JP2015219523A - 光学デバイスを熱的に調整するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学デバイスを熱的に調整するシステムが記載される。【解決手段】システムは、光信号を出力するよう構成される光学デバイスを有してよい。光信号の振幅は光学デバイスの温度に依存してよい。システムは、制御回路、調整回路、及びヒーター回路を更に有してよい。制御回路は、制御電流を出力するよう構成されてよい。調整回路は、制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を出力するよう構成されてよい。ヒーター回路は、調整回路へ結合されてよく、変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されてよい。また、ヒーター回路は、生成された熱が光信号の振幅に作用するように位置付けられてよい。制御回路は、ヒーター回路によって生成される熱を近似的に線形に調整するよう制御電流を線形に調整してよい。【選択図】図１

Description

ここで論じられる実施形態は、光学デバイスの熱的調整に係る。

例えばレーザビーム等の電磁ビームは、例えば、長距離電話及びインターネット通信のための光ファイバシステムにおいて、デジタルデータを送信するためにしばしば使用されている。結果として、光技術は、現代の電気通信及びデータ通信において有意な役割を果たしている。そのようなシステムで使用される光学部品の例には、例えば発光ダイオード及びレーザ等の光又は電磁放射線源、導波管、光ファイバ、レンズ及び他のオプティクス、光検出器及び他の光センサ、光検知半導体、光変調器、並びに他がある。

光学部品を使用するシステムは、所望のタスクを達成するよう特定の波長での電磁ビームの正確な操作にしばしば依存する。電磁ビームの波長は、システム内の変化、幾つかある変化の中でも特に、例えば電磁エネルギ、電圧及び電流、温度の変化等によって、乱されることがある。それらの変化は、電磁ビームの波長を変化させて、システムを動作不能にすることがある。

本願で請求される対象は、いずれかの欠点を解決するか、又は例えば上述されたような環境でのみ動作する実施形態に制限されない。むしろ、この背景は、本願で記載される幾つかの実施形態が実施され得る技術の一例を説明するためにのみ与えられている。

本発明の実施形態は、光学デバイスを熱的に調整するシステム及び方法を提供することを目的とする。

実施形態の態様に従って、光学デバイスを熱的に調整するシステムが開示される。システムは、光信号を出力するよう構成される光学デバイスを有してよい。前記光信号の振幅は、前記光学デバイスの温度に依存してよい。当該システムは、制御回路、調整回路、及びヒーター回路を更に有してよい。前記制御回路は、制御電流を出力するよう構成されてよい。前記調整回路は、前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を出力するよう構成されてよい。前記ヒーター回路は、前記変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されてよい。また、前記ヒーター回路は、前記生成された熱が前記光信号の振幅に作用するように位置付けられてよい。前記制御回路は、前記ヒーター回路によって生成される前記熱を近似的に線形に調整するよう前記制御電流を線形に調整してよい。

実施形態の目的及び利点は、少なくとも、特許請求の範囲において特に指摘されている要素、特徴、及び組み合わせによって、実現され達成される。前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも、請求される発明の限定ではなく例示及び説明である点が理解されるべきである。

本発明の実施形態によれば、光学デバイスを熱的に調整するシステム及び方法を提供することが可能となる。

例となる実施形態は、添付の図面の使用を通じて更なる特定及び詳細を有して記載され説明される。

光学デバイスを熱的に調整するシステムの例を示す。

光学デバイスを熱的に調整するシステムの他の例を示す。

平方根回路の例を表す。

平方根回路の他の例を表す。

光学デバイスを熱的に調整するシステムの他の例を示す。

光学デバイスを熱的に調整する方法の例のフローチャートである。

実施形態の態様に従って、光学デバイスを熱的に調整するシステムが開示される。幾つかの光学デバイスは、光学デバイスの温度に依存する共振波長を有してよい。結果として、光学デバイスの温度は、光学デバイスの共振波長を制御するよう制御されてよい。光学デバイスの温度は、光学デバイスの近くにあるヒーター回路によって生成される熱の量を制御することによって、制御されてよい。ヒーター回路によって生成される熱は、ヒーター回路へ供給される制御電流に基づき制御されてよい。なお、ヒーター回路によって生成される熱は、制御電流の二乗に比例してよい。結果として、ヒーター回路へ供給される制御電流における線形な変化は、ヒーター回路によって生成される熱において非線形な変化を、ひいては、光学デバイスの温度において非線形な変化を生じさせる。光学デバイスにおける非線形な変化は、制御電流における線形な変化が、ヒーター回路によって生成される熱において線形又はほぼ線形な変化を生じさせた場合よりも、共振波長の調整を難しくし得る。

制御電流における線形な変化に起因した、ヒーター回路によって生成される熱における非線形な変化を補償するよう、システムは調整回路を有してよい。調整回路は、制御電流がヒーター回路へ供給されるより前に制御電流を受けてよく、制御電流に対して近似平方根演算を実行して、変更された制御電流を生成してよい。変更された制御電流は、ヒーター回路へ供給されてよい。結果として、制御電流における線形な変化は、ヒーター回路の熱においてほぼ線形な変化を生じさせ得る。

本開示の実施形態は、添付の図面を参照して説明される。図１は、本願で記載される少なくとも１つの実施形態に従って配置される、光学デバイスを熱的に調整する例となるシステム１００（以降、“システム１００”と称される。）を表す。システム１００は、制御回路１１０、調整回路１２０、ヒーター回路１３０、光学デバイス１４０、及び光信号検出回路１５０を含む。

光学デバイス１４０は、例えばマッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）変調器、電解吸収型変調器（electro-absorption modulator）（ＥＡＭ）、電気光学変調器（electro-optic modulator）（ＥＯＭ）、又は他の光変調器等の光変調器を有してよい。代替的に、又は追加的に、光学デバイス１４０は、例えば分布帰還（distributed feedback）（ＤＦＢ）レーザ、分布ブラッグ反射器（distributed Bragg reflector）（ＤＢＲ）レーザ、ファブリー・ペロー（Fabry-Perot）（ＦＰ）レーザ、若しくは他の端面発光レーザ、垂直共振器面発光レーザ（vertical cavity surface emitting laser）（ＶＣＳＥＬ）、又は他の適切な光信号源等の光信号源を有してよい。

光学デバイス１４０は、光信号を出力するよう構成されてよい。光信号の振幅は、光学デバイス１４０の温度に依存して変化してよい。例えば、光レーザは、他の温度と比べてある温度で相対的により高い振幅を有する光信号を生成してよい。他の例として、光学デバイス１４０が光変調器であり、光学デバイス１４０の温度が変化する場合に、光学デバイスの共振波長は変化し得る。光学デバイス１４０の共振波長が、光学デバイス１４０によって変調されている光信号の波長とおおよそ等しい場合に、光学デバイス１４０によって出力される光信号の振幅は、光信号の波長が光学デバイス１４０の共振波長とおおよそ等しくない場合よりも高くなり得る。

光信号検出回路１５０は、制御回路１１０へ結合されてよい。光信号検出回路１５０は、光学デバイス１４０によって出力された光信号の振幅を検出するよう位置付けられ構成されてよい。光信号検出回路１５０は、光信号の検出された振幅を制御回路１１０へ供給してよい。幾つかの実施形態では、光信号の振幅は、光信号の電力に等しくてよい。

制御回路１１０は、光信号検出回路１５０及び調整回路１２０へ結合されてよい。制御回路１１０は、光信号検出回路１５０から、光学デバイス１４０から出力された光信号の振幅のインジケーションを受信してよい。光信号の振幅に基づき、制御回路１１０は、制御電流を生成し、その制御電流を調整回路１２０へ供給してよい。例えば、幾つかの実施形態では、制御回路１１０は、光信号の検出された振幅を特定の振幅と比較してよい。検出された振幅が特定の振幅よりも小さい場合は、制御回路１１０は制御電流を増大させてよい。検出された振幅が特定の振幅よりも大きい場合は、制御回路１１０は制御電流を低減させてよい。検出された振幅が特定の振幅と等しいか又はおおよそ等しい場合は、制御回路１１０は制御電流を先のレベルに保ってよい。

調整回路１２０は、制御回路１１０及びヒーター回路１３０へ結合されてよい。調整回路１２０は、制御回路１１０から制御電流を受け取ってよく、近似平方根演算を制御電流に対して実行して、変更された制御電流を生成するよう構成されてよい。変更された制御電流は、よって、制御電流の近似平方根であってよい。例えば、制御電流が４ミリアンペア（ｍＡ）である場合は、変更された制御電流は、制御電流の近似平方根、すなわち２ｍＡである。他の例として、近似平方根演算は、平方根及び１又はそれ以上の定数項を含む演算であってよい。例えば、制御電流がＩによって表される場合に、制御電流に対して近似平方根演算を実行することは、

√（Ｉ／Ｋ）×Ｎ 又は √（Ｉ／Ｋ）

に等しい変更された制御電流を生じさせる。

上記の式において、Ｋ及びＮは定数である。変更された制御電流は、ヒーター回路１３０へ供給されてよい。

幾つかの実施形態では、調整回路１２０は、デジタル回路を使用すること又は制御電流をデジタル化することなしで、アナログ領域において実装されてよい。そのような及び他の実施形態において、調整回路１２０によって受け取られる制御電流は、アナログ信号であってよい。そのような及び他の実施形態において、制御回路１１０は、デジタル回路であってよく、調整回路１２０によって受け取られる前にアナログ制御電流に変換され得るデジタル制御電流を生成してよい。代替的に、又は追加的に、制御回路はデジタル又はアナログ回路であってよく、アナログ制御電流を調整回路１２０へ供給してよい。

ヒーター回路１３０は、調整回路１２０へ結合されてよく、光学デバイス１４０へ熱的に結合されてよい。ヒーター回路１３０が光学デバイス１４０へ熱的に結合されるとは、ヒーター回路１３０から発せられる熱が光学デバイス１４０の温度に直接作用するように光学デバイス１４０に対してヒーター回路１３０が位置付けられることを示してよい。

ヒーター回路１３０は、調整回路１２０から受け取った変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されてよい。幾つかの実施形態では、生成される熱は、変更された制御電流の二乗に比例してよい。変更された制御電流は制御電流の平方根であるから、ヒーター回路１３０によって生成される熱は、制御回路１１０によって生成される制御電流に線形に比例してよい。結果として、制御電流における線形な変化は、光学デバイス１４０の温度における線形又は略線形な変化をもたらし得る。

例えば、制御電流はＩによって表され、ヒーター回路１３０によって生成される熱となる電力は、Ｒ_Ｉがヒーター回路１３０によって受け取られる電流であり且つＭが定数であるとして、Ｒ_Ｉ ^２×Ｍに等しいとする。そのような及び他の実施形態において、変更された制御電流は√Ｉであってよい。結果として、ヒーター回路１３０によって生成される電力は、（√Ｉ）^２×Ｍ、すなわちＩ×Ｍに等しくなる。要するに、調整回路１２０によって実行される近似平方根演算は、電力の式における二次指数が除かれ得るように制御電流に作用してよい。幾つかの実施形態では、二次指数が除かれ得る一方で、他の線形項が指数項の除去により生じることがある。例えば、先に説明されたように、変更された制御電流は、次の式：

√（Ｉ／Ｋ）×Ｎ 又は √（Ｉ／Ｋ）

のうちの１又はそれ以上によって表されてよい。

そのような及び他の実施形態において、平方根は、電力の式における二次指数の削除をもたらすことができ、Ｎ又はＫは、制御電流を調整する調整回路１２０から生じ且つヒーター回路１３０の電力の式の部分となり得る線形項であってよい。

結果として、ヒーター回路１３０によって生成される電力、それによる熱は、制御回路１１０によって出力される制御電流に線形に比例することができる。このように、制御電流における線形な変化は、光学デバイス１４０の温度における線形又は略線形な変化をもたらすことができる。

ヒーター回路１３０からの熱は、光学デバイス１４０の温度を変化させ得る。例えば、更なる熱がヒーター回路１３０によって生成される場合に、光学デバイス１４０の温度は上昇し得る。より少ない熱がヒーター回路１３０によって生成される場合に、光学デバイス１４０の温度は低下し得る。このように、ヒーター回路１３０によって生成される熱の変化は、光学デバイス１４０における温度の変化に作用し得る。光学デバイス１４０の温度の変化は、光学デバイス１４０によって出力される光信号の振幅の変化を生じさせる。光信号の振幅は、光信号検出回路１５０によって検出されてよい。

システム１００の動作の例は次のとおりである。光学デバイス１４０は、光学デバイス１４０によって出力される光信号がある値を持った振幅を有することを生じさせ得る温度で動作しているとする。光信号検出回路１５０は、振幅の値を検出してよく、振幅の値を制御回路１１０へ供給してよい。制御回路１１０は、振幅の値を特定の値と比較してよい。特定の値は、光学デバイス１４０が所望の温度で動作している場合の光信号の値であってよい。

最初の振幅の値は特定の値よりも小さいことがあり、よって、制御回路１００は制御電流を増大させてよい。制御電流は、調整回路１２０によってその平方根を求められてよく、この平方根がヒーター回路１３０へ供給されてよい。ヒーター回路１３０は、制御電流の平方根を二乗してよい。制御電流は増大されるので、ヒーター回路１３０は、更なる熱を生成して、光学デバイス１４０の温度を上昇させてよい。光学デバイス１４０の温度の上昇は、光信号の振幅を調整してよい。光信号検出回路１５０は、光信号の調整された振幅を検出してよく、光信号の調整された振幅の値を制御回路１１０へ供給してよい。制御回路１１０は、調整された振幅の値を特定の値と比較し、制御電流を然るべく調整してよい。システム１００は、光信号の検出される振幅が制御回路１１０における特定の値に等しいか又は略等しくなるまで、光信号の振幅を検出し、検出された振幅に基づき制御電流を調整して、ヒーター回路１３０によって生成される熱、ひいては光学デバイス１４０の温度を調整し続けてよい。光信号の検出された振幅が制御回路１１０における特定の値と等しいか又は略等しい場合に、光学デバイス１４０は所望の温度で動作していてよい。

変更、付加、又は省略は、本開示の適用範囲から逸脱することなしにシステム１００に対して為されてよい。例えば、１又はそれ以上の回路又は構成要素は、制御電流を更に調整するために制御回路１１０とヒーター回路１３０との間に加えられてよい。例えば、制御電流は増幅器によって増幅されてよい。代替的に、又は追加的に、１又はそれ以上の回路又は構成要素は、光信号検出回路１５０と制御回路１１０との間に加えられてよい。そのような及び他の実施形態において、１又はそれ以上の回路又は構成要素は、光信号検出回路１５０によって制御回路１１０へ供給される検出された振幅を調整し又は別なふうに変更してよい。

図２は、本願で記載される少なくとも１つの実施形態に従って配置される、光学デバイスを熱的に調整する他の例となるシステム２００（以降、“システム２００”と称される。）を表す。システム２００は、制御回路２１０、調整回路２２０、抵抗素子２３０、光変調器２４０、及びフォトダイオード２５０を含む。

光変調器２４０は、電気信号２４２及び光信号２４４を受信するよう構成されてよい。光変調器２４０は、電気信号を用いて光信号２４４を変調してよい。例えば、光変調器２４０は、電気信号２４２に基づき光信号２４４を変調するよう、例えば周波数、振幅、極性、又は何らかの他の特性等の、光信号２４４の特性を変更してよい。そのような及び他の実施形態において、光変調器２４０は、マッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）変調器、ＥＡＭ、ＥＯＭ、又は他の適切な光変調器を有してよい。

光変調器２４０は、共振周波数を更に有してよい。光変調器２４０の共振周波数が光信号２４４の周波数と一致又は略一致する場合に、変調される場合の光信号２４４の減衰は低減され得る。結果として、光変調器２４０によって出力される光信号２４６の振幅は、光変調器２４０が、その共振周波数が光信号２４４の周波数と一致又は略一致するように調整される場合に、光変調器２４０の共振周波数が光信号２４４の周波数と一致又は略一致しない場合と比べて高くなり得る。幾つかの実施形態では、光変調器２４０の共振周波数は、光変調器２４０の温度を調節することによって調整されてよい。結果として、光変調器２４０の温度を変えることは、光信号２４６の振幅も変化することをもたらし得る。

システム２００は、光変調器２４０の共振周波数が光信号２４４の周波数と等しいか又は略等しい場合を決定するためのプロキシとして、光信号２４６の振幅を使用してよい。更に、システム２００は、フィードバックループにおける比較的にフィードバックされる要素として光信号２４６の振幅を用いるフィードバックループにおいて、光変調器２４０の共振周波数を調整してよい。

フォトダイオード２５０は、光変調器２４０によって出力される光信号を受信するよう位置付けられてよい。フォトダイオード２５０は、図１の光信号検出回路１５０の例である。フォトダイオード２５０は更に、光信号２４６の振幅又は電力を示す振幅電流信号を生成するよう構成されてよい。フォトダイオード２５０は、振幅電流信号を制御回路２１０へ供給してよい。

制御回路２１０は、トランスインピーダンス増幅器２１２、ローパスフィルタ２１４、及び差動電流増幅器２１６を有してよい。トランスインピーダンス増幅器２１２は、フォトダイオード２５０から振幅電流信号を受信してよく、振幅電流信号を増幅し且つ振幅電圧信号へ変換してよい。トランスインピーダンス増幅器２１２は、振幅電圧信号をローパスフィルタ２１４へ供給してよい。ローパスフィルタ２１４は、振幅電圧信号のより低い周波数成分を差動電流増幅器２１６へ渡す。

差動電流増幅器２１６は、ローパスフィルタリングされた振幅電圧信号を第１の入力端子において、そして、基準電圧を第２の入力端子において受信してよい。ローパスフィルタリングされた振幅電圧信号と基準電圧との間の差に基づき、差動電流増幅器２１６は、制御電流を出力し、制御電流を調整回路２２０へ供給してよい。基準電圧は、基準電圧とローパスフィルタリングされた振幅電圧信号との間の差が、光変調器２４０に光信号２４４の波長に等しいか又は略等しい共振波長を持たせるのに十分な量の熱をもたらす制御電流を生じさせるように、選択されてよい。

調整回路２２０は、平方根回路２２２及びバッファ回路２２６を有してよい。平方根回路２２２は、制御電流を受け取り、制御電流に対して近似平方根演算を実行して、変更された制御電圧を生成するよう構成されてよい。変更された制御電圧は、バッファ回路２２６へ供給されてよい。特に、変更された制御電圧は、バッファ回路２２６に含まれるトランスコンダクタンス増幅器の第１の入力端子へ供給されてよい。トランスコンダクタンス増幅器の第２の入力端子は、トランスコンダクタンスの出力端子へ結合されてよい。トランスコンダクタンス増幅器は、平方根回路２２２によって出力された変更された制御電圧に基づき、変更された制御電流を生成し出力するよう構成されてよい。変更された制御電流は、差動電流増幅器２１６によって出力される制御電流の平方根に等しいか又は略等しくてよい。バッファ回路２２６は、変更された制御電流を抵抗素子２３０へ供給してよい。

抵抗素子２３０は、調整回路２２０へ結合されてよく、光変調器２４０へ熱的に結合されてよい。抵抗素子２３０は、図１のヒーター回路１３０の例である。抵抗素子２３０は、調整回路２２０から受け取った変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されてよい。幾つかの実施形態では、抵抗素子２３０を流れる変更された制御電流は、Ｉｃが変更された制御電流であり且つＲが抵抗素子２３０の抵抗であるとして、Ｉｃ^２×Ｒの電力を生成してよい。変更された制御電流Ｉｃによって生成された電力は、抵抗素子２３０を囲む領域の温度Ｔに作用してよい。次の式：

Ｔ＝Ｉ^２×Ｒ×Ｋｔ

は、幾つかの実施形態に従って、抵抗素子２３０を囲む領域の温度Ｔを記述する。この式において、Ｋｔは、抵抗素子２３０を囲む媒体の熱抵抗率である。抵抗素子２３０を囲む領域の温度は、光変調器２４０の温度を変化させ得る。

抵抗素子２３０を囲む領域の温度は、抵抗素子２３０によって受け取られた電流の二乗に基づいてよい。よって、制御電流が、抵抗素子２３０によって受け取られるより前に変更されていなかった場合は、制御電流における線形な変化は、温度における非線形な変化をもたらし得る。対照的に、制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を抵抗素子２３０へ供給することによって、制御電流における線形な変化は、光変調器２４０の温度の線形又は略線形な変化をもたらし得る。

変更、付加、又は省略は、本開示の適用範囲から逸脱することなしにシステム２００に対して為されてよい。例えば、幾つかの実施形態では、システム２００は、差動電流増幅器２１６へ供給される基準電圧を調整するためのロジックを有してよい。

図３Ａは、本願で記載される少なくとも１つの実施形態に従って配置される、例となる平方根回路３００（以降、“回路３００”と称される。）を表す。回路３００は、ノード３０２及びトランジスタ３０４を有する。トランジスタ３０４は、ドレイン３０６、ソース３０７、及びゲート３０５を有する。ソース３０７は、例えば接地等の第１の電位へ結合されてよい。ドレイン３０６及びゲート３０５は、ノード３０２へ結合されてよい。回路３００は、ノード３０２で受け取られる電流がノード３０２で電圧を引き起こすように構成されてよい。

電流と電圧との間の関係は、次の式：

Ｖ＝√（Ｉ／Ｋ）×Ｖｔｈ

に基づき記述されてよい。この式において、Ｖは、ノード３０２での電圧であり、Ｉは、ノード３０２で受け取られる電流であり、Ｖｔｈは、トランジスタ３０４の閾電圧であり、Ｋは、トランジスタ３０４の物理パラメータに基づく因数である。例えば、Ｋは、次の式：

Ｋ＝［μＣ_ｏｘ／２］［Ｗ／Ｌ］

に基づき記述されてよい。この式において、Ｗは、トランジスタ３０４のチャネルの幅であり、Ｌは、トランジスタ３０４のチャネルの長さであり、μは、トランジスタ３０４のチャネルの表面移動度であり、Ｃ_ｏｘは、トランジスタ３０４のゲート酸化物の厚さに基づくパラメータである。

回路３００は、光学デバイスを熱的に調整するシステムにおける調整回路の部分として使用されてよい。例えば、回路３００は、図２の平方根回路２２２として、及び／又は図１の調整回路１２０において、使用されてよい。そのような及び他の実施形態において、図２のバッファ回路２２６は、ノード３０２での電圧を、抵抗素子２３０へ供給される電流へ変換してよい。変更、付加、又は省略は、本開示の適用範囲から逸脱することなしに回路３００に対して為されてよい。

図３Ｂは、本願で記載される少なくとも１つの実施形態に従って配置される、他の例となる平方根回路３１０（以降、“回路３１０”と称される。）を表す。回路３００は、入力ノード３１２と、出力ノード３１４と、集合的にここではトランジスタ３２０と呼ばれる、第１、第２、第３、第４、第５、第６、及び第７のトランジスタ３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄ、３２０ｅ、３２０ｆ、及び３２０ｇとを含む。トランジスタ３２０は、図３Ｂに表されているように配置されてよい。回路３１０は、入力ノード３１２で受け取られた電流が出力ノード３１４で電圧を生じさせるように構成されてよい。

入力ノード３１２で受け取られる電流と出力ノード３１４での電圧との関係は、次の式：

Ｖ＝√（Ｉ／Ｋ）

に基づき記述されてよい。この式において、Ｖは、出力ノード３１４での電圧であり、Ｉは、入力ノード３１２での電流であり、Ｋは、トランジスタ３２０の物理パラメータに基づく因子である。特に、幾つかの実施形態では、第５のトランジスタ３２０ｅの他にトランジスタ３２０は、Ｋが基づく同様の物理パラメータを有してよい。

回路３１０は、光学デバイスを熱的に調整するシステムにおける調整回路の部分として使用されてよい。例えば、回路３１０は、図２の平方根回路２２２として、及び／又は図１の調整回路１２０において、使用されてよい。そのような及び他の実施形態において、図２のバッファ回路２２６は、出力ノード３１４での電圧を、抵抗素子２３０へ供給される電流へ変換してよい。変更、付加、又は省略は、本開示の適用範囲から逸脱することなしに回路３１０に対して為されてよい。

図４は、本願で記載される少なくとも１つの実施形態に従って配置される、他の例となるシステム４００（以降、“システム４００”と称される。）を表す。システム４００は、制御回路４１０、調整回路４２０、ヒーター回路４３０、光学デバイス４４０、及び光信号検出回路４５０を含む。

光学デバイス４４０は、光信号を出力するよう構成されてよい。光信号の振幅は、光学デバイス４４０の温度に基づき変化してよい。光信号検出回路４５０は、制御回路４１０へ結合されてよい。光信号検出回路４５０は、光学デバイス４４０によって出力された光信号の振幅を検出するよう位置付けられ構成されてよい。光信号検出回路４５０は、光信号の検出された振幅に基づく振幅電流信号を制御回路４１０へ供給してよい。

制御回路４１０は、光信号検出回路４５０及び調整回路４２０へ結合されてよい。制御回路４１０は、トランスインピーダンス増幅器４１２、ローパスフィルタ４１４、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）４１６、デジタルコントローラ４１８、及びデジタル−アナログ変換回路（ＤＡＣ）４１９を有してよい。トランスインピーダンス増幅器４１２は、光信号検出回路４５０から振幅電流信号を受信してよく、振幅電流信号を増幅し且つ振幅電圧信号に変換してよい。トランスインピーダンス増幅器４１２は、振幅電圧信号をローパスフィルタ４１４へ供給してよい。ローパスフィルタ４１４は、振幅電圧信号のうちのより低い周波数成分をＡＤＣ４１６へ渡してよい。ＡＤＣ４１６は、振幅電圧信号をデジタル振幅電圧信号へ変換してよく、デジタル振幅電圧信号をデジタルコントローラ４１８へ供給してよい。

デジタルコントローラ４１８は、デジタル振幅電圧信号を受信してよい。デジタル振幅電圧信号に基づき、デジタルコントローラ４１８は、デジタル制御電流を生成してよい。幾つかの実施形態では、デジタルコントローラ４１８は、デジタル振幅電圧信号と特定の値との間の比較に基づきデジタル制御電流を生成してよい。デジタルコントローラ４１８は、デジタル制御電流をＤＡＣ４１９へ供給してよい。ＤＡＣ４１９は、デジタル制御電流をアナログ制御電流へ変換してよく、アナログ制御電流を調整回路４２０へ供給してよい。

調整回路４２０は、平方根回路４２２及びバッファ回路４２６を有してよく、アナログ制御電流を受け取り、変更されたアナログ制御電流を出力するよう構成されてよい。平方根回路４２２及びバッファ回路４２６は、図２の平方根回路２２２及びバッファ回路２２６と同様であってよい。よって、図４の平方根回路４２２及びバッファ回路４２６に関して、ここでは更なる記述は与えられない。

ヒーター回路４３０は、調整回路４２０へ結合されてよく、光学デバイス４４０へ熱的に結合されてよい。ヒーター回路４３０は、変更されたアナログ制御電流を調整回路４２０から受け取ってよく、変更されたアナログ制御電流に基づき熱を生成してよい。ヒーター回路４３０によって生成される熱は、デジタルコントローラ４１８によって生成されるデジタル制御電流と線形に比例してよい。結果として、デジタル制御電流における線形な変化は、光学デバイス４４０の温度における線形又は略線形な変化をもたらし得る。

変更、付加、又は省略は、本開示の適用範囲から逸脱することなしにシステム４００に対して為されてよい。例えば、１以上の他の回路又は構成要素は、制御回路４１０及び／又は調整回路４２０において含まれてよい。

図５は、本願で記載される少なくとも１つの実施形態に従って配置される、光学デバイスを熱的に調整する例となる方法５００のフローチャートである。方法５００は、幾つかの実施形態では、例えば図１のシステム１００、図２のシステム２００、及び図４のシステム４００等のシステムによって実施されてよい。たとえ別個のブロックとして表されているとしても、様々なブロックは、所望の実施に依存して、更なるブロックに分割されても、より少ないブロックへとまとめられても、又は削除されてもよい。

方法５００はブロック５０２から開始してよい。ブロック５０２で、制御電流は、光学デバイスによって出力される光信号の振幅に基づき生成されてよい。幾つかの実施形態では、光学デバイスは光変調器であってよい。

ブロック５０４で、近似平方根演算が、変更された制御電流を生成するようアナログ領域において調整回路により制御電流に対して実行されてよい。

ブロック５０６で、ヒーター回路からの熱は、変更された制御電流に基づき生成されてよい。ヒーター回路は、生成された熱が光信号の振幅に作用するように位置付けられてよい。幾つかの実施形態では、変更された制御電流に基づき生成される熱は、制御電流、調整回路におけるトランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋ、及び／又は調整回路におけるトランジスタの閾電圧に比例してよい。

ブロック５０８で、光信号の振幅は検出されてよい。ブロック５１０で、光信号の振幅が特定の値と異なることに応答して、制御電流は線形に調整され、それにより、ヒーター回路によって生成される熱を略線形に調整してよい。

当業者に明らかなように、本願で開示されているこの及び他のプロセス及び方法に関して、プロセス及び方法において実行される機能は、異なる順序で実施されてよい。加えて、説明されているステップ及び動作は、単に例として与えられており、ステップ及び動作の幾つかは、開示されている実施形態の本質を損なうことなしに、任意であっても、より少ないステップ及び動作へとまとめられても、又は更なるステップ及び動作に拡張されてもよい。

対象は、構造上の特徴及び／又は方法上の動作に特有の言語において記載されてきたが、添付の特許請求の範囲において定義される対象は、必ずしも、前述の具体的な特徴又は動作に制限されない点が理解されるべきである。むしろ、前述の具体的な特徴又は動作は、特許請求の範囲を実施する形態の例として開示されている。

ここで挙げられている全ての例及び条件付き言語は、当該技術を進めることにおいて発明者によって寄与される概念及び発明を読者が理解するのを助ける教育的な目的として意図され、そのような具体的に挙げられている例及び条件に制限されないと解釈されるべきである。本発明の実施形態が詳細に記載されてきたが、様々な変更、置換、及び代替が本発明の主旨及び適用範囲から逸脱するこしにそれらに対して為され得る点が理解されるべきである。

前述の実施形態に加えて、以下の付記を記載する。
（付記１）
光学デバイスを熱的に調整するシステムであって、
光学デバイスの温度に依存した振幅を有する光信号を出力するよう構成される前記光学デバイスと、
制御電流を出力するよう構成される制御回路と、
前記制御回路へ結合され、前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を出力するよう構成される調整回路と、
前記調整回路へ結合され、前記変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されるヒーター回路と
を有し、
前記ヒーター回路は、前記生成された熱が前記光信号の振幅に作用するように位置付けられ、前記制御回路は、前記ヒーター回路によって生成される前記熱を近似的に線形に調整するよう前記制御電流を線形に調整する、
システム。
（付記２）
前記光信号を受信し、該光信号の振幅に基づき検出信号を生成し、該検出信号を前記制御回路へ供給するよう構成される光信号検出回路を更に有し、
前記制御回路は、前記検出信号に基づき前記制御電流を線形に調整するよう構成される、
付記１に記載のシステム。
（付記３）
前記光信号検出回路は、フォトダイオードを含み、
前記制御回路は、前記検出信号を受信するトランスインピーダンス増幅器と、該トランスインピーダンス増幅器の出力をフィルタリングするローパスフィルタとを含む、
付記２に記載のシステム。
（付記４）
前記制御回路は、基準電圧及び前記ローパスフィルタの出力を受信して、前記基準電圧と前記ローパスフィルタの前記出力との間の差に基づき前記制御電流を生成する差動増幅器を含む、
付記３に記載のシステム。
（付記５）
前記制御回路は、デジタル回路を含み、
前記調整回路は、アナログ領域において前記近似平方根演算を適用するアナログ回路である、
付記１に記載のシステム。
（付記６）
前記光学デバイスは、光変調器を有する、
付記１に記載のシステム。
（付記７）
前記調整回路は、前記変更された制御電流を生成する複数のトランジスタを含み、それにより、前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱は、前記複数のトランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因数Ｋ及び前記制御電流に比例する、
付記１に記載のシステム。
（付記８）
前記調整回路は、
前記制御電流を受けるよう構成される結合されたゲート及びドレインを含むトランジスタと、
前記トランジスタのゲート及びドレインへ結合される入力端子と、前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱が、前記制御電流と、前記トランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋと、前記トランジスタの閾電圧とに比例するように前記変更された制御電流を出力するよう構成される出力端子とを含む増幅器回路と
を有する、
付記１に記載のシステム。
（付記９）
前記増幅器回路は、トランスコンダクタンス増幅器を含む、
付記８に記載のシステム。
（付記１０）
光学デバイスを熱的に調整するシステムであって、
制御電流を出力するよう構成される制御回路と、
前記制御回路へ結合され、前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を出力するよう構成される調整回路と、
前記調整回路へ結合され、前記変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されるヒーター回路と
を有し、
前記調整回路は、
前記制御電流を受けるよう構成される結合されたゲート及びドレインを含むトランジスタと、
前記トランジスタのゲート及びドレインへ結合される入力端子と、前記変更された制御電流を出力するよう構成される出力端子とを含む増幅器回路と
を有する、
システム。
（付記１１）
光学デバイスの温度に依存した振幅を有する光信号を出力するよう構成される前記光学デバイスを更に有し、
前記制御回路は、前記光信号の振幅が調整されるように、前記制御電流を線形に調整して、前記熱を近似的に線形に調整するよう構成される、
付記１０に記載のシステム。
（付記１２）
前記光信号を受信し、該光信号の振幅に基づき検出信号を生成し、該検出信号を前記制御回路へ供給するよう構成される光信号検出回路を更に有し、
前記制御回路は、前記光信号の振幅が調整されるように、前記検出信号に基づき前記制御電流を線形に調整するよう構成される、
付記１１に記載のシステム。
（付記１３）
前記光信号検出回路は、フォトダイオードを含み、
前記制御回路は、前記検出信号を受信するトランスインピーダンス増幅器と、該トランスインピーダンス増幅器の出力をフィルタリングするローパスフィルタとを含む、
付記１２に記載のシステム。
（付記１４）
前記制御回路は、基準電圧及び前記ローパスフィルタの出力を受信して、前記基準電圧と前記ローパスフィルタの前記出力との間の差に基づき前記制御電流を生成する差動増幅器を含む、
付記１３に記載のシステム。
（付記１５）
前記光学デバイスは、光変調器を有する、
付記１１に記載のシステム。
（付記１６）
前記制御回路は、デジタル回路を含む、
付記１０に記載のシステム。
（付記１７）
前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱は、前記制御電流と、前記トランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋと、前記トランジスタの閾電圧とに比例する、
付記１０に記載のシステム。
（付記１８）
光学デバイスを熱的に調整する方法であって、
光学デバイスによって出力される光信号の振幅に基づき制御電流を生成し、
変更された制御電流を生成するようアナログ領域における調整回路を用いて前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、
前記変更された制御電流に基づきヒーター回路から熱を生成し、該ヒーター回路は、前記生成された熱が前記光信号の振幅に作用するように位置付けられ、
前記光信号の振幅を検出し、
前記光信号の振幅が特定の値から変化することに応答して、前記制御電流を線形に調整し、それにより、前記ヒーター回路によって生成される前記熱を近似的に線形に調整する
方法。
（付記１９）
前記光学デバイスは、光変調器を有する、
付記１８に記載の方法。
（付記２０）
前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱は、前記制御電流と、前記調整回路におけるトランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋと、前記トランジスタの閾電圧とに比例する、
付記１９に記載の方法。

１００，２００，４００ システム
１１０，２１０，４１０ 制御回路
１２０，２２０，４２０ 調整回路
１３０，４３０ ヒーター回路
１４０，４４０ 光学デバイス
１５０，４５０ 光信号検出回路
２１２，４１２ トランスインピーダンス増幅器
２１４，４１４ ローパスフィルタ
２１６ 差動電流増幅器
２２２，３００，３１０，４２２ 平方根回路
２２６，４２６ バッファ回路
２３０ 抵抗素子
２４０ 光変調器
２４２ 電気信号
２４４，２４６ 光信号
２５０ フォトダイオード
３０２ ノード
３０４，３２０ トランジスタ
３１２ 入力ノード
３１４ 出力ノード
４１６ ＡＤＣ
４１８ デジタルコントローラ
４１９ ＤＡＣ

Claims (20)

1. 光学デバイスを熱的に調整するシステムであって、
   光学デバイスの温度に依存した振幅を有する光信号を出力するよう構成される前記光学デバイスと、
   制御電流を出力するよう構成される制御回路と、
   前記制御回路へ結合され、前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を出力するよう構成される調整回路と、
   前記調整回路へ結合され、前記変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されるヒーター回路と
   を有し、
   前記ヒーター回路は、前記生成された熱が前記光信号の振幅に作用するように位置付けられ、前記制御回路は、前記ヒーター回路によって生成される前記熱を近似的に線形に調整するよう前記制御電流を線形に調整する、
   システム。
2. 前記光信号を受信し、該光信号の振幅に基づき検出信号を生成し、該検出信号を前記制御回路へ供給するよう構成される光信号検出回路を更に有し、
   前記制御回路は、前記検出信号に基づき前記制御電流を線形に調整するよう構成される、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記光信号検出回路は、フォトダイオードを含み、
   前記制御回路は、前記検出信号を受信するトランスインピーダンス増幅器と、該トランスインピーダンス増幅器の出力をフィルタリングするローパスフィルタとを含む、
   請求項２に記載のシステム。
4. 前記制御回路は、基準電圧及び前記ローパスフィルタの出力を受信して、前記基準電圧と前記ローパスフィルタの前記出力との間の差に基づき前記制御電流を生成する差動増幅器を含む、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記制御回路は、デジタル回路を含み、
   前記調整回路は、アナログ領域において前記近似平方根演算を適用するアナログ回路である、
   請求項１に記載のシステム。
6. 前記光学デバイスは、光変調器を有する、
   請求項１に記載のシステム。
7. 前記調整回路は、前記変更された制御電流を生成する複数のトランジスタを含み、それにより、前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱は、前記複数のトランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因数Ｋ及び前記制御電流に比例する、
   請求項１に記載のシステム。
8. 前記調整回路は、
   前記制御電流を受けるよう構成される結合されたゲート及びドレインを含むトランジスタと、
   前記トランジスタのゲート及びドレインへ結合される入力端子と、前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱が、前記制御電流と、前記トランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋと、前記トランジスタの閾電圧とに比例するように前記変更された制御電流を出力するよう構成される出力端子とを含む増幅器回路と
   を有する、
   請求項１に記載のシステム。
9. 前記増幅器回路は、トランスコンダクタンス増幅器を含む、
   請求項８に記載のシステム。
10. 光学デバイスを熱的に調整するシステムであって、
    制御電流を出力するよう構成される制御回路と、
    前記制御回路へ結合され、前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、変更された制御電流を出力するよう構成される調整回路と、
    前記調整回路へ結合され、前記変更された制御電流に基づき熱を生成するよう構成されるヒーター回路と
    を有し、
    前記調整回路は、
    前記制御電流を受けるよう構成される結合されたゲート及びドレインを含むトランジスタと、
    前記トランジスタのゲート及びドレインへ結合される入力端子と、前記変更された制御電流を出力するよう構成される出力端子とを含む増幅器回路と
    を有する、
    システム。
11. 光学デバイスの温度に依存した振幅を有する光信号を出力するよう構成される前記光学デバイスを更に有し、
    前記制御回路は、前記光信号の振幅が調整されるように、前記制御電流を線形に調整して、前記熱を近似的に線形に調整するよう構成される、
    請求項１０に記載のシステム。
12. 前記光信号を受信し、該光信号の振幅に基づき検出信号を生成し、該検出信号を前記制御回路へ供給するよう構成される光信号検出回路を更に有し、
    前記制御回路は、前記光信号の振幅が調整されるように、前記検出信号に基づき前記制御電流を線形に調整するよう構成される、
    請求項１１に記載のシステム。
13. 前記光信号検出回路は、フォトダイオードを含み、
    前記制御回路は、前記検出信号を受信するトランスインピーダンス増幅器と、該トランスインピーダンス増幅器の出力をフィルタリングするローパスフィルタとを含む、
    請求項１２に記載のシステム。
14. 前記制御回路は、基準電圧及び前記ローパスフィルタの出力を受信して、前記基準電圧と前記ローパスフィルタの前記出力との間の差に基づき前記制御電流を生成する差動増幅器を含む、
    請求項１３に記載のシステム。
15. 前記光学デバイスは、光変調器を有する、
    請求項１１に記載のシステム。
16. 前記制御回路は、デジタル回路を含む、
    請求項１０に記載のシステム。
17. 前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱は、前記制御電流と、前記トランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋと、前記トランジスタの閾電圧とに比例する、
    請求項１０に記載のシステム。
18. 光学デバイスを熱的に調整する方法であって、
    光学デバイスによって出力される光信号の振幅に基づき制御電流を生成し、
    変更された制御電流を生成するようアナログ領域における調整回路を用いて前記制御電流に対して近似平方根演算を実行し、
    前記変更された制御電流に基づきヒーター回路から熱を生成し、該ヒーター回路は、前記生成された熱が前記光信号の振幅に作用するように位置付けられ、
    前記光信号の振幅を検出し、
    前記光信号の振幅が特定の値から変化することに応答して、前記制御電流を線形に調整し、それにより、前記ヒーター回路によって生成される前記熱を近似的に線形に調整する
    方法。
19. 前記光学デバイスは、光変調器を有する、
    請求項１８に記載の方法。
20. 前記変更された制御電流に基づき生成される前記熱は、前記制御電流と、前記調整回路におけるトランジスタの１又はそれ以上の物理パラメータに基づく因子Ｋと、前記トランジスタの閾電圧とに比例する、
    請求項１９に記載の方法。

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