JP2011009787A - レーザシステムの較正 - Google Patents

レーザシステムの較正 Download PDF

Info

Publication number
JP2011009787A
JP2011009787A JP2010229749A JP2010229749A JP2011009787A JP 2011009787 A JP2011009787 A JP 2011009787A JP 2010229749 A JP2010229749 A JP 2010229749A JP 2010229749 A JP2010229749 A JP 2010229749A JP 2011009787 A JP2011009787 A JP 2011009787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
laser
signal
power
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010229749A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5064549B2 (ja
Inventor
Michael A Robinson
マイケル・エー・ロビンソン
Gideon Z Romm
ギデオン・ズィー・ロンム
Randall P Clark
ランドル・ピー・クラーク
Frederick W Miller
フレデリック・ダブリュー・ミラー
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.)
Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Original Assignee
Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd filed Critical Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Publication of JP2011009787A publication Critical patent/JP2011009787A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5064549B2 publication Critical patent/JP5064549B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/0014Measuring characteristics or properties thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

【課題】 レーザシステムの状態を判定する。
【解決手段】 レーザ10と、レーザの電流路中のスイッチ110と、スイッチの制御端
子へ制御信号(MEAS_IBIAS_1)を出力するコントローラであって、前記スイ
ッチを開成して前記電流路内の電流の流れを遮断することのできる前記コントローラ43
を備えたレーザシステム100と、それに関連した方法を提供する。
【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ばらつき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。
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。
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_t
x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1
0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I
bias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I
mon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。Imo
nAD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I
REF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I
REF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I
avg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Iv
ag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_T
X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Iav
g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Ia
vg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11
0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138,1
40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144,14
6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ImonA
D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1
70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。
Figure 2011009787
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O
MA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IMO
N(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(LO
W),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,Pa
vg_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P
1,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IPI
NAVG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1
00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Pav
g_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Ibi
as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A
D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A
D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R
2R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46
0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R
2R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526,5
28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。NM
OS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、NMO
S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2
8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IMO
N(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
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 (23)

  1. レーザシステムの状態を判定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、
    前記レーザへの電流の現在値を決定するステップと、
    少なくとも前記温度信号に基づいて前記電流の初期値を決定するステップと、
    前記状態を表わす前記電流の変化を決定するステップと
    を含んでなる方法。
  2. 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をさらに
    含み、前記電流の初期値を決定する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。
  3. 前記電流の変化をホストへ出力するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。
  4. 少なくとも温度信号の複数の値について電流の複数の初期値間の関係を記憶するメモリ
    と、
    前記温度信号と、少なくとも該温度信号に基づく前記メモリからの前記電流の初期値と
    、電流の現在値とを受信するよう結合され、前記電流の変化を決定するようプログラムさ
    れたコントローラと
    を備えたレーザシステム。
  5. 前記メモリは、前記温度信号の前記複数の値についての電流の前記初期値と、電源電圧信
    号の第2の複数の値との間の関係を記憶し、前記コントローラは、前記メモリからの少な
    くとも前記温度信号と前記電流の前記現在値と前記電源電圧信号とに基づく前記電流の前
    記初期値を受信するものである、請求項4に記載のレーザシステム。
  6. レーザへの電流値を計測するためのレーザシステム用の方法であって、
    前記レーザを通る電流路を完成し、前記電流が前記レーザを通って流れるようにするス
    テップと、
    前記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、
    前記レーザを通る前記電流路を遮断し、前記電流が前記レーザに流れないようにするス
    テップと、
    前記レーザシステムへの前記電源電流の第2の値を計測するステップと、
    前記電源電流の前記第2の値と前記第1の値との間の差分を決定するステップであって
    、該差分が前記電流値となるものであるステップと
    を含んでなる方法。
  7. 前記電流路を完成させるステップは、電流源と給電路を結合するスイッチを閉じて前記
    電流源が前記レーザへ前記電流を供給するようにするステップをさらに含む請求項6に記
    載の方法。
  8. 前記電流路を遮断したときに、第2の電流源をオンさせ、第2の給電路から第2の電流
    を引き込むステップをさらに含む請求項7に記載の方法。
  9. (1)光検出器と(2)前記レーザに被変調電流を供給する第2の電流源とをオフする
    ステップをさらに含む請求項6に記載の方法。
  10. レーザと、
    前記レーザの電流路にあるスイッチと、
    前記スイッチの制御端子へ制御信号を出力するコントローラであって、前記スイッチを
    開いて前記電流路の電流の流れを遮断することのできるコントローラと
    を備えたレーザシステム。
  11. 前記レーザに結合した第1の端子と前記スイッチにより給電路に結合した第2の端子を
    有する電流源をさらに備え、該電流源が前記レーザへ電流を供給するものである、請求項
    10に記載のレーザシステム。
  12. 第2の電流源を第2の給電路に結合する第2のスイッチをさらに備え、該第2のスイッ
    チが前記制御信号を受信する制御端子を有し、前記第2の電流源が前記第2の給電路から
    第2の電流を引き込む、請求項11に記載のレーザシステム。
  13. 光検出器と、
    アナログ/ディジタル変換器と、
    前記光検出器と前記アナログ/ディジタル変換器とを結合する第2のスイッチであって
    、前記コントローラが前記第2のスイッチの第2の制御端子へ第2の制御信号を出力し、
    前記コントローラが前記第2のスイッチを開いて前記光検出器から第2の電流が前記アナ
    ログ/ディジタル変換器へ流れるのを阻止することができるものである第2のスイッチと
    をさらに備えた請求項11に記載のレーザシステム。
  14. 送信電力を計測するためのレーザシステム用の方法であって、該レーザシステムがレー
    ザ送信器と一体化コントローラを備えており、
    レーザへ印加され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、
    前記レーザへ印加される変調電流の第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、
    ドライバをして前記変調電流を生成せしめる第3の制御信号を生成するステップであっ
    て、前記レーザが前記バイアス電流と前記変調電流に応答して第1の送信電力を生成する
    ものであるステップと、
    前記第1の送信電力を光学的に検出するステップと、
    検出された前記第1の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、
    前記ドライバをして前記変調電流の生成を停止させる第4の制御信号を生成するステッ
    プであって、前記レーザが前記変調電流の不在に応答して第2の送信電力を生成するもの
    であるステップと、
    前記第2の送信電力を光学的に検出するステップと、
    検出された前記第2の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
    を含んでなる方法。
  15. 前記第1の電力信号と前記第2の電力信号に基づき、それぞれ前記第1の送信電力と前
    記第2の送信電力を決定するステップをさらに含む請求項14に記載の方法。
  16. 前記第1の送信電力と前記第2の送信電力との間の差分を、送信された光変調振幅とし
    て決定するステップをさらに含む請求項15に記載の方法。
  17. 前記第1と第2の送信電力の間の比を前記第1と第2の大きさにおける前記レーザの消
    光比として決定するステップをさらに含む請求項16に記載の方法。
  18. 前記ドライバに前記被変調電流の半分を生成させる第5の制御信号を生成するステップ
    であって、前記レーザが前記半分の変調電流に応答して平均送信電力を生成するものであ
    るステップと、
    前記レーザの前記平均送信電力を光学的に検出するステップと、
    検出した前記平均送信電力に対応する第3の電力信号を生成するステップと、
    前記第3の電力信号に基づいて前記平均送信電力を決定するステップと
    をさらに含んでなる請求項17に記載の方法。
  19. 前記レーザシステムがレーザ受信器をさらに備え、
    前記レーザ送信器の変調された受光出力を光学的に検出するステップで、既知の損失を
    有する較正ファイバにより前記レーザ送信器を前記レーザ受信器に結合するものであるス
    テップと、
    検出した前記変調された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、
    前記第3の電力信号に対応する受信された光変調振幅を決定するステップであって、該
    受信された光変調振幅が前記送信された光変調振幅から前記較正ファイバによる既知の損
    失を減算したものとなるステップと
    をさらに含む請求項16に記載の方法。
  20. 前記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であって、既知の損失を
    もった較正ファイバが前記レーザ送信器を前記レーザ受信器へ結合されているものである
    ステップと、
    検出した前記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、
    前記第3の電力信号に対応する前記平均受光電力を決定するステップであって、前記平
    均受光電力が前記平均送信電力から前記較正ファイバによる既知の損失を減算したもので
    あるステップと
    をさらに含む請求項16に記載の方法。
  21. 複数の制御信号を生成するコントローラと、レーザ送信器とを備えたレーザシステムで
    あって、
    該レーザ送信器は、
    レーザと、
    複数の制御信号を受信するバイパス回路であって、(1)第1のレベルの第1のデータ
    信号、(2)第2のレベルの第2のデータ信号、(3)第3のレベルの第3のデータ信号
    、(4)ホストからの第4のデータ信号を選択的に含む少なくとも一つの出力信号を生成
    するものであるバイパス回路と、
    前記バイパス回路の前記出力信号を受信するよう結合された制御端子を有する第1のド
    ライバであって、前記バイパス回路の前記出力信号に基づいて前記レーザへ変調電流を供
    給する第1のドライバと、
    前記レーザへバイアス電流を供給する第2のドライバと
    を備えたものであるレーザシステム。
  22. レーザ受信器をさらに備え、前記レーザ送信器が既知の電力損失をもった較正ファイバ
    でもって前記レーザ受信器へ結合されている、請求項21に記載のレーザシステム。
  23. 前記レーザ受信器は、アナログ/ディジタル変換回路へアナログ信号を出力する光セン
    サを備え、
    前記アナログ/ディジタル変換回路は、(1)受信された光変調振幅に対応する信号と
    (2)平均受光電力に対応する平均信号とを出力し、
    送信された光変調振幅と平均送信電力を記憶するメモリを備えた請求項22に記載のレ
    ーザシステム。
JP2010229749A 2003-01-10 2010-10-12 レーザシステムの較正 Expired - Fee Related JP5064549B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/340,174 US6891866B2 (en) 2003-01-10 2003-01-10 Calibration of laser systems
US10/340174 2003-01-10

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004006074A Division JP4963339B2 (ja) 2003-01-10 2004-01-13 レーザシステムの較正

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011009787A true JP2011009787A (ja) 2011-01-13
JP5064549B2 JP5064549B2 (ja) 2012-10-31

Family

ID=31188251

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004006074A Expired - Fee Related JP4963339B2 (ja) 2003-01-10 2004-01-13 レーザシステムの較正
JP2010229749A Expired - Fee Related JP5064549B2 (ja) 2003-01-10 2010-10-12 レーザシステムの較正

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004006074A Expired - Fee Related JP4963339B2 (ja) 2003-01-10 2004-01-13 レーザシステムの較正

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6891866B2 (ja)
JP (2) JP4963339B2 (ja)
GB (1) GB2397689B (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7149430B2 (en) * 2001-02-05 2006-12-12 Finsiar Corporation Optoelectronic transceiver having dual access to onboard diagnostics
US7830936B2 (en) * 2003-01-10 2010-11-09 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Calibration of laser systems
US7463674B2 (en) * 2003-04-09 2008-12-09 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Tables for determining the signal strength of a received signal in a fibre optics transceiver
JP3961458B2 (ja) * 2003-07-01 2007-08-22 ローム株式会社 光ディスク装置
US7443896B2 (en) * 2003-07-09 2008-10-28 Agere Systems, Inc. Optical midpoint power control and extinction ratio control of a semiconductor laser
US7266136B2 (en) * 2004-03-25 2007-09-04 Finisar Corporation Temperature compensation for fiber optic transceivers using optimized convergence algorithms
US7154923B2 (en) * 2004-08-24 2006-12-26 International Business Machines Corporation Method and apparatus for providing a modulation current
KR20060124828A (ko) * 2005-05-26 2006-12-06 삼성전자주식회사 광파워 학습 시스템
GB2432037B (en) * 2005-11-01 2011-04-20 Agilent Technologies Inc A method and system for stabilizing operation of laser sources
US7356058B2 (en) * 2005-12-29 2008-04-08 Broadlight Ltd. Adaptive laser diode driver and method
US7403214B2 (en) * 2006-02-21 2008-07-22 Lexmark International, Inc. Systems and methods for adjusting the dynamic range of a scanning laser beam
US7589653B2 (en) * 2007-02-23 2009-09-15 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte. Ltd. Output architecture for LCD panel column driver
US7954358B2 (en) * 2007-03-15 2011-06-07 Finisar Corporation Laser driver bias current calibration
JP4999769B2 (ja) * 2008-04-21 2012-08-15 株式会社フジクラ 光トランシーバのレーザダイオード監視装置及び方法
US8159956B2 (en) * 2008-07-01 2012-04-17 Finisar Corporation Diagnostics for serial communication busses
JP2010050619A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Yokogawa Electric Corp 光受信増幅器
US8200100B2 (en) * 2009-01-19 2012-06-12 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd Systems and methods for diagnostic monitoring of optical modulation amplitude at an optical receiver using automatic gain control
US8326568B2 (en) * 2010-07-02 2012-12-04 Himax Technologies Limited Temperature sensor and temperature sensing method
JP5374452B2 (ja) * 2010-07-09 2013-12-25 パナソニック株式会社 パススルー付き増幅器
US8658981B2 (en) * 2011-08-12 2014-02-25 General Electric Company Methods and systems for image detection
JP2013222799A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 半導体レーザの制御方法及び光トランシーバの製造方法
EP2845447B1 (en) * 2012-05-04 2019-07-10 Signify Holding B.V. Offset compensation in driving circuits
CN103606812B (zh) * 2013-11-22 2015-11-04 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种基于mcu的激光器光功率自适应控制方法
US10956907B2 (en) * 2014-07-10 2021-03-23 Datalogic Usa, Inc. Authorization of transactions based on automated validation of customer speech
GB202013640D0 (en) * 2020-08-31 2020-10-14 Ams Sensor Asia Pte Ltd Self-calibrating driver circuit
CN116400161B (zh) * 2023-06-09 2023-08-18 北京新科以仁科技发展有限公司 激光器的设备校准方法、装置、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6322763U (ja) * 1986-07-30 1988-02-15
JPH03179789A (ja) * 1989-12-07 1991-08-05 Nec Corp アラーム回路
JPH09162811A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Hitachi Ltd 半導体装置搭載モジュール、光トランスミッタ、レーザダイオードの特性情報作成方法及び光伝送装置
WO1998056089A1 (fr) * 1997-06-06 1998-12-10 Hitachi, Ltd. Procede de production de donnees de gestion de commande
JP2000278215A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Hitachi Ltd 光伝送装置
JP2002204022A (ja) * 2000-12-12 2002-07-19 Agilent Technol Inc デジタル・コントローラが組み込まれたオープン・ループ・レーザー・ドライバ

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585754B2 (ja) * 1980-08-28 1983-02-01 株式会社東芝 レ−ザ溶接加工方法
US4592057A (en) * 1981-03-23 1986-05-27 International Business Machines Corporation Versatile digital controller for light emitting semiconductor devices
JPS63291489A (ja) * 1987-05-25 1988-11-29 Hitachi Ltd 半導体レ−ザ駆動回路
JP2624788B2 (ja) * 1988-07-22 1997-06-25 シャープ株式会社 半導体レーザ駆動装置
JPH077929B2 (ja) * 1989-10-27 1995-01-30 三菱電機株式会社 光送信装置
JPH0399484A (ja) * 1989-09-12 1991-04-24 Brother Ind Ltd 半導体レーザ駆動回路
JPH04206583A (ja) * 1990-11-30 1992-07-28 Fujitsu Ltd 波長可変レーザの駆動装置
WO1993013577A1 (en) * 1991-12-20 1993-07-08 Raynet Corporation Apparatus and method for controlling an extinction ratio of a laser diode over temperature
US5754576A (en) * 1992-09-24 1998-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor laser control apparatus and image forming apparatus using the same
JP2631080B2 (ja) * 1993-10-05 1997-07-16 株式会社小松製作所 レーザ装置の出力制御装置
JP4046778B2 (ja) * 1995-04-05 2008-02-13 ソニー株式会社 光学ディスク記録再生装置
US5844928A (en) * 1996-02-27 1998-12-01 Lucent Technologies, Inc. Laser driver with temperature sensor on an integrated circuit
US5734672A (en) * 1996-08-06 1998-03-31 Cutting Edge Optronics, Inc. Smart laser diode array assembly and operating method using same
JP4328914B2 (ja) * 1996-09-12 2009-09-09 株式会社トプコン レーザー発振装置及びレーザー駆動方法
JP2856247B2 (ja) * 1996-11-12 1999-02-10 日本電気株式会社 消光比劣化を防止するapc方式
US6108114A (en) * 1998-01-22 2000-08-22 Methode Electronics, Inc. Optoelectronic transmitter having an improved power control circuit for rapidly enabling a semiconductor laser
JP3708767B2 (ja) * 1999-06-25 2005-10-19 株式会社東芝 半導体集積回路とこれを含む光ピックアップ光学系ユニット及び光ピックアップ装置
JP2001053377A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Asahi Optical Co Ltd 半導体レーザ駆動装置
JP2002197709A (ja) * 2000-10-18 2002-07-12 Sony Corp 記録再生装置、状態検出方法、および、データ出力方法、情報処理装置、および、情報処理方法、並びに記録媒体
EP1233488A1 (en) * 2001-02-16 2002-08-21 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) A light source
KR100459702B1 (ko) * 2002-02-22 2004-12-04 삼성전자주식회사 광 구동기에 있어서 기록 광 파워 제어장치 및 방법
TWI234776B (en) * 2002-09-12 2005-06-21 Via Tech Inc Power control method of a pick-up head of an optical disk drive

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6322763U (ja) * 1986-07-30 1988-02-15
JPH03179789A (ja) * 1989-12-07 1991-08-05 Nec Corp アラーム回路
JPH09162811A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Hitachi Ltd 半導体装置搭載モジュール、光トランスミッタ、レーザダイオードの特性情報作成方法及び光伝送装置
WO1998056089A1 (fr) * 1997-06-06 1998-12-10 Hitachi, Ltd. Procede de production de donnees de gestion de commande
JP2000278215A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Hitachi Ltd 光伝送装置
JP2002204022A (ja) * 2000-12-12 2002-07-19 Agilent Technol Inc デジタル・コントローラが組み込まれたオープン・ループ・レーザー・ドライバ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004221592A (ja) 2004-08-05
GB2397689B (en) 2007-02-28
JP4963339B2 (ja) 2012-06-27
JP5064549B2 (ja) 2012-10-31
US20040136419A1 (en) 2004-07-15
GB0329651D0 (en) 2004-01-28
US20050190804A1 (en) 2005-09-01
GB2397689A (en) 2004-07-28
US6891866B2 (en) 2005-05-10
US7061953B2 (en) 2006-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5064549B2 (ja) レーザシステムの較正
US7400662B2 (en) Calibration of laser systems
CA2284259C (en) Laser modulation control method and apparatus
EP1350096B1 (en) Electro-optic system controller
US6629638B1 (en) Electro-optic system controller and method of operation
US6771679B2 (en) Apparatus and method for programmable control of laser diode modulation and operating point
US7512166B2 (en) Apparatus and method for controlling optical power and extinction ratio
JP3171956B2 (ja) 光送信器
US7830936B2 (en) Calibration of laser systems
US8483580B2 (en) Method and apparatus for adjusting the gain of an amplifier of an optical receiver module based on link bit error rate (BER) measurements
WO2013032843A1 (en) Monitoring circuitry for optical transceivers
US7539423B2 (en) Loss of signal detection and programmable behavior after error detection
US20100303472A1 (en) Apparatus and method for adaptively controlling the impulse response of the optical signal output from a laser of an optical transmitter (tx)
US7439480B2 (en) Regulated current mirror
US20070053699A1 (en) Optical receiver
US8320420B2 (en) Polarity independent laser monitor diode current sensing circuit for optical modules
JP2013222799A (ja) 半導体レーザの制御方法及び光トランシーバの製造方法
US20030107333A1 (en) Driving circuit for light emitting element, and optical communication device using same
CN111835429B (zh) 一种光模块、光模块的发送光功率校正方法及控制器
JP2000134160A (ja) 光受信器、および光信号の受信方法
CN118249194A (zh) 一种低噪声恒功率控制激光驱动电路以及控制方法
JP2001292036A (ja) 電流−電圧変換回路
JPH04302187A (ja) 半導体レーザ制御装置
JPH0244789A (ja) レーザダイオード駆動制御方式

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101012

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101012

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120807

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5064549

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees