JP2006080677A - 光データリンク - Google Patents

Abstract

【課題】 光学系の温度依存特性に起因した光データリンクの光出力の変動を補償する。
【解決手段】 光データリンク１０の光出力は、発光素子１４によって生成される。駆動回路２２は、電気入力に応じて発光素子を駆動する。光学系１６は、発光素子に光学的に結合されている。光検出器２０は、発光素子から光学系を介さずに光出力を受け、電気信号を生成する。出力制御回路２８は、その電気信号に応じて駆動回路を制御し、光出力を安定化する。温度センサ３１は、光データリンクの内部温度を測定する。記憶装置２７は、出力制御回路の変換利得を定める複数の利得設定値を複数の内部温度に対応付けて格納する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光通信に用いられる光データリンクに関する。

一般に、光データリンクは、自動出力制御（Automatic Power Control：ＡＰＣ）を用いて光出力を安定化している。通常は、光データリンク内に配置されたフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と表記）を用いてレーザダイオード（以下、「ＬＤ」と表記）の光出力を測定し、測定値が一定となるようにＬＤに供給されるバイアス電流と変調電流を調整する（例えば、特許文献１を参照）。

最近の光データリンクはホスト装置との通信機能を有しており、光データリンクの動作状態を示す種々のパラメータをホスト装置が読み出せるようになっている（例えば、特許文献２を参照）。これらのパラメータには、光出力パワーの測定値が含まれている。この測定値は、光データリンクの内部でＰＤがＬＤの光出力を測定することにより得られる。
特開２００３−２１８４６０号公報 ＳＦＦ委員会、「光トランシーバ用診断監視インタフェースのためのＳＦＦ−８４７２仕様書 第９．５版（SFF-8472 Specification for Diagnostic Monitoring Interface for Optical Xcvrs Rev 9.5）」、［online］、２００４年６月１日、［２００４年９月２日検索］、インターネット＜URL:ftp://ftp.seagate.com/sff/SFF-8472.PDF＞

光データリンクでは、ＬＤと光コネクタとが光学系によって光学的に結合されている。ＡＰＣは、この光学系を介さずに測定されたＬＤの光出力に基づいてバイアス電流を調整する。光学系の光結合状態は温度依存特性を有しているので、光データリンクの内部温度が変化すると、ＬＤおよび光コネクタ間の結合効率もそれに応じて変動する。そのため、ＡＰＣによってＬＤの光出力が適切に安定化されていても、光コネクタから発信される光データリンクの光出力は温度に応じて変動してしまう。この現象はトラッキングエラーと呼ばれる。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、光学系の温度依存特性に起因した光データリンクの光出力の変動を補償することを課題とする。

本発明の一つの側面は、電気入力を光出力に変換する光データリンクに関する。この光データリンクは、光出力を生成する発光素子と、電気入力に応じて発光素子を駆動する駆動回路と、発光素子に光学的に結合された光学系と、発光素子から光学系を介さずに光出力を受け、電流信号を生成する光検出器と、その電流信号を可変の変換利得で電圧信号に変換し、その電圧信号に基づいて駆動回路を制御して、光出力を安定化する出力制御回路と、光データリンクの内部温度を測定する温度センサと、変換利得を定める複数の利得設定値を複数の内部温度に対応付けて格納する記憶装置とを備えている。

記憶装置内の利得設定値を利用すれば、光データリンクの内部温度に応じて出力制御回路の変換利得を調整することが可能となる。このような変換利得の調整により、出力制御回路は、発光素子の光出力を内部温度に応じて異なる値に安定化することが可能になる。内部温度の変動に伴って光学系の結合効率も変化するが、その変化が発光素子の光出力に与える影響は、その光出力自体の変化によって打ち消すことができる。これにより、光学系の温度依存特性に起因した光データリンクの光出力の変動が補償される。

複数の利得設定値は、複数の内部温度のもとで光学系から発する光出力が実質的に一定の平均値を有するように定められていてもよい。このような利得設定値を記憶装置に格納しておくことで、光データリンクの光出力の平均値を内部温度によらずに一定に調整することが可能になる。

光データリンクは、利得制御回路を更に備えていてもよい。この利得制御回路は、複数の利得設定値を用いて、温度センサによって測定された内部温度に対応する変換利得の値を決定し、出力制御回路の変換利得をその決定された値に調整する。

利得制御回路は、光データリンクの内部温度を温度センサから定期的に取得して出力制御回路の変換利得を調整してもよい。これにより、光データリンクの光出力が継続的に安定化される。

利得制御回路は、外部装置からの命令に応答して、温度センサによって測定された内部温度に応じた変換利得の調整を停止し、外部装置の制御のもとで変換利得を調整してもよい。この場合、外部装置が光データリンクの様々な内部温度のもとで適切な変換利得を測定することが可能になる。

光データリンクは、外部装置からの命令に応答して、温度センサによって測定された内部温度を外部装置に送出する温度出力回路を更に備えていてもよい。外部装置が光データリンクの内部温度を取得できるので、様々な内部温度のもとでの変換利得を外部装置を用いて測定するのに有用である。

光データリンクは、外部装置からの命令に応答して記憶装置の記憶内容を更新する記憶制御回路を更に備えていてもよい。この場合、外部装置を用いて記憶装置に利得設定値を書き込むことが可能になる。

本発明の光データリンクは、温度に応じた利得設定値を格納する記憶装置を備えているので、出力制御回路の変換利得を内部温度に応じて調整することが可能であり、その結果、光学系の温度依存特性に起因した光データリンクの光出力の変動を補償することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態の光データリンクの構成を示す概略図である。光データリンク１０の一機能は、あるデータを示す電気信号を同じデータを示す光信号に変換して出力する光送信器である。図１に示されるように、光データリンク１０は、通常、ホスト装置１５に接続されて使用される。光データリンク１０には、ホスト装置１５などの外部装置から電気信号を受け取るための差動入力端子、すなわち正相入力端子４１および逆相入力端子４２が設けられている。これらの端子４１および４２には、相補的な差動入力信号Ｅ_ＩＮ＋およびＥ_ＩＮ−がそれぞれ入力される。

光データリンク１０は、光送信サブアセンブリ（Transmitter Optical Sub-Assembly：ＴＯＳＡ）１２を有している。ＴＯＳＡ１２は、光出力Ｏ_ＯＵＴを外部へ発信するための光デバイスである。ＴＯＳＡ１２は、ＬＤ１４、光学系１６、光コネクタ１８およびＰＤ２０を含んでいる。

ＬＤ１４は、レンズなどの光学系１６によって光コネクタインタフェース１８に光学的に結合された半導体発光素子である。ＬＤ１４の前端面から発する光出力Ｏ_ＬＤは、光学系１６によって光コネクタインタフェース１８に結合され、光出力Ｏ_ＯＵＴとなって外部に発信される。つまり、光コネクタインタフェース１８は光データリンク１０の出力ポートであり、光学系１６はＬＤ１４の光出力Ｏ_ＬＤをその出力ポートまで案内する。光データリンク１０の動作時には、外部の光ファイバ２１の端部に装着された別の光コネクタインタフェース（図示せず）が光コネクタインタフェース１８に接続される。この結果、光出力Ｏ_ＯＵＴは光コネクタインタフェース１８から光ファイバ２１に伝播し、光ファイバ２１によって光通信網内を伝送される。

ＬＤ１４のアノードおよびＰＤ２０のカソードは電圧源Ｖｃｃに接続されている。電圧源Ｖｃｃは、ＬＤ１４に順バイアス電圧を印加し、ＰＤ２０に逆バイアス電圧を印加する。ＰＤ２０は、ＬＤ１４の後端面から発する光出力Ｏ_ＬＤを検出し、光出力Ｏ_ＬＤの強度に応じた出力電流信号を生成する光検出器である。図１に示される回路構成では、この出力電流信号は光出力Ｏ_ＬＤの平均値を示すことになる。

ＬＤ１４のカソードはＬＤドライバ（以下、「ＬＤＤ」と表記）２２に接続されている。ＬＤＤ２２は、入力信号Ｅ_ＩＮ＋およびＥ_ＩＮ−に応じてＬＤ１４を駆動し、ＬＤ１４に光出力Ｏ_ＬＤを生成させる回路である。ＬＤＤ２２は、直流バイアス電流Ｉ_Ｂおよび変調電流Ｉ_ＭをＬＤ１４に供給する。ＬＤＤ２２には、カップリングコンデンサ２３および２４を介して正相入力端子４１および逆相入力端子４２が接続されている。ＬＤＤ２２は、これらの端子からの差動入力信号Ｅ_ＩＮ＋およびＥ_ＩＮ−を受け取り、それらの差信号に応じて変調された変調電流Ｉ_Ｍを生成する。ＬＤＤ２２は、この変調電流Ｉ_Ｍをバイアス電流Ｉ_Ｂに重畳してＬＤ１４に供給する。これによりＬＤ１４が駆動され、変調電流Ｉ_Ｍに応じて変調された光信号Ｏ_ＬＤがＬＤ１４から出力される。

ＬＤＤ２２は、Ｄ／Ａコンバータ２５および２６を介してコントローラ２８に接続されている。コントローラ２８は、光データリンク１０の動作を制御する回路である。コントローラ２８は、自動出力制御（以下、「ＡＰＣ」と表記）を実行して、ＬＤ１４の光出力Ｏ_ＯＵＴの平均値を安定化する。ＡＰＣでは、ＰＤ２０によって測定されたＬＤ１４の光出力が所定の値と比較され、両者の差に応じてバイアス電流Ｉ_Ｂと変調電流Ｉ_Ｍの大きさが調整される。コントローラ２８は、バイアス電流Ｉ_Ｂの大きさに対応するディジタル値をＤ／Ａコンバータ２５に出力し、変調電流Ｉ_Ｍの大きさに対応するディジタル値をＤ／Ａコンバータ２６に出力する。Ｄ／Ａコンバータ２５および２６は、それらのディジタル値をアナログ信号に変換してＬＤＤ２２に供給する。ＬＤＤ２２は、これらのアナログ信号に従ってバイアス電流Ｉ_Ｂと変調電流Ｉ_Ｍの大きさを調整する。以下では、簡単のため、バイアス電流の大きさを「バイアスレベル」、変調電流の大きさを「変調レベル」と呼ぶことにする。

コントローラ２８には、Ａ／Ｄコンバータ２９を介して温度センサ３１が接続されている。温度センサ３１は、例えばサーミスタであり、光データリンク１０の内部温度を測定するために設置されている。この内部温度は、ＬＤ１４の温度を反映する。温度センサ３１は、この内部温度に応じたアナログ信号を生成してＡ／Ｄコンバータ２９に送る。Ａ／Ｄコンバータ２９は、このアナログ信号をディジタル値Ｖ_Ｔに変換し、コントローラ２８に供給する。以下では、Ｖ_Ｔをモニタ値と呼ぶことにする。

さらに、コントローラ２８には、Ａ／Ｄコンバータ３０を介して可変抵抗器３２が接続されている。可変抵抗器３２の一端はＰＤ２０のアノードに電気的に接続されており、他端は接地されている。可変抵抗器３２の抵抗値Ｒは、コントローラ２８によって制御される。コントローラ２８は、抵抗値Ｒに対応するディジタル制御値を生成し、そのディジタル制御値を内蔵Ｄ／Ａコンバータ（図示せず）を用いてアナログ制御信号に変換する。このアナログ制御信号が可変抵抗器３２に供給され、それによって抵抗値Ｒが調整される。このほかに、可変抵抗器３２は、コントローラ２８からのディジタル制御信号によって抵抗値が制御されるものであってもよい。

ＰＤ２０の出力電流信号は可変抵抗器３２を流れ、可変抵抗器３２の抵抗値Ｒに応じた電圧降下を生じさせる。したがって、可変抵抗器３２の両端の電圧は、ＰＤ２０の出力電流信号に対応する。このようにして、ＰＤ２０の出力電流信号がアナログ電圧信号に変換される。つまり、可変抵抗器３２は、ＰＤ２０の出力電流信号を可変の変換利得で電圧信号に変換する電流電圧変換器である。言い換えると、可変抵抗器３２はＰＤ２０の負荷抵抗として機能する。後述する様に、可変抵抗器３２の抵抗値Ｒは、ＬＵＴ５４内の抵抗値データに基づき、温度に応じてコントローラ２８により調整される。

ＰＤ２０と可変抵抗器３２の間にはノード５０が設けられており、そのノード５０にはＡ／Ｄコンバータ３０の入力端子が接続されている。Ａ／Ｄコンバータ３０の出力端子はコントローラ２８に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ３０は、可変抵抗器３２の両端に生じたアナログ電圧信号をディジタル値Ｖ_Ｐに変換し、コントローラ２８に送る。Ｖ_ＰはＰＤ２０の出力電流信号に対応しており、したがって、ＰＤ２０によって検出された光出力を示している。以下では、Ｖ_Ｐを出力モニタ値と呼ぶことにする。

コントローラ２８は、この出力モニタ値Ｖ_Ｐに基づいてＡＰＣ処理を実行する。つまり、コントローラ２８、Ｄ／Ａコンバータ２５、２６、Ａ／Ｄコンバータ３０および可変抵抗器３２は、ＰＤ２０の出力電流信号を可変の変換利得で電圧信号に変換し、その電圧信号に対応する出力モニタ値Ｖ_Ｐに基づいてＬＤＤ２２を制御するＡＰＣ回路を構成する。可変抵抗器３２の抵抗値Ｒは、その変換利得を定める。

コントローラ２８は、光データリンク１０のシリアル通信ポート４３にも接続されている。シリアル通信ポート４３は、ホスト装置１５とコントローラ２８との間の通信に使用される。コントローラ２８は、シリアル通信ポート４３を通じてホスト装置から命令を受け取り、コントローラ２８は、その命令に応答して、光データリンク１０の動作状況を示すデータを、シリアル通信ポート４３を通じて、ホスト装置に送出する。このようなデータの例としては、上記の出力モニタ値Ｖ_Ｐや温度モニタ値Ｖ_Ｔが挙げられる。

コントローラ２８は、ＲＡＭ２７および不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）３３を内蔵している。ＲＡＭ２７は、コントローラ２８がＡＰＣなどの処理を実行するために使用する主記憶装置である。ＲＡＭ２７には、出力モニタ値Ｖ_Ｐや温度モニタ値Ｖ_Ｔなどのディジタル値が格納される。不揮発性メモリ３３は、図２に示されるＬＵＴ（Look Up Table、参照テーブル）５３を格納している。ＬＵＴ５３には、バイアスレベルＢおよび変調レベルＭのｎ個（ｎは２以上の整数）の対が、異なる温度Ｖ_Ｔ１、Ｖ_Ｔ２、…Ｖ_Ｔｎにそれぞれ対応付けて格納されている。図２では、バイアスレベルおよび変調レベルが、対応する温度Ｖ_Ｔ１〜Ｖ_Ｔｎと同じ添字１〜ｎを記号「Ｂ」および「Ｍ」に付して表記されている。これらの温度は、光データリンク１０の内部温度を示す。温度Ｖ_Ｔ１〜Ｖ_Ｔｎは、一定の間隔（例えば２℃）を有している。各対のバイアスレベルおよび変調レベルは、光データリンク１０の内部温度がその対に対応付けられた温度に等しいときに、ＡＰＣを停止させた状態で、光出力Ｏ_ＯＵＴの所望の平均値および消光比が得られるように定められている。

コントローラ２８の外部にも不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）３４および３５が設置されている。不揮発性メモリ３４および３５はコントローラ２８に接続されており、コントローラ２８はそれらの記憶内容を更新することができる。不揮発性メモリ３４は、図３に示されるＬＵＴ５４を格納している。ＬＵＴ５４には、可変抵抗器３２の抵抗値Ｒ_１、Ｒ_２、…Ｒ_ｎが温度Ｖ_Ｔ１、Ｖ_Ｔ２、…Ｖ_Ｔｎに対応付けて格納されている。これらの抵抗値Ｒ_１〜Ｒ_ｎは、温度Ｖ_Ｔ１〜Ｖ_Ｔｎの下で、当該温度に対応するバイアスレベルおよび変調レベルが設定された時、ＡＰＣを停止した状態で出力モニタ値Ｖ_Ｐが共通の所定値となる様に設定される。この所定値は、ＡＰＣで使用される固定の参照値である。後述するように、ＡＰＣは出力モニタ値Ｖ_Ｐをこの参照値と比較し、両者の差に応じてＬＤ１４の光出力Ｏ_ＬＤを調整する。抵抗値Ｒ_１〜Ｒ_ｎは、後述するように、光データリンク１０の出荷段階で測定される。

ホスト装置１５は、シリアル通信ポート４３を通じて、不揮発性メモリ３３〜３５へのデータの書込みをコントローラ２８に命じることができる。つまり、コントローラ２８は、ホスト装置１５からの命令に応答して不揮発性メモリ３３〜３５の記憶内容を更新する記憶制御回路として機能する。

以下では、光データリンク１０の動作を説明する。光データリンク１０を起動すると、コントローラ２８は、ＡＰＣ処理を開始する前に、ＡＰＣに使用する温度変数ＴをＲＡＭ２７内の所定のアドレスに作成し、その温度変数Ｔに所定の初期温度Ｖ_ＴＩＮＴを割り当てる。初期温度Ｖ_ＴＩＮＴは、ＬＵＴ５３、５４に格納された温度Ｖ_Ｔ１〜Ｖ_Ｔｎの一つであり、例えば常温の２５℃である。続いて、コントローラ２８は、初期温度Ｖ_ＴＩＮＴに対応付けられた一対のバイアスレベルおよび変調レベルをＬＵＴ５３から、また初期温度Ｖ_ＴＩＮＴに対応付けられた抵抗値をＬＵＴ５４から読み取り、バイアス電流Ｉ_Ｂおよび変調電流Ｉ_Ｍをそれらのレベルに調整するとともに、可変抵抗器３２の抵抗値Ｒをその値に設定する。

このように、バイアスレベル、変調レベルおよび可変抵抗値の初期値は、ＬＵＴ５３、５４中のデータから選択される。これは、一定の消光比を得るためである。消光比を一定にするためのバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値は、光データリンク１０の内部温度に応じて異なる。そのため、複数の温度で所望の平均出力および消光比が得られるバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値をあらかじめ求めてＬＵＴ５３、ＬＵＴ５４に格納しておき、それらのなかから所定の初期温度に対応するバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値を選択してＡＰＣループの初期値とする。

初期設定が終わると、コントローラ２８は、ＡＰＣ処理を開始し、出力モニタ値Ｖ_Ｐを所定の参照値に近づけるようにバイアスレベルおよび変調レベルを調整する。ＡＰＣは閉帰還制御であり、ＬＤ１４の温度依存特性を補償できるだけでなく、ＬＤ１４の特性劣化をも補償することができる。

以下では、コントローラ２８によるＡＰＣをより詳細に説明する。コントローラ２８は、出力モニタ値Ｖ_Ｐと固定の参照値Ｖ_Ｒとの差に応じて、上記の温度変数Ｔを更新する。例えば、コントローラ２８は、出力モニタ値Ｖ_Ｐと参照値Ｖ_Ｒとの差にある決まった係数を乗じ、得られた値を温度変数Ｔの現在の値に加算してもよい。コントローラ２８は、更新された温度変数Ｔの値に応じてＬＵＴ５３からバイアスレベルおよび変調レベルを、ＬＵＴ５４から抵抗値を取得する。一例として、出力モニタ値Ｖ_Ｐと参照値Ｖ_Ｒとの差がΔＶであり、決められた係数がｋ［Ｔ／Ｖ］であり、温度変数Ｔの現在の値がＴ_０であるとすると、このＡＰＣ動作により設定される温度変数Ｔの新たな値Ｔ_１は、
Ｔ_１＝ｋ・ΔＶ＋Ｔ_０
となる。コントローラはこの新たな温度値Ｔ_１に対応するバイアス／変調レベルをＬＵＴ５３から、また抵抗値をＬＵＴ５４から読み取り、Ｄ／Ａコンバータ２５、２６および可変抵抗３２にそれぞれ出力する。ＬＵＴ５３、ＬＵＴ５４に保持された温度は例えば２℃間隔といったように粗い場合がある。新たな温度値Ｔ_１がＬＵＴ５３、ＬＵＴ５４に保持された温度と異なる場合には、最も近い温度に対応付けられたバイアス／変調レベルおよび抵抗値を読み取ることでＡＰＣを機能させることもできるし、あるいは、ＬＵＴ５３、ＬＵＴ５４内のデータを内挿法または外挿法により補間してバイアス／変調レベル、および抵抗値を算出することもできる。

コントローラ２８は、こうして決定した新たなバイアスレベルおよび変調レベルを示すディジタル値Ｖ_ＢおよびＶ_ＭをＤ／Ａコンバータ２５および２６に、また、抵抗値を示す信号を可変抵抗器３２にそれぞれ送出する。これらＶ_ＢおよびＶ_Ｍは、Ｄ／Ａコンバータ２５および２６によってアナログ信号に変換されてＬＤＤ２２に供給される。この結果、ＬＤＤ２２は、コントローラ２８が決定したバイアスレベルおよび変調レベルを有するバイアス電流Ｉ_Ｂおよび変調電流Ｉ_Ｍを生成する。また、可変抵抗器３２の抵抗値が、コントローラ２８からの信号が示す値に設定され、それによりＡＰＣ回路の変換利得が決定される。

例えば、出力モニタ値Ｖ_Ｐが参照値Ｖ_Ｒよりも十分に大きいときは、現在のレベルよりも低いバイアスレベルが選択され、出力モニタ値Ｖ_Ｐが参照値Ｖ_Ｒよりも十分に小さいときは、現在のレベルよりも高いバイアスレベルが選択される。これにより、ＬＤ１４から発し光コネクタ１８を介して出力される光出力Ｏ_ＯＵＴが安定化される。ＬＵＴ５３内のバイアスレベルおよび変調レベルの各対、およびＬＵＴ５４内の抵抗値は、実質的に一定の平均出力と消光比が得られるように定められている。したがって、バイアス電流Ｉ_Ｂ、変調電流Ｉ_Ｍおよび抵抗値をこのような値に調整することで、光出力Ｏ_ＯＵＴの平均値だけでなく消光比をも安定化することができる。

不揮発性メモリ３３〜３５の記憶内容は、光データリンク１０の工場出荷時に書き込まれる。図４は、光データリンク１０の工場での調整を示す概略図である。工場での調整は、信号発生装置６０、光パワーモニタ６２および外部調整装置６４を用いて実行される。

調整の際、信号発生装置６０の二つの出力端子は入力端子４１および４２に接続される。信号発生装置６０は、相補的な二つのテストデータ信号（例えば疑似ランダム信号）を二つの出力端子にそれぞれ生成する。これに応じて、ＬＤＤ２２がＬＤ１４を駆動し、ＬＤ１４から光出力Ｏ_ＬＤが出力される。光出力Ｏ_ＬＤは光学系１６によって光コネクタ１８に結合され、光出力Ｏ_ＯＵＴとして出力される。

光パワーモニタ６２は、光データリンク１０の外部に配置され、光コネクタ１８に光学的に結合された光検出器である。光パワーモニタ６２は光出力Ｏ_ＯＵＴを受け、その強度に応じた電気信号を生成する。この信号は外部調整装置６４に送られる。このように、ＰＤ２０がＬＤ１４から発する光出力Ｏ_ＬＤを光データリンク１０の内部で測定するのに対し、光パワーモニタ６２は光コネクタ１８から発する光出力Ｏ_ＯＵＴを光データリンク１０の外部で測定する。

外部調整装置６４は、光データリンク１０のシリアル通信ポート４３に接続された通信インタフェース、および記憶装置６５を有している。外部調整装置６４は、シリアル通信ポート４３を通じてコントローラ２８に命令を送り、バイアスレベル、変調レベルおよび可変抵抗器３２の抵抗値Ｒを調整することができる。また、外部調整装置６４は、コントローラ２８によるＡＰＣを始動させ、あるいは停止させることができる。

以下では、図５を参照しながら、光データリンク１０の工場での調整手順を具体的に説明する。ここで、図５は、調整手順を示すフローチャートである。

この調整において、光データリンク１０は、コントローラ２８のＡＰＣを停止させた状態で、ＡＰＣに必要なデータを取得する。具体的には、光データリンク１０の内部温度を複数の検査温度に順次に調節し、これらの検査温度のもとで光出力Ｏ_ＯＵＴが実質的に一定の平均値および消光比を有するようにバイアスレベルおよび変調レベルを調整する。一例として、２５℃（常温）、−１０℃、および６０℃の三つが検査温度として定められているものとする。図５に示されるように、外部調整装置６４によってＡＰＣが停止され（ステップＳ５０２）、光データリンク１０の内部温度が検査温度の一つに調節される（ステップＳ５０４）。温度の調節中、外部調整装置６４は、温度モニタ値Ｖ_Ｔをコントローラ２８から取得し、温度の調節が完了したか否かを、この温度モニタ値Ｖ_Ｔに基づいて判断する。

次に、外部調整装置６４は、一つの検査温度のもとで、所望の光出力と消光比が得られるようにバイアスレベルおよび変調レベルを調整する（ステップＳ５０６）。このステップでは、信号発生装置６０から一対のテストデータ信号が光データリンク１０に供給され、それに応じて光出力Ｏ_ＯＵＴが生成される。光出力Ｏ_ＯＵＴは光パワーモニタ６２によって検出される。外部調整装置６４は、光パワーモニタ６２の出力信号に基づいて光出力Ｏ_ＯＵＴの平均値と消光比を算出し、それらがそれぞれ所定の仕様値に合致するようにバイアスレベルおよび変調レベルを調整する。

次に、このバイアスレベルおよび変調レベルの動作条件下で、ＬＤ１４の光出力Ｏ_ＬＤをモニタしているＰＤ２０の出力モニタ値Ｖ_ＰがＡＰＣの参照値Ｖ_Ｒとなる様に可変抵抗器３２の抵抗値を調整する（ステップＳ５０７）。ＡＰＣを停止した状態で光出力Ｏ_ＯＵＴの平均値、消光比を仕様値に調整しても、この光出力Ｏ_ＯＵＴは光学系１６による光結合の温度依存特性の影響（一般に、これをトラッキングエラーと呼ぶ）を受けているから、ＬＤ１４の光出力Ｏ_ＬＤを表す出力モニタ値Ｖ_ＰがＡＰＣの参照値Ｖ_Ｒに一致するとは限らない。出力モニタ値Ｖ_Ｐと参照値Ｖ_Ｒとの差が十分に大きいと、ＡＰＣは、その差を小さくするようにバイアスレベルおよび変調レベルを変更する。その結果、平均出力および消光比が仕様値からずれてしまう。このようなトラッキングエラーを補償するため、ステップＳ５０６で調整したバイアスレベルおよび変調レベルの下でＬＤ１４を駆動し、ＬＤ１４の光出力Ｏ_ＬＤに対応する出力モニタ値Ｖ_ＰがＡＰＣの参照値Ｖ_Ｒとなる様に、可変抵抗器３２の抵抗値を調整する。

これら一連の調整の結果、当該検査温度において光データリンク１０の光出力Ｏ_ＯＵＴが所望の平均値および消光比に設定され、かつ、ＬＤ１４の光出力Ｏ_ＬＤを表す出力モニタ値Ｖ_ＰもＡＰＣの参照値Ｖ_Ｒに設定されることとなる。但し、可変抵抗器３２の抵抗値を調整しているため、ＡＰＣ回路の変換利得が変化する。

こうして調整されたバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値は、検査温度を示す温度モニタ値Ｖ_Ｔに対応付けて記憶装置６５に格納される（ステップＳ５０８）。この後、光データリンク１０の内部温度が別の検査温度に調節され（ステップＳ５０４）、その検査温度の下でバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値が再び調整され（ステップＳ５０６）、調整後の値が記憶装置６５に格納される（ステップＳ５０８）。バイアスレベルおよび変調レベルの調整は、光出力Ｏ_ＯＵＴの平均値と消光比が前回の調整時と同じ値に合致するように行われ、抵抗値の調整は出力モニタ値Ｖ_Ｐが前回の調整時と同じ値に合致するように行われる。この後、バイアスレベルおよび変調レベルの調整が行われていない検査温度が残っていれば（ステップＳ５１０にてＮｏ）、ステップＳ５０４〜Ｓ５０８が更に実行される。このように、光データリンク１０の内部温度がすべての検査温度に順次に調節され、これらの検査温度の下で光出力Ｏ_ＯＵＴの平均値と消光比が一定となるようにバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値が調整される。

すべての検査温度での調整が完了したら（ステップＳ５１０にてＹｅｓ）、外部調整装置６４は、記憶装置６５内に格納されたバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値を用いてＬＵＴ５３、５４を作成し、それらを不揮発性メモリ３３、３４に書き込む（ステップＳ５１２）。本例では、幾つかの検査温度のもとで調整されたバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値を用いて、内挿法または外挿法により、他の温度でのバイアスレベル、変調レベルおよび抵抗値を算出する。これにより、上記の検査温度を含む複数の内部温度Ｖ_Ｔ１〜Ｖ_Ｔｎのもとで実質的に一定の平均出力および消光比を提供するバイアスレベルＢ_１〜Ｂ_ｎ、変調レベルＭ_１〜Ｍ_ｎおよび抵抗値Ｒ_１〜Ｒ_ｎが得られる。外部調整装置６４は、バイアスレベルおよび変調レベルの各対を各内部温度に対応付けてＬＵＴ５３を作成するとともに、抵抗値を各内部温度に対応付けてＬＵＴ５４を作成し、それらをシリアル通信ポート４３を通じてコントローラ２８に転送する。外部調整装置６４は、コントローラ２８に命令を送り、ＬＵＴ５３、５４を不揮発性メモリ３３、３４に書き込ませる。なお、二つのＬＵＴ５３、５４に代えて、バイアスレベルＢ_１〜Ｂ_ｎ、変調レベルＭ_１〜Ｍ_ｎおよび抵抗値Ｒ_１〜Ｒ_ｎを各内部温度に対応付けた単一のＬＵＴを作成してもよい。こうして、工場調整が完了する。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、ＬＵＴ５３、５４は、必ずしも共通の内部温度を格納している必要はない。

上記実施形態における光データリンクは、光送信機能のみを有する光送信器だが、本発明の方法で使用する光データリンクは、光送信機能に加えて光受信機能を有する光送受信器であってもよい。

本発明の光データリンクでは、内部測定された光出力パワーに基づいた任意の閉帰還制御を実行するＡＰＣ回路を使用することができる。上記実施形態では、ＬＵＴ５３中のいずれか一対のバイアスレベルおよび変調レベルが選択されるが、バイアスレベルおよび変調レベルは他の様々な方法によって決定することができる。例えば、コントローラ２８は、温度変数Ｔに近い複数の基準温度に対応付けられたバイアスレベルおよび変調レベルの対をＬＵＴ５３から読み取り、外挿法または内挿法により、温度変数Ｔに対応したバイアスレベルおよび変調レベルを算出してもよい。ＬＵＴ５３は、光出力Ｏ_ＯＵＴに実質的に一定の平均パワーと消光比を与えるバイアスレベルおよび変調レベルの温度依存性を示す。この温度依存性に従って内部温度に応じたバイアスレベルおよび変調レベルを決定すれば、光出力パワーと消光比の双方を安定化することができる。

図１は実施形態の光データリンクの構成を示す概略図である。 図２はバイアスレベルおよび変調レベルを格納するＬＵＴを示す概略図である。 図３は可変抵抗器の抵抗値を格納するＬＵＴを示す概略図である。 図４は光データリンクの工場での調整を示す概略図である。 図５は光データリンクの調整工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…光データリンク、１２…ＴＯＳＡ、１４…ＬＤ、１５…ホスト装置、１６…光学系、１８…光コネクタ、２０…ＰＤ、２２…ＬＤＤ、２８…コントローラ、３１…温度センサ、３２…可変抵抗器、３３〜３５…不揮発性メモリ、４１…正相入力端子、４２…逆相入力端子、４３…シリアル通信ポート、５３、５４…ＬＵＴ

Claims (7)

1. 電気入力を光出力に変換する光データリンクであって、
   前記光出力を生成する発光素子と、
   前記電気入力に応じて前記発光素子を駆動する駆動回路と、
   前記発光素子に光学的に結合された光学系と、
   前記発光素子から前記光学系を介さずに前記光出力を受け、電流信号を生成する光検出器と、
   前記電流信号を可変の変換利得で電圧信号に変換し、その電圧信号に基づいて前記駆動回路を制御して、前記光出力を安定化する出力制御回路と、
   前記光データリンクの内部温度を測定する温度センサと、
   前記変換利得を定める複数の利得設定値を複数の内部温度に対応付けて格納する記憶装置と、
   を備える光データリンク。
2. 前記複数の利得設定値は、前記複数の内部温度のもとで前記光学系から発する光出力が実質的に一定の平均値を有するように定められている、請求項１に記載の光データリンク。
3. 前記利得設定値を用いて、前記温度センサによって測定された内部温度に対応する前記変換利得の値を決定し、前記出力制御回路の変換利得をその決定された値に調整する利得制御回路を更に備える請求項１または２に記載の光データリンク。
4. 前記利得制御回路は、前記光データリンクの内部温度を前記温度センサから定期的に取得して前記変換利得を調整する、請求項３に記載の光データリンク。
5. 前記利得制御回路は、外部装置からの命令に応答して、前記温度センサによって測定された前記内部温度に応じた前記変換利得の調整を停止し、前記外部装置の制御のもとで前記変換利得を調整する、請求項３または４に記載の光データリンク。
6. 外部装置からの命令に応答して、前記温度センサによって測定された前記内部温度を前記外部装置に送出する温度出力回路を更に備える請求項１〜５のいずれかに記載の光データリンク。
7. 外部装置からの命令に応答して前記記憶装置の記憶内容を更新する記憶制御回路を更に備える請求項１〜６のいずれかに記載の光データリンク。

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