，１５０ ＰＭＯＳトランジスタ
１４２ 電流ミラー
１４４，１４６ バイポーラトランジスタ
１４８ ＮＭＯＳトランジスタ
１５２ 電流源
１７０ スイッチ
１７２ 信号源計測ユニット（ＳＭＵ）
２７０ ＲＸ回路
２７２ ファイバ
２７４ 光検出器、フォトダイオード
２９０ 抵抗器
２９２ コンデンサ
２９４ 電流−電圧変換型増幅器（ＴＩＡ）
２９６ 増幅器
２９７ ＡＤ変換ブロック
２９８ 付加利得段（増幅回路）
２９９ 直流キャンセレーション回路
３２０ ピーク検出器
３２４ ＯＭＡ用ＡＤ変換器（信号変換器）
３２６ 抵抗器
３２８ 平均ＡＤ変換器（信号変換器）
３３０ 差動対
３３２ 保持コンデンサ
３３４ 分圧器
４２９ 回路
４３０ センサ
４３２ 電圧オフセット回路（Ｒ２Ｒ回路）
４３４ 増幅器（利得回路）
４３６ ＡＤ変換器（信号変換器）
４８９ 回路
４９０ ＤＡ変換器（DAC)
４９２ オフセット回路４９２（Ｒ２Ｒ回路）
４９４ 増幅器
４９６ 装置（信号変換器）
５２２，５２８，５３２，５３４ トランジスタ
５２６，５２８ ＲＣフィルタ
５３０，５５０ 差動対
５５２，５５４，５５６，５５８ バイポーラトランジスタ
５６０，５６２，５８０，５８２ 抵抗器
５６４，５６６，５７２，５７４ ＮＭＯＳトランジスタ
５６８，５７０，５７６，５７８ コンデンサ
５８３，５８４，５８６，５９０ 電流源

Claims (19)

1. レーザシステム内の信号変換器における変動を補償するためのレーザシステム用の方法であって、
   レーザの温度に対応する温度信号を生成するステップと、
   少なくとも前記温度信号に基づき前記信号変換器の信号を調整するステップと
   を含んでなる方法。
2. 前記信号は前記変換器からのディジタル信号であり、前記信号の調整ステップは、（ａ）少なくとも前記温度信号と前記ディジタル信号に基づいて補償ディジタル出力信号を検索することと、（ｂ）前記温度信号と前記ディジタル信号に基づいて補償ディジタル出力信号を算出することとからなる群から選択したステップを有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記レーザシステムに対する電源電圧に対応する電源電圧信号を生成するステップをさらに有し、前記信号の調整ステップはさらに前記電源電圧信号に基づくものである、請求項１に記載の方法。
4. 前記信号はディジタル信号であり、前記信号の調整ステップは、（ａ）前記温度信号と前記ディジタル信号と前記電源電圧信号に基づいて補償ディジタル信号を検索することと、（ｂ）少なくとも前記温度信号と前記ディジタル信号と前記電源電圧信号に基づいて補償ディジタル信号を算出することとからなる群から選択したステップを有する、請求項３に記載の方法。
5. 前記信号は前記信号変換器からのアナログ信号であり、
   前記信号の調整ステップは、
   前記温度信号に基づき前記アナログ信号に関する利得を決定するステップと、
   前記利得に対応する利得信号を生成するステップと、
   前記利得信号に基づき前記利得でもって前記アナログ信号を増幅するステップと
   を有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記信号は前記信号変換器からのアナログ信号であり、
   前記レーザシステムへの電源電圧に対応する電源電圧信号を生成するステップと、
   前記温度信号と前記電源電圧信号のうちの少なくとも一つに基づき前記アナログ信号に関する利得を決定するステップと、
   前記利得に対応する利得信号を生成するステップと、
   前記利得信号に基づき前記利得でもって前記アナログ信号を増幅するステップと、
   前記温度信号と前記電源電圧信号のうちの少なくとも一つに基づき前記アナログ信号に関するオフセットを決定するステップと、
   前記オフセットに対応するオフセット信号を生成するステップと、
   前記オフセット信号に基づき前記オフセットを前記アナログ信号に付加するステップと
   をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
7. 前記信号は前記信号変換器へのディジタル信号であり、前記信号の調整ステップは、（ａ）少なくとも前記温度信号と前記信号変換器からの所望のアナログ信号とに基づいて前記ディジタル信号を検索することと、（ｂ）少なくとも前記温度信号と前記所望のアナログ信号に基づいて前記ディジタル信号を算出することとからなる群から選択したステップを有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記信号は前記信号変換器へのディジタル信号であり、前記信号の調整ステップは、（ａ）少なくとも前記温度信号と前記ディジタル変換器からの所望のアナログ信号と電源電圧信号とに基づいて前記ディジタル信号を検索することと、（ｂ）少なくとも前記温度信号と前記所望のアナログ信号と前記電源電圧信号に基づいて前記ディジタル信号を算出することとからなる群から選択したステップを有する、請求項３に記載の方法。
9. アナログ／ディジタル変換器（ＡＤ変換器）と、
   少なくとも複数の値の温度信号と複数の値のＡＤ変換器出力信号に関する複数の値の補償されたＡＤ変換器出力信号を記憶するメモリと、
   少なくとも前記温度信号と前記ＡＤ変換器出力信号に基づき前記メモリから補償されたＡＤ変換器出力信号の一つの値を受信するよう結合したコントローラと
   を備えたレーザシステム。
10. 前記メモリはさらに前記複数の値の温度信号と前記複数の値のＡＤ変換器出力信号と前記複数の値の電源電圧信号に関する複数の値の前記補償されたＡＤ変換器出力信号を記憶し、前記コントローラは少なくとも前記温度信号と前記ＡＤ変換器出力信号と前記電源電圧信号とに基づき前記メモリから前記補償されたＡＤ変換器信号の値を受信するものである、請求項９に記載のレーザシステム。
11. ディジタル／アナログ変換器（ＤＡ変換器）をさらに備え、前記メモリはさらに前記複数の値の温度信号と前記複数の値の所望のＤＡ変換器出力信号に関する複数の値の前記ＤＡ変換器入力信号を記憶しており、前記コントローラは少なくとも前記温度信号と前記所望のＤＡ変換器出力信号に基づき前記メモリから前記ＤＡ変換器入力信号値を受信するよう結合されている、請求項９に記載のレーザシステム。
12. 前記メモリはさらに前記複数の値の温度信号と前記複数の値の所望ＤＡ変換器出力信号と複数の値の電源電圧信号に関する前記複数の値のＤＡ変換器入力信号を記憶し、前記コントローラは少なくとも前記温度信号と前記所望ＤＡ変換器出力信号と前記電源電圧信号とに基づき前記メモリから前記ＤＡ変換器入力信号の値を受信する、請求項１１に記載のレーザシステム。
13. 複数の値の温度信号と複数の値の電源電圧信号のうちの少なくとも一つに関する複数の値の利得信号を記憶するメモリと、
    前記温度信号と前記電源電圧信号のうちの少なくとも一つに基づき前記メモリから前記利得信号の一つの値を受信するよう結合され、前記利得信号を生成するコントローラと、
    アナログ信号と前記利得信号を受信する利得回路であって、前記利得信号に基づく利得でもって前記アナログ信号を増幅する利得回路と、
    前記増幅されたアナログ信号を受信し、ディジタル信号を生成するＡＤ変換器と
    を備えたレーザシステム。
14. 前記メモリはさらに前記複数の値の温度信号と前記複数の値の電源電圧信号のうちの少なくとも一つに関する複数の値のオフセット信号を記憶し、前記コントローラは前記温度信号と前記電源電圧信号の少なくとも一つに基づき前記メモリから前記オフセット信号値を受信するよう結合してあり、該コントローラが前記オフセット信号を生成し、前記レーザシステムはさらに前記アナログ信号と前記オフセット信号を受信するオフセット回路を備え、該オフセット回路が前記オフセット信号に基づきオフセットを前記アナログ信号に付加し、前記ＡＤ変換器が前記利得と前記オフセットを有するアナログ信号に対応する前記ディジタル信号を生成する、請求項１３に記載のレーザシステム。
15. 前記メモリはさらに前記複数の値の温度信号と前記複数の値の電源電圧信号のうちの少なくとも一つに関する複数の値の第２の利得信号を記憶するものであり、前記コントローラは前記温度信号と前記電源電圧信号の少なくとも一つに基づき前記メモリから前記第２の利得信号の値を受信するよう結合してあって、該コントローラが第２の利得信号を生成し、
    ＤＡ変換器出力信号を生成するディジタル／アナログ変換器（ＤＡ変換器）と、
    前記ＤＡ変換器出力信号と前記第２の利得信号を受信する第２の利得回路であって、前記利得信号に基づく利得でもって前記ＤＡ変換器出力信号を増幅する前記第２の利得回路と
    をさらに備えた請求項１３に記載のレーザシステム。
16. 前記メモリはさらに前記複数の値の温度信号と前記複数の値の電源電圧信号のうちの少なくとも一つに関する前記複数の値のオフセット信号を記憶するものであり、前記コントローラは前記温度信号と前記電源電圧信号の少なくとも一つに基づき前記メモリから前記オフセット信号値を受信するよう結合してあり、該コントローラは前記オフセット信号を生成するものであって、前記ＤＡ変換器出力信号と前記オフセット信号を受信して、前記オフセット信号に基づきオフセットを前記ＤＡＣ変換器出力信号に付加するオフセット回路をさらに備えた請求項１５に記載のレーザシステム。
17. 少なくとも一つの制御信号を記憶するメモリと、
    少なくとも一つの制御信号を読み取り、少なくとも一つの制御信号を送信するコントローラと、
    少なくとも一つの制御信号を受信する帯域回路であって、さらにデータ信号を受信し、前記制御信号に基づき前記データ信号を濾波する帯域回路と、
    前記濾波されたデータ信号を受信する回路であって、（ａ）前記濾波データ信号に応答してレーザへ変調電流を生成する変調ドライバと（ｂ）前記濾波データ信号に応答してホストへ入力信号を生成する増幅回路とからなる群から選択した回路と
    を備えてなるレーザシステム。
18. 前記少なくとも一つのデータ信号と別の制御信号とを受信する立ち上がり及び立ち下がり回路をさらに備え、該立ち上がり及び立ち下がり回路が少なくとも一つのデータ信号の立ち上がり時間と立ち上がり時間を調整し、前記回路が濾波した立ち上がり及び立ち下がり時間調整データ信号を受信し、前記メモリが前記別の制御信号を記憶し、前記コントローラが前記別の制御信号を読み取って前記立ち上がり及び立ち下がり時間回路へ送信する、請求項１７に記載のレーザシステム。
19. 少なくとも一つのデータ信号と別の制御信号を受信するパルス幅回路をさらに備え、該パルス幅回路が前記少なくとも一つのデータ信号のパルス幅を調整し、前記回路が前記濾波されたパルス幅調整データ信号を受信し、前記メモリが前記別の制御信号を記憶し、前記コントローラが別の制御信号を読み取って前記パルス幅回路へ送信する、請求項１７に記載のレーザシステム。
    
    

Images