JP2014215600A - 光送信器 - Google Patents

Abstract

【課題】起動後に、ＥＡ変調器の温度が安定するまで待つことなく、光吸収率を比較的に短時間で安定させて光通信を開始させることができる光送信器を提供すること。
【解決手段】コントローラ２は、温度信号Ａ７に示される温度においてＥＡ変調器３ａ２の光吸収率を予め設定された範囲内とするように、コントローラ２が備える記憶手段から、ＥＡ変調器３ａ２に対するバイアス電圧信号の値を読出し、バイアス電圧生成回路５にバイアス電圧信号Ａ２を送信する。バイアス電圧生成回路５は、バイアス電圧信号Ａ２に基づくバイアス電圧をＥＡ変調器３ａ２に印加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光送信器に関する。

光信号を生成する光送信装置の光源は、近年の光通信の一層の高速化に対応するべく、従来のレーザ直接変調方式の代わりに、レーザ（ＬＤ、レーザダイオード）の光出力を一定に保っておいてＥＡ変調器（ＥＡ：Electro-Absorption、電界吸収型変調器）による外部変調方式が用いられる。ＥＡ変調器を用いることによって、より高速な変調が可能であることや、ＬＤの光出力が一定に保たれるため出力光の波長が安定すること等が有利である。例えば、特許文献１では、ＬＤとＥＡ変調器が集積化された光送信装置であって、光出力モニタとして利用しているＥＡ光電流の波長特性は材料によって決まっており、その値が、ＬＤ出力光の波長の違いによって受ける影響を排除して光出力パワーを波長に拠らず一定に制御する方法が開示されている。特許文献１の光送信装置は、光送信部と、制御部とを備える。光送信部は、ＬＤとＥＡ変調器とを有する。制御部は、ＬＤの波長に対応したＥＡ光電流の基準値を備えている。波長依存性を有するＥＡ光電流のモニタ値と前記基準値との差に基づいて、光出力パワーが波長によらず一定になるようにＬＤの駆動電流をフィードバック制御する構成が開示されている。また、特許文献２では、光ファイバの分散特性を加味した上で、直接変調方式のＬＤとＥＡ変調器とを同期してそれぞれの変調条件を調整することによって周波数変動を抑える際に、温度に応じてＬＤ及びＥＡ変調器のそれぞれの変調条件を制御することにより、温度変化の影響を抑えることが開示されている。

再公表特許ＷＯ２００８−１２６２７６号公報 特開２０１２−１７５３５２号公報

特許文献１の構成を用いることによって、光送信機が定常的な動作状態においてＥＡ光電流の波長依存性の影響を受けずにＬＤの光出力パワーが一定になるように駆動電流を制御することが可能である。また、これを応用することによって、光送信機が定常的、すなわちＥＡ変調器の光吸収率が安定している動作状態においてＥＡ光電流の波長依存性の影響を排除してＬＤの光出力パワーが一定になるように駆動電流を制御することが可能である。しかしながら、光送信機の起動直後の、温度上昇に伴うＥＡ変調器の光透過率の変化が考慮されていないために、光送信器の起動後、実際に光通信を開始できるまでの待ち時間を短縮したいとの課題に応えるものでは無い。ＥＡ変調器の光吸収率は、その温度が安定するまで一定にはならない。一方で、ＥＡ変調器の光吸収率は、ＥＡ変調器に印加されるバイアス電圧依存性を有する。光送信器を起動してＥＡ変調器にバイアス電圧を印加され、ＴＥＣに電流が供給され、ＬＤに駆動電流が流れ始める等の一連の動作によって、バイアス電圧が一定の場合、ＥＡ変調器の温度が一般に上昇をし始めて光吸収率は上昇し、ＥＡ変調器の温度の安定とともに光吸収率は一定となる。ＬＤの温度はＥＡ変調器の温度と同じであるとみなすことが出来るので、起動後はＥＡ変調器と同様に上昇する。ＬＤの駆動電流が一定の場合、その出力光の主要特性である光出力パワー及び光波長は温度の上昇とともに変化をして、温度の安定とともに安定する。このように、光送信器の起動後、ＥＡ変調器及びＬＤの温度が安定するまでの待ち時間は数秒を要する。待ち時間を短縮したいとの課題に応えるために本発明を行った。

例えば特許文献１に示されるように、ＥＡ変調器を透過した後の光出力パワーをモニタしてその値が一定となるようにＬＤ駆動電流を制御する構成においては、定常動作状態においてＥＡ変調器を透過した後の光出力パワーをＥＡ変調器の光吸収電流の光波長依存性の影響を受けずに一定にする効果が期待できるのだが、光送信器の起動後に通信開始が可能になるまでの時間の短縮には寄与しない。むしろ、特許文献１の技術を光送信器の起動時の温度が不安定な状態でこの方法を用いた場合、ＥＡ変調器にバイアス電圧を印加した直後のＥＡ変調器の光吸収率が低い状態では、ＬＤ駆動電流を小さく抑えすぎることになり、ＬＤの温度が安定するまでに要する時間が逆に長くなってしまう。或いは、ＥＡ変調器の温度が安定する前は光吸収率が比較的に小さいため実際の光パワーに対する光吸収電流がＥＡ変調器から過少に出力されるので、ＬＤ駆動電流を過剰に増大させようとする問題が生じる。このとき光吸収率は低いために外部に対して過発光という問題を生じる可能性がある。そこで、本発明の目的は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、起動後に、ＥＡ変調器の温度が安定するまで待つことなく、ＥＡ変調器の光吸収率を短時間で安定させて光通信を開始することができる光送信器を提供することである。特に、単一波長の高速通信用途、たとえば４０Ｇｂｐｓの１０ｋｍ伝送等の用途においては、ＬＤの温度とともにシフトする光波長の許容範囲がＤＷＤＭ用途に比較して広いため、ＬＤが通信開始可能となるまでの時間が短く、ＥＡ変調器の温度が安定するまでの待ち時間が長くなり、本発明の効果が大きい。

また、特許文献２は、周波数チャープを含む信号光が、例えば１００ｋｍといった長延な光ファイバを伝送した際に光ファイバの分散特性によって信号波形が崩れ、符号間干渉を生じてしまう問題に対して、光ファイバの分散特性を加味した上で、直接変調方式のＬＤの変調条件とＥＡ変調器の変調条件によって強度及び位相を制御することによって、周波数変動による伝送エラーを抑える方式に関する。無温調を実現するために環境温度に応じたＬＤの変調条件と、ＥＡ変調器の変調条件とを組み合わせたデータテーブルにメモリに格納しておいて、変調を制御することが開示されている。例えば１００ｋｍといった長延な光ファイバを伝送する際には有効な方法といえる。しかしながら、外部変調方式はＬＤを変調しない点で周波数チャープの面で有利であり、また、例えばＥＡ変調器の構造の改良によるαパラメータの低減などが図られてきた結果、たとえば伝送速度が１０Ｇｂｐｓ〜４０Ｇｐｂｓで伝送距離が４０ｋｍ程度の通信においては、外部変調方式によって実用的な伝送エラー率が実現されている。さらに、ＬＤ変調回路や位相遅延回路を備える必要が無くコスト的に有利である。したがって構成及び目的が異なる特許文献２は、外部変調方式の光送信器の起動から通信開始までの時間を短縮するという本願の課題を解決するものではない。

本発明に係る光送信器は、無変調光を出力するレーザダイオードと電界吸収型変調器とを備える発光装置と、前記電界吸収型変調器の温度を検出して温度信号を出力する温度センサと、バイアス電圧生成回路と、コントローラと、を備え、前記コントローラは記憶手段を含み、前記記憶手段は、前記温度信号に対応して前記電界吸収型変調器の光吸収率が予め設定された範囲内となるように前記電界吸収型変調器に印加すべきバイアス電圧信号の値を格納しており、前記コントローラは、前記温度信号に対応した前記バイアス電圧信号の値を前記記憶手段から読出し、前記バイアス電圧信号の値に基づいたバイアス電圧信号を前記バイアス電圧生成回路に送信し、前記バイアス電圧生成回路は、送信手段から受けたバイアス電圧信号に基づいたバイアス電圧を前記電界吸収型変調器に印加する。

本発明に係る光送信器において、前記記憶手段は、前記電界吸収型変調器の複数の温度のそれぞれと、前記電界吸収型変調器に対する複数のバイアス電圧のそれぞれとの対応を規定したデータテーブルを格納し、前記データテーブルにおいて、一の温度と、当該一の温度に対応する一のバイアス電圧とは、当該一の温度において前記電界吸収型変調器の光吸収率が前記範囲内となるように対応付けられている。

本発明によれば、電界吸収型変調器（ＥＡ変調器）に印加するバイアス電圧が、ＥＡ変調器の温度に応じて、ＥＡ変調器の光吸収率が予め設定された範囲内となるように調整される。従って、光送信器の起動時において、ＥＡ変調器の温度の変化に伴ってＥＡ変調器の光吸収率が変動しても、光送信器のハードウェアに変更を加えることなく、コントローラによる制御内容を工夫すれば、ＥＡ変調器の光吸収率を予め設定された範囲内に維持することが可能となる。ＥＡ変調器の複数の温度のそれぞれと、ＥＡ変調器に対する複数のバイアス電圧の値のそれぞれとの対応を規定するデータテーブルを用いれば、容易に、ＥＡ変調器の光吸収率を予め設定された範囲内に維持することが可能となる。その結果、光送信器の起動後に、ＥＡ変調器の温度が安定するまで待つことなく、光吸収率を短時間で安定させて光通信を開始させることができる。

実施形態に係る光送信器の構成を説明するための図である。 実施形態に係るデータテーブルの一例を示す図である。 実施形態に係る光送信器の動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態に係る光送信器の動作を説明するための図である。 ＥＡ変調器に印加するバイアス電圧が一定の場合の従来の光送信器の動作を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、光送信器１の構成を説明する。光送信器１は、コントローラ２、ＥＭＬ−ＴＯＳＡ３（ＥＭＬ：Electro-absorption Modulator Laser、ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）、駆動電流生成回路４、バイアス電圧生成回路５、ドライバ６を備える。光送信器１は、光通信用途として用いられることができる。

ＥＬＭ−ＴＯＳＡ３は、発光装置３ａ、温度制御部３ｂを備える。発光装置３ａは、ＬＤ３ａ１（レーザ：Laser Diode）、ＥＡ変調器３ａ２(ＥＡ：Electro-Absorption、電界吸収型変調器）を備える。温度制御部３ｂは、ＴＥＣ３ｂ１（ＴＥＣ：Thermo Electric Cooling）、温度センサ３ｂ２を備える。

ＬＤ３ａ１は、レーザダイオードである。ＬＤ３ａ１は、駆動電流Ａ５に応じて、レーザ光を出力する。駆動電流Ａ５はＤＣ電流であり、ＬＤ３ａ１は無変調光を出力する。ＥＡ変調器３ａ２は、変調電圧Ａ１に応じて、ＬＤ３ａ１から出力されるレーザ光を変調し、変調後のレーザ光Ａ８を、外部に出力する。ＬＤ３ａ１は、ＥＡ変調器３ａ２に近接または接触している。ＴＥＣドライバ７は、制御信号Ａ６に応じた電流をＴＥＣ３ｂ１へ供給し、ＬＤ３ａ１の温度とＥＡ変調器３ａ２の温度とを上下させる。ＴＥＣ３ｂ１は、例えばペルチェ素子である。温度センサ３ｂ２は、ＬＤ３ａ１の温度を検出し、検出結果を示す温度信号Ａ７をコントローラ２に送信する。温度センサ３ｂ２は、例えば、サーミスタ（thermistor）である。

ＥＡ変調器３ａ２の温度は、ＥＡ変調器３ａ２がＬＤ３ａ１と集積化されているので、ＬＤ３ａ１の温度と同じとみなすことができる。従って、温度センサ３ｂ２は、ＬＤ３ａ１の温度を検出することによって、ＥＡ変調器３ａ２の温度を検出している。よって、温度センサ３ｂ２からコントローラ２に送信される温度信号Ａ７は、ＥＡ変調器３ａ２の温度を示している。なお、温度センサ３ｂ２は、ＥＡ変調器３ａ２の温度を直接検出する構成であってもよい。

コントローラ２は、例えばＭＣＵ（Micro Control Unit）である。コントローラ２は、メモリ（記憶手段）４ａと、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。コントローラ２のＣＰＵは、コントローラ２のＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを、コントローラ２のＲＡＭにロードして実行する。コントローラ２のＣＰＵは、メモリ４ａに格納されている各種のデータを用いることができる。メモリ４ａは、コントローラ２が備える記憶手段の一例である。メモリ４ａは、書き込み／読み出しが自在な記憶手段である。メモリ４ａは、コントローラ２に内蔵されていることができる。メモリ４ａは、コントローラ２に着脱可能に設けられることもできる。メモリ４ａは、例えば、データテーブル４ａ１を格納する。データテーブル４ａ１は、ＥＡ変調器３ａ２の複数の温度（例えば摂氏−１０度以上摂氏６０度以下の範囲にある温度）と、ＥＡ変調器３ａ２に対する複数のバイアス電圧の値との対応を規定する。データテーブル４ａ１において、一の温度（例えば摂氏−１０度以上摂氏６０度以下の範囲にある一の温度）と、この一の温度に対応する一のバイアス電圧の値とは、この一の温度においてＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２が予め設定された範囲（範囲Ｒ１という。以下、光吸収率Ｋ２が範囲Ｒ１内にある、ということを、光吸収率Ｋ２が一定である、という場合がある）内となるように、対応付けられる。ここで、光吸収率Ｋ２とは、ＬＤ３ａ１からＥＡ変調器３ａ２へ入力する光パワーをＰ１、ＥＡ変調器３ａ２を透過して出力する光パワーをＰ２としたときに、（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１で表される。ここで光吸収率Ｋ２の算出式におけるＥＡ変調器３ａ２の光出力パワーＰ２は、ＥＡ変調器３ａ２が吸収状態と透過状態とに変調されたときの吸収状態におけるＥＡ変調器３ａ２の透過後の光出力パワーで定義される。光吸収率Ｋ２を制御するＥＡバイアス電圧（ＥＡ変調器３ａ２に印加するバイアス電圧）Ａ３は、例えば、振幅２Ｖの変調電圧Ａ１をバイアス電圧Ａ３に重畳してＥＡ変調器３ａ２に印加した際にＥＡ変調器３ａ２の光出力パワーＰ２の消光比が９ｄＢ以上となる値が、好適である。

光送信器を起動後、ＴＥＣ３ｂ１による温度制御が開始し、ＬＤ３ａ１に駆動電流Ａ５を流し、ＥＡ変調器３ａ２にバイアス電圧Ａ３が印加されるなどの一連の動作を開始すると、通常ＬＤ３ａ１及びＥＡ変調器３ａ２の温度は徐々に高くなって一定時間が経過するとＴＥＣ３ｂ１による温度制御の効果もあり、ほぼ安定状態となる。ＬＤ３ａ１とＥＡ変調器３ａ２は集積化されており両者の温度は同一とみなすことができ、温度センサ３ｂ２によってその温度を検出する。ＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２は、ＥＡ変調器３ａ２の温度の上昇に伴って、増加する温度依存性を有する。また、光吸収率Ｋ２は、ＥＡ変調器３ａ２に印加されるバイアス電圧Ａ３にしたがって大きくなるバイアス電圧依存性を有する。そこで、ＥＡ変調器３ａ２の温度の増加に伴って、ＥＡ変調器３ａ２に印加するバイアス電圧Ａ３を減少させることによってＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２を上記の範囲Ｒ１内に保つことができる。データテーブル４ａ１は、例えば、図２に示すデータテーブルＤ１であることができる。データテーブル４ａ１は、例えば、関数Ｆを規定するデータであることができる。関数Ｆの変数は、ＥＡ変調器３ａ２の温度ｔ１であり、関数Ｆの値は、ＥＡ変調器３ａ２に印加するバイアス電圧ｖ１である（ｖ１＝Ｆ（ｔ１））。関数Ｆは、例えば、一次式であることができる。

コントローラ２は、バイアス電圧生成回路５に対し、バイアス電圧信号Ａ２を送信する。バイアス電圧信号Ａ２は、ＥＡ変調器３ａ２に印加するバイアス電圧Ａ３を指定するデータを含む。バイアス電圧生成回路５はバイアス電圧信号Ａ２に従ってＥＡ変調器３ａ２に対してバイアス電圧Ａ３を印加する。コントローラ２は、駆動電流生成回路４に対し、駆動信号Ａ４を送信する。駆動信号Ａ４は、レーザ３ａ１に供給する駆動電流Ａ５を指定するデータを含む。駆動電流生成回路４は駆動信号Ａ４に従ってＬＤ３ａ１に対して駆動電流Ａ５を供給する。コントローラ２は、ＴＥＣドライバ７に対し、制御信号Ａ６を送信する。制御信号Ａ６は、ＴＥＣドライバ７を動作させる信号である。ＴＥＣドライバ７は制御信号Ａ６に従ってＴＥＣ３ｂ１を駆動してＬＤ３ａ１及びＥＡ変調器３ａ２の温度を所定の目標値で安定させる。コントローラ２は、温度センサ３ｂ２から送信される温度信号Ａ７を受ける。温度信号Ａ７は、温度センサ３ｂ２によって検出された温度を示す信号である。

コントローラ２は、取得手段４ｂと送信手段４ｃとを備える。取得手段４ｂと送信手段４ｃとは、コントローラ２のＣＰＵがコントローラ２のＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって実現される機能である。取得手段４ｂと送信手段４ｃとは、図３のフローチャートを実行する。取得手段４ｂと送信手段４ｃとは、コントローラ２の各種のハードウェア（例えば、図示しないＡＤＣ（Digital Analog Converter）、ＤＡＣ（Analog Digital Converter）等）を用いる。取得手段４ｂは、温度信号Ａ７を受信し、温度信号Ａ７に示される温度を取得する。取得手段４ｂは、メモリ４ａに格納されているデータテーブル４ａ１を用いて、温度信号Ａ７に示される温度においてＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２を上記の範囲Ｒ１内とするように、ＥＡ変調器３ａ２に対するバイアス電圧を取得する（読出しを行う）。送信手段４ｃは、バイアス電圧生成回路５にバイアス電圧信号Ａ２を送信する。バイアス電圧信号Ａ２は、取得手段４ｂによって取得されたバイアス電圧の値を示す。送信手段４ｃは、ＴＥＣドライバ７に制御信号Ａ６を出力する。送信手段４ｃは、駆動電流生成回路４に駆動信号Ａ４を送信する。

次に、図３のフローチャートを参照して、光送信器１の動作を説明する。まず、光送信器１を起動するために、ステップＳ１とステップＳ２とを行う。コントローラ２が起動すると、送信手段４ｃは、ステップＳ１において、ＴＥＣドライバ７に制御信号Ａ６を送信する（ステップＳ１）。ＴＥＣドライバ７は、ステップＳ１において送信手段４ｃから送信された制御信号Ａ６を受けると起動し、制御信号Ａ６に従ってＴＥＣ３ｂ１を駆動する。ステップＳ１の後、ステップＳ２において、送信手段４ｃは、レーザ光の出力をイネーブル（enable）に設定することを駆動電流生成回路４に指示する駆動信号Ａ４を、駆動電流生成回路４に送信し、駆動電流生成回路４を起動させる（ステップＳ２）。コントローラ２の起動の後に、ＥＭＬ−ＴＯＳＡ３、駆動電流生成回路４、バイアス電圧生成回路５、ドライバ６が起動することによって、光送信器１が起動する。

ステップＳ２の後、ステップＳ３において、コントローラ２は、ＬＤ３ａ１に供給する駆動電流Ａ５の制御を開始する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、コントローラ２は、ＬＤ３ａ１の光出力パワーが所定の範囲内になるように駆動電流Ａ５を制御する。図４の横軸は、コントローラ２の起動時からの経過時間を示す。図４の縦軸は、ＬＤ３ａ１の出力光の波長（グラフＧ１）、温度信号Ａ７に示されるＥＡ変調器３ａ２の温度（グラフＧ２）、ＥＡ変調器３ａ２に印加されるバイアス電圧Ａ３（グラフＧ３）、発光装置３ａからのレーザ光Ａ８の出力（グラフＧ４）、ＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２（グラフＧ５）を示す。図４では、特に、光吸収率Ｋ２が上記の範囲Ｒ１内にあることが示されている。コントローラ２は、ＬＤ３ａ１の光出力パワーが所定の範囲内となるように駆動電流を調整してＡＰＣ制御する。ＡＰＣ制御は、図示しないモニタＰＤの出力をコントローラへフィードバックして行ってもよく、さらにステップＳ４に記載する温度センサ３ｂ２が出力する温度信号Ａ７に基づいてモニタＰＤの出力の温度特性をキャンセルして制御の精度を高めることもできる。

ステップＳ３の後、ステップＳ４において、取得手段４ｂは、ＥＡ変調器３ａ２の温度を、温度信号Ａ７を用いて取得する（ステップＳ４）。ステップＳ４の後、ステップＳ５において、取得手段４ｂは、ＥＡ変調器３ａ２に対するバイアス電圧の値を、ステップＳ４において取得したＥＡ変調器３ａ２の温度とデータテーブル４ａ１とを用いて、取得する（ステップＳ５）。

取得手段４ｂによってステップＳ５において取得されたバイアス電圧の値は、バイアス電圧信号Ａ２を介して、送信手段４ｃによってバイアス電圧生成回路５に送信される。バイアス電圧生成回路５は、バイアス電圧信号Ａ２を用いて、取得手段４ｂによってステップＳ５において取得されたバイアス電圧の値にバイアス電圧Ａ３を設定する。バイアス電圧生成回路５は、設定後のバイアス電圧Ａ３をＥＡ変調器３ａ２に印加する。ＥＡ変調器３ａ２の温度が、図４のグラフＧ２に示すように起動時から温度が上昇する場合には、取得手段４ｂによってステップＳ５において取得されるバイアス電圧の値は、図４のグラフＧ３に示すように、ＥＡ変調器３ａ２の温度の上昇に伴って、減少する。このように、コントローラ２の起動時から、ステップＳ１〜Ｓ３を経て、ステップＳ４とステップＳ５とが行われることによって、ＥＡ変調器３ａ２の温度、すなわち光吸収率Ｋ２が不安定な状態であっても、図４のグラフＧ５に示すように、コントローラ２が、ＥＡ変調器３ａ２の温度を監視し、ＥＡ変調器３ａ２の温度の変化に応じて、ＥＡ変調器３ａ２に印加するバイアス電圧Ａ３を調整するので、コントローラ２の起動後に速やかに、時間Ｔ０（ＥＡ変調器の温度が一定になる時間）を待つまでもなく、ＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２が上記の範囲Ｒ１内に維持される。

ステップＳ４とステップＳ５とによって行われるバイアス電圧Ａ３に対する制御は、ＬＤ３ａ１の光出力パワーが所定の範囲となるように駆動電流Ａ５に対して行う制御と共に、ステップＳ６において停止指示（ステップＳ６；Ｙｅｓ）があるまで、継続される（ステップＳ６；Ｎｏ）。

以上説明した構成の光送信器１によれば、ＥＡ変調器３ａ２の温度に応じて、ＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２が予め設定された範囲Ｒ１内となるように、ＥＡ変調器３ａ２に印加するバイアス電圧Ａ３が調整される。従って、光送信器１のハードウェアに変更を加えることなく、コントローラ２による制御内容を工夫すれば、光送信器１の起動時において、ＬＤ３ａ１の温度が安定になる前の期間であっても、コントローラ２の起動後に速やかに、ＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２を予め設定された範囲Ｒ１内に維持することが可能となる。更に、光送信器１の起動時において、ＬＤ３ａ１の温度が安定になる前の期間であっても、ＥＡ変調器３ａ２の複数の温度のそれぞれと、ＥＡ変調器３ａ２に対する複数のバイアス電圧の値の対応を規定するデータテーブル４ａ１を用いれば、容易に、ＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２を予め設定された範囲Ｒ１内に維持することが可能となる。

図４、図５を参照して、更に説明する。図５は、従来のＥＡバイアス電圧が一定の場合の光送信器の動作を説明するための図である。図５に示すように、ＥＡバイアス電圧が一定の場合、ＥＡ変調器の光吸収率は、ＥＡ変調器の温度が上昇するにつれて増加していき、時間Ｔ０の経過後に安定する。ＥＡ変調器の光吸収率が一定になってから、光通信を始める。ＥＡ変調器の光吸収率が一定になったか否かの判断、すなわち実際に光通信を開始できるか否かのタイミングは、例えば温度信号に基づいてコントローラが判断してもよい。または、ＥＡ変調器の温度が安定するまでに要する時間Ｔ０のバラツキを統計的に考慮して確実に温度が安定するのに必要な所定の待ち時間が経過してから光通信を開始する場合もある。

これに対し、本実施形態に係る光送信器１では、図４に示すように、ＥＡ変調器３ａ２の温度上昇に伴ってＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２も大きくなるが、その一方で、コントローラ２が、ＥＡ変調器３ａ２の温度を監視し、当該温度上昇に応じてＥＡ変調器３ａ２に供給するバイアス電圧Ａ３を小さく（バイアス電圧Ａ３が大きくなると光吸収率Ｋ２も大きくなる）させることによってＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２を小さくする。このように、コントローラ２が、ＥＡ変調器３ａ２の温度を監視し、ＥＡ変調器３ａ２の温度上昇に応じたバイアス電圧Ａ３の調整を繰り返し行うことによって、ＥＡ変調器３ａ２の温度が上昇することによるＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２の増大と、ＥＡ変調器３ａ２のバイアス電圧を減少させることによるＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２の減少と、が相殺されて、時間Ｔ０が経過するまで待つことなしに、一定の（上記範囲Ｒ１内にある）光吸収率Ｋ２が実現される。光送信器の起動後の温度変化に関わらず、このようにＥＡ変調器３ａ２の光吸収率Ｋ２は一定に維持され、またＬＤ３ａ１の光出力パワーはＡＰＣによって一定に維持されている。ＬＤ３ａ１の出射光の波長が安定しない状態において、実際に光通信を開始するタイミングの判断は、ＬＤ３ａ１の出力光波長が許容範囲Ｒ２に入った時点とすることが出来る。出力光波長のモニタは温度信号に基づいて行うことが出来る。特に単一波長光通信においては波長多重光通信に比べて出力光波長の許容範囲Ｒ２が広いため、温短時間で出力光波長が許容範囲Ｒ２に入る（図４の時間Ｔ１）ため、ＥＡ変調器３ａ２の温度が一定になる時点（図４の時間Ｔ０）までの待ち時間をそれだけ大きく短縮できる。

以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、周囲温度が高い場合には、光送信器を起動後にＴＥＣ３ｂ１の動作によってＬＤ３ａ１及びＥＡ変調器３ａ２の温度が低下して目標温度で一定する場合もある。この場合も本発明の構成によって同様の効果を発揮できる。本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

本発明の実施形態においては、光送信器の起動後に実際に光通信が可能な状態になるまでの待ち時間の短縮に関連する。待ち時間のうち、ＥＡ変調器３ａ２の温度が安定するのに要する時間を短縮する効果がある。特に出力光波長の許容範囲Ｒ２が広く、ＬＤ３ａ１の温度が安定する前に通信開始が可能な単一光波長の高速通信用途、たとえば４０Ｇｂｐｓの１０ｋｍ伝送等の用途の光送信器において効果が発揮される。

１…光送信器、２…コントローラ、３…ＥＭＬ−ＴＯＳＡ、３ａ…発光装置、３ａ１…ＬＤ、３ａ２…ＥＡ変調器、３ｂ…温度制御部、３ｂ１…ＴＥＣ、３ｂ２…温度センサ、４…駆動電流生成回路、４ａ…メモリ、４ａ１…データテーブル、４ｂ…取得手段、４ｃ…送信手段、５…バイアス電圧生成回路、６…ドライバ、Ａ１…変調電圧、Ａ２…バイアス電圧信号、Ａ３…バイアス電圧、Ａ４…駆動信号、Ａ５…駆動電流、Ａ６…制御信号、Ａ７…温度信号、Ａ８…レーザ光、Ｄ１…変換テーブル、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５…グラフ、Ｋ１…目標値、Ｋ２…光吸収率、Ｔ０…期間、Ｔ１…期間。

Claims (2)

1. 無変調光を出力するレーザダイオードと電界吸収型変調器とを備える発光装置と、
   前記電界吸収型変調器の温度を検出して温度信号を出力する温度センサと、
   バイアス電圧生成回路と、コントローラと、を備え、
   前記コントローラは記憶手段を含み、
   前記記憶手段は、前記温度信号に対応して前記電界吸収型変調器の光吸収率が予め設定された範囲内となるように前記電界吸収型変調器に印加すべきバイアス電圧信号の値を格納しており、
   前記コントローラは、前記温度信号に対応した前記バイアス電圧信号の値を前記記憶手段から読出し、前記バイアス電圧信号の値に基づいたバイアス電圧信号を前記バイアス電圧生成回路に送信し、
   前記バイアス電圧生成回路は、送信手段から受けたバイアス電圧信号に基づいたバイアス電圧を前記電界吸収型変調器に印加する光送信器。
2. 前記記憶手段は、前記電界吸収型変調器の複数の温度のそれぞれと、前記電界吸収型変調器に対する複数のバイアス電圧のそれぞれとの対応を規定したデータテーブルを格納し、
   前記データテーブルにおいて、一の温度と、当該一の温度に対応する一のバイアス電圧とは、当該一の温度において前記電界吸収型変調器の光吸収率が前記範囲内となるように対応付けられた、請求項１に記載の光送信器。

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