JP2017212683A - 光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法を提供する。【解決手段】パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置１は、レーザ光Ｌ１を変調して光信号Ｌ２を出力する光変調器３と、光変調器３に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分４と、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器３の変調特性２１に基づいて、光信号Ｌ２の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部１１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法に関する。

下記特許文献１には、入力される信号に応じて自動的に識別レベル等を制御可能な光受信器が開示されている。この光受信器は、光信号を電気信号に変換する光検出器と、電気信号が入力される識別レベル自動制御回路と、電気信号に含まれるクロック信号を抽出し、識別レベル自動制御回路に供給するクロック抽出回路とを備えている。

特開２００２−１４１９５６号公報

高速かつ大容量の光通信システムを実現するために、パルス振幅変調（ＰＡＭ：PulseAmplitude Modulation）方式を用いた光多値伝送技術が検討されている。例えば、信号強度によって４つのレベルに区別される４値パルス振幅変調信号（ＰＡＭ４信号）を用いて光多値伝送を行う場合、まずＰＡＭ４信号を光変調器に入力するための電気信号（駆動信号）に変換する。この電気信号は、ＰＡＭ４信号によって規定されたレベルに応じた振幅の波形を有している。次に、電気信号を光変調器に入力することにより、レーザ光を受光した光変調器は、変調されたレーザ光（光信号）を出力する。この光信号を光受信器が受信して電気信号に復調し、当該電気信号のレベルを検出することにより、ＰＡＭ４信号を用いた光多値伝送が実施される。なお、直接変調型の場合、レーザ素子に電気信号を直接入力することによって、光信号を出力する。

ところで、光変調器（又はレーザ素子）に入力される電気信号の振幅と、光信号の発光強度との関係（変調特性）は、そのタイプ等によってばらつくことがある。このため、光変調器（又はレーザ素子）の変調特性のばらつきによっては、入力される電気信号の振幅に応じて出力される光信号における理論的な発光強度（出力光強度）と実際の発光強度との間にずれが生じることがある。このずれが発生することによって、光信号における理論的なレベルと実際のレベルとが異なってしまうことがある。この場合、光多値伝送が正確に実施されない課題がある。

本発明は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る光送信装置は、半導体レーザと、３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号を半導体レーザに出力する駆動回路と、駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択する振幅制御部と、を備える。

本発明の他の一側面に係る光送信装置は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置であって、レーザ光を変調して光信号を出力する光変調器と、光変調器に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分と、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器の変調特性に基づいて、光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部と、を備える。

本発明の他の一側面に係る光送信装置は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置であって、レーザ素子と、レーザ素子に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分と、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子の変調特性に基づいて、レーザ素子から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部と、を備える。

本発明の他の一側面に係る駆動調整方法は、半導体レーザと、３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号を半導体レーザに出力する駆動回路と、備える、光送信装置の駆動調整方法であって、駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択するステップと、を含む。

本発明の他の一側面に係る駆動調整方法は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置の駆動調整方法であって、レーザ光を変調する光変調器に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を読み出すステップと、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器の変調特性に基づいて、光変調器から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定するステップと、を備える。

本発明の他の一側面に係る駆動調整方法は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置の駆動調整方法であって、レーザ素子に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を読み出すステップと、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子の変調特性に基づいて、レーザ素子から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定するステップと、を備える。

本発明によれば、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる光送信装置及び光送信装置の駆動調整方法を提供できる。

図１は、第１実施形態に係る光送信装置を示す概略構成図である。 図２（ａ）は、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施された光変調器の変調特性を示すグラフである。図２（ｂ）は、光変調器に入力される電気信号のアイパターンである。図２（ｃ）は、光変調器から出力される光信号のアイパターンである。 図３（ａ）は、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施された光変調器の変調特性を示すグラフである。図３（ｂ）は、電気信号のアイパターンである。図３（ｃ）は、光信号のアイパターンである。 図４（ａ）は、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施された光変調器の変調特性を示すグラフである。図４（ｂ）は、電気信号のアイパターンである。図４（ｃ）は、光信号のアイパターンである。 図５（ａ）は、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施された光変調器の変調特性を示すグラフである。図５（ｂ）は、電気信号のアイパターンである。図５（ｃ）は、光信号のアイパターンである。 図６は、第１実施形態に係る光送信装置の駆動調整方法を説明するフローチャートである。 図７（ａ）は、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施されていない光変調器の変調特性を示すグラフである。図７（ｂ）は、電気信号のアイパターンである。図７（ｃ）は、光信号のアイパターンである。 図８は、第２実施形態に係る光送信装置を示す概略構成図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

本発明の一実施形態は、半導体レーザと、３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号を半導体レーザに出力する駆動回路と、駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択する振幅制御部と、を備える光送信装置である。

また、本発明の他の一実施形態は、半導体レーザと、３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号を半導体レーザに出力する駆動回路と、備える光送信装置の駆動調整方法であって、駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択するステップと、を含む駆動調整方法である。

この光送信装置及びその駆動調整方法では、駆動回路から半導体レーザに出力されると共に３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかが、振幅制御部によって選択される。これにより、光信号における理論的な発光強度と実際の発光強度との間に生じるずれを抑制でき、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる。

また、本発明の他の一実施形態は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置であって、レーザ光を変調して光信号を出力する光変調器と、光変調器に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分と、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器の変調特性に基づいて、光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部と、を備える光送信装置である。

また、本発明の他の一実施形態は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置の駆動調整方法であって、レーザ光を変調する光変調器に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を読み出すステップと、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器の変調特性に基づいて、光変調器から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定するステップと、を備える駆動調整方法である。

この光送信装置及びその駆動調整方法では、振幅制御部は、任意に設定された上記選択信号を読み出すことにより、当該設定信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器の変調特性に基づいて、光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を容易に設定できる。これにより、光信号における理論的な発光強度と実際の発光強度との間に生じるずれを抑制できる。したがって、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる。

本発明の他の一実施形態は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置であって、レーザ素子と、レーザ素子に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分と、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子の変調特性に基づいて、レーザ素子から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部と、を備える光送信装置である。

また、本発明の他の一実施形態は、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置の駆動調整方法であって、レーザ素子に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を読み出すステップと、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子の変調特性に基づいて、レーザ素子から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定するステップと、を備える駆動調整方法である。

この光送信装置及びその駆動調整方法では、任意に設定された上記選択信号を読み出すことにより、当該設定信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子の変調特性に基づいて、光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を容易に設定できる。これにより、光信号における理論的な発光強度と実際の発光強度との間に生じるずれを抑制できる。したがって、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光送信装置を示す概略構成図である。図１に示されるように、光送信装置１は、パルス振幅変調方式（ＰＡＭ方式）を用いた光多値伝送に用いられる、間接変調型の装置である。このため、光送信装置１は、入力された信号をパルス振幅変調信号（ＰＡＭ信号）に変換し、当該ＰＡＭ信号に基づいた光信号（出力光）を出力する。本実施形態では、ＰＡＭ信号として４値パルス振幅変調信号（ＰＡＭ４信号）が用いられる。光送信装置１は、レーザ素子２と、光変調器３と、選択信号入力部分４と、集積回路５と、外部端子６とを備えている。

レーザ素子２は、半導体レーザである。レーザ素子２は、光変調器３に向かうレーザ光Ｌ１を出力する。レーザ光Ｌ１の発光強度（出力光強度）の上限値は、ＡＰＣ制御によって設定されてもよい。なお、レーザ素子２は、集積回路５によってオンオフ制御がなされてもよい。

光変調器３は、レーザ素子２と光学的に結合しており、入力された電気信号の振幅に応じてレーザ光Ｌ１を光信号Ｌ２に変調し、外部へ出力する。光変調器３として、例えば電界吸収型光変調器が用いられる。光変調器３に入力される電気信号は、後述する駆動回路部１３にて生成され、ＰＡＭ４信号から変換された信号である。また、光変調器３によって変調された光信号Ｌ２は、ＰＡＭ４信号によって規定されたレベルに応じた発光強度を有する信号である。光変調器３に入力される電気信号の振幅と、光変調器３から出力される光信号Ｌ２の発光強度との関係（変調特性）は、例えば光変調器３のタイプ、及び光変調器３に入力されるバイアス電圧によって変化する。この変調特性は、例えば予め計測されるデータ（変調特性データ）であり、集積回路５に格納されている。

ここで、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）、及び図５（ａ）（以後、図２（ａ）〜図５（ａ）と記載する）を用いて光変調器３の変調特性について説明する。図２（ａ）〜図５（ａ）は、後述する駆動調整方法が実施された光変調器３の変調特性２１を示すグラフである。図２（ａ）〜図５（ａ）において、横軸は光変調器３に入力される電気信号（駆動信号）の振幅（単位Ｖ）を示し、縦軸は光変調器３から出力される光信号Ｌ２の発光強度（単位ｄＢｍ、光信号Ｌ２の振幅とも言う）を示す。図２（ａ）〜図５（ａ）に示されるように、光変調器３の変調特性２１は、線形性を示す領域と、非線形性を示す領域とを有している。具体的には、電気信号の振幅が−１．５Ｖ〜−０．５Ｖの範囲では、変調特性２１は、電気信号の振幅と光信号の発光強度とが比例的に変化する線形領域となっている。一方、電気信号の振幅が−２．５Ｖ〜−１．５Ｖの範囲と−０．５Ｖ〜０．５Ｖとの範囲では、変調特性２１は、電気信号の振幅と光信号の発光強度とが比例的に変化しない非線形領域となっている。

選択信号入力部分４は、複数の端子を有しており、光変調器３に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される部分である。この選択信号は、例えば光変調器３の変調特性のばらつきに応じて光送信装置１の出荷前（製造段階）に定められるか、或いは出荷後にユーザの設計に応じて定められる信号であって、選択信号入力部分４における複数の端子の少なくとも一つに入力される電圧信号である。選択信号入力部分４に入力されている選択信号は、入力されている端子の位置若しくは数、又は端子の位置及び数の組み合わせによって、電気信号の振幅範囲を予め定められた複数の振幅範囲のいずれを選択しているかを示す。このため、選択信号が入力されている端子の位置若しくは数を変更することによって、当該選択信号によって示されている電気信号の振幅範囲は変化する。第１実施形態では、互いに異なる電気信号の振幅範囲を示す第１〜第４選択信号の４つの信号のいずれかが、選択信号入力部分４に入力される。

なお、電気信号の振幅範囲は、電気信号が有し得る電圧の範囲である。予め定められた複数の振幅範囲は、例えば製造段階において適宜設定されるデータであり、集積回路５が有するメモリに格納されている。

集積回路５は、指定された演算を行うと共に種々のデータを格納するチップであり、光変調器３、選択信号入力部分４、及び外部端子６に電気的に接続されている。集積回路５は、振幅制御部１１と、パルス振幅変調信号生成部１２と、駆動回路部１３とを備えている。集積回路５は、単一のチップから構成されてもよいし、複数のチップから構成されてもよい。

以下では、具体例として図２〜５を用いながら、集積回路５の振幅制御部１１と、パルス振幅変調信号生成部１２と、駆動回路部１３とを説明する。図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び図５（ｂ）（以後、図２（ｂ）〜図５（ｂ）と記載する）は、電気信号のアイパターンであり、図２（ｃ）、図３（ｃ）、図４（ｃ）、及び図５（ｃ）（以後、図２（ｃ）〜図５（ｃ）と記載する）は、光信号Ｌ２のアイパターンである。

振幅制御部１１は、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器３の変調特性に基づいて、光信号Ｌ２の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、光変調器３に入力される電気信号の各レベルの振幅を設定する。例えば、振幅制御部１１は、選択信号入力部分４から選択信号を読み出す。次に、読み出した選択信号に対応する電気信号の振幅範囲を決定する。次に、決定した電気信号の振幅範囲に対応する光変調器３の変調特性に基づいて、光信号Ｌ２が取り得る発光強度の範囲を取得する。次に、振幅制御部１１は、取得した発光強度の範囲を所定の比率になるように３分割する。このとき、上記発光強度の範囲を３分割するための４つの分割点（光信号Ｌ２の各レベルに相当）を設定する。そして、設定した４つの分割点に対応する電気信号の４つの振幅を取得する。

ここで、振幅制御部１１の機能の一例を具体的に説明する。まず、振幅制御部１１は、選択信号入力部分４に入力されている選択信号を読み出し、当該選択信号によって定められた電気信号の振幅範囲を決定する。例えば第１選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図２（ａ）に示されるように、電気信号の振幅範囲を−２．５Ｖ〜０．５Ｖに決定する。また、例えば第２選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図３（ａ）に示されるように、電気信号の振幅範囲を−２．５Ｖ〜−０．５Ｖに決定する。同様に、例えば第３選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図４（ａ）に示されるように、電気信号の振幅範囲を−１．５Ｖ〜−０．５Ｖに決定し、例えば第４選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図５（ａ）に示されるように、電気信号の振幅範囲を−１．５Ｖ〜−０．７５Ｖに決定する。

次に、読み出した選択信号によって定められた振幅範囲に対応する変調特性２１に基づいて、光信号Ｌ２の発光強度の範囲を決定する。例えば第１選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図２（ａ）に示されるように、光信号Ｌ２の発光強度の範囲を−２０ｄＢｍ〜−２ｄＢｍに決定する。また、例えば第２選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図３（ａ）に示されるように、光信号Ｌ２の発光強度の範囲を−２０ｄＢｍ〜約−６ｄＢｍに決定する。同様に、例えば第３選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図４（ａ）に示されるように、光信号Ｌ２の発光強度の範囲を約−１６ｄＢｍ〜約−６ｄＢｍに決定し、例えば第４選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、図５（ａ）に示されるように、光信号Ｌ２の発光強度の範囲を約−１６ｄＢｍ〜−８ｄＢｍに決定する。

次に、振幅制御部１１は、決定した発光強度の範囲を所定の比率に３分割する。下記駆動調整方法においては、決定した発光強度の範囲が均等に分割される。このため、例えば第１選択信号が読み出された場合、振幅制御部１１は、変調特性２１において光信号Ｌ２の発光強度が−２０ｄＢｍである点を第０レベルを示す分割点と設定し、変調特性２１において光信号Ｌ２の発光強度が−１４ｄＢｍである点を第１レベルを示す分割点と設定し、変調特性２１において光信号Ｌ２の発光強度が−８ｄＢｍである点を第２レベルを示す分割点と設定し、変調特性２１において光信号Ｌ２の発光強度が−２ｄＢｍである点を第３レベルを示す分割点と設定する。これにより、第０レベルと第１レベルとの発光強度差Ｂ４、第１レベルと第２レベルとの発光強度差Ｂ５、及び第２レベルと第３レベルとの発光強度差Ｂ６は、それぞれ−６ｄＢｍになる（図２（ｃ）も併せて参照）。そして、振幅制御部１１は、第０〜第３レベルをそれぞれ示す分割点に対応する電気信号の各レベルの振幅（−２．５Ｖ、−１．２５Ｖ、−０．７５Ｖ、及び０．５Ｖ）を取得する（図２（ｂ）も併せて参照）。また、例えば第１選択信号の代わりに第２〜第４選択信号が読み出された場合も同様に、振幅制御部１１は、決定した発光強度の範囲を均等に３分割するための４つの分割点（すなわち、第０〜第３レベル）を設定し、設定した４つの分割点に対応する電気信号の４つの振幅を取得する（詳細は図３〜図５を参照）。

なお、「所定の比率」は、例えば通信規格にて予め定められた比率であり、集積回路５が有するメモリに格納されている。また以下では、振幅制御部１１によって設定された電気信号によって示される各レベルの振幅を、単に「振幅情報」とも呼称する。

パルス振幅変調信号生成部１２は、外部端子６から入力される信号を、駆動回路部１３に適合する信号に変換する。第１実施形態では、パルス振幅変調信号生成部１２は、複数の端子を有する外部端子６から入力された一又は複数の変調信号をＰＡＭ４信号に変換する。

駆動回路部１３は、光変調器３に入力される電気信号を生成し出力する。例えば、まず駆動回路部１３には、パルス振幅変調信号生成部１２から出力されるＰＡＭ４信号と、振幅制御部１１から出力される電気信号の振幅情報とが入力される。駆動回路部１３は、ＰＡＭ４信号と振幅情報とを合成することにより、ＰＡＭ４信号によって規定されたレベルに応じた振幅を有する電気信号を生成し、光変調器３に当該電気信号を出力する。これにより上述したように、光変調器３は、駆動回路部１３に入力されたＰＡＭ４信号に応じた発光強度を有する光信号Ｌ２を出力する。なお、駆動回路部１３は、入力されるＰＡＭ４信号のレベルに応じて３つ以上（具体的には、４つ）の異なる振幅レベルを有する電気信号を光変調器３に出力する。

次に、図６を用いながら第１実施形態に係る光送信装置１の駆動調整方法について説明する。図６は、第１実施形態に係る光送信装置の駆動調整方法を説明するフローチャートである。

図６に示されるように、第１ステップとして、光変調器３に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を設定する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、予め定められた複数の電気信号の振幅範囲から、光変調器３の変調特性のばらつき、及び／又は印加されるバイアス電圧の大きさ（以下、「特性のばらつき等」とする）に応じた適切な振幅範囲を選択信号が示すことができるように、選択信号入力部分４に含まれる複数の端子において、電圧信号が入力される端子を決定する。

次に、第２ステップとして、選択信号を読み出す（ステップＳ２）。ステップＳ２では、選択信号入力部分４において電圧信号が入力されている端子の数及び位置等から、選択信号が予め定められた複数の振幅範囲のいずれを選択しているかを読み出す。

次に、第３ステップとして、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器３の変調特性２１に基づいて、光信号Ｌ２の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する（ステップＳ３）。例えば、駆動信号である電気信号に基づいて、振幅制御部１１が上記３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択する。ステップＳ３では、上述したように光信号Ｌ２の各レベル間の発光強度差が均等になる（すなわち、発光強度の範囲が均等に分割される）ように、電気信号の各レベルの振幅を設定する（図２（ａ）等を参照）。これらのステップＳ１〜Ｓ３を経ることによって、光送信装置１の駆動調整方法が完了する。

次に、図７を用いながら、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施される光送信装置１の作用効果について説明する。図７（ａ）は、上記駆動調整方法が実施されていない光変調器３の変調特性を示すグラフである。図７（ａ）において、横軸は電気信号の振幅（単位Ｖ）を示し、縦軸は光信号Ｌ２の発光強度（単位ｄＢｍ）を示す。また、図７（ｂ）は、電気信号のアイパターンであり、図７（ｃ）は、光信号Ｌ２のアイパターンである。

上述したように、光送信装置における光変調器の変調特性は、例えば光変調器の特性のばらつき等によって変化する。このため、例えば上記駆動調整方法を実施せずに光変調器３を用いて電気信号の第０レベル〜第３レベルの振幅差Ｂ１〜Ｂ３を単に均等に設定した場合、図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、光信号Ｌ２の第０レベル〜第３レベルの発光強度差Ｂ４〜Ｂ６が不均等になる。この場合、光変調器３に入力される電気信号のアイパターンと、光変調器３から実際に出力される光信号Ｌ２のアイパターンとの間にずれが生じ、出力される光信号における理論的な発光強度と実際の発光強度とが異なってしまう。これにより、光変調器３に入力される電気信号の振幅によっては、出力される光信号における理論的なレベルと実際のレベルとが異なってしまうことがある。例えば、電気信号にて第１レベルを示す振幅が光変調器３に入力されたときに、理論的には光信号Ｌ２が第１レベルを示すにもかかわらず、実際には光信号Ｌ２が第２レベルを示すことがある。したがって、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施されない場合、光変調器の変調特性によっては光多値伝送が正確に実施されない課題がある。

これに対して、第１実施形態に係る駆動調整方法が実施される場合、上述したように、予め定められた複数の電気信号の振幅範囲から、集積回路５に格納されている光変調器３の特性のばらつき等に応じた振幅範囲を示す選択信号を選択信号入力部分４に入力する。例えば、光変調器３の特性のばらつき等に鑑み、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の変調特性２１が線形領域のみであることが好ましい場合、選択信号入力部分４に第３選択信号又は第４選択信号を入力する。そして、第３選択信号又は第４選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の変調特性２１に基づいて、光信号Ｌ２の各レベル間の発光強度差Ｂ４〜Ｂ６が互いに均等になるように、当該電気信号の各レベルの振幅を設定する。このように光変調器３に応じた選択信号を任意に設定することによって、当該選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内の光変調器３の変調特性２１に基づいて、光信号Ｌ２の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を容易に設定できる。これにより、光信号Ｌ２における理論的な発光強度と実際の発光強度との間に生じるずれを抑制できる。したがって、第１実施形態によれば、パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送の正確性を向上できる。

（第２実施形態）
以下では、第２実施形態に係る光送信装置について説明する。第２実施形態の説明において第１実施形態と重複する記載は省略し、第１実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第２実施形態に第１実施形態の記載を適宜用いてもよい。

図８は、第２実施形態に係る光送信装置を示す概略構成図である。図８に示されるように、光送信装置１Ａは、第１実施形態の光送信装置１と異なり、レーザ素子２及び光変調器３を備えておらず、代わりにレーザ素子２Ａを備えている直接変調型の装置である。このため、集積回路５における駆動回路部１３から出力される電気信号は、レーザ素子２Ａに直接入力され、変調光である光信号Ｌ２Ａがレーザ素子２Ａから直接出力される。このため、選択信号入力部分４に入力される選択信号は、レーザ素子２Ａに入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す。なお、駆動回路部１３は、入力されるＰＡＭ４信号のレベルに応じて３つ以上（第２実施形態では４つ）の異なる振幅レベルを有する電気信号をレーザ素子２Ａに出力する。

第２実施形態の集積回路５において、振幅制御部１１は、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子２Ａの変調特性に基づいて、光信号Ｌ２Ａの各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する。なお、第２実施形態においても、駆動信号である電気信号に基づいて、振幅制御部１１が上記３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択してもよい。

このような第２実施形態に係る光送信装置１Ａに対しても、第１実施形態に示される駆動調整方法を適用できる。換言すると、第２実施形態における駆動調整方法は、第１実施形態と同様にステップＳ１〜ステップＳ３を有している。第２実施形態のステップＳ１では、レーザ素子２Ａに入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を設定する。第２実施形態のステップＳ２では、当該選択信号を読み出す。第２実施形態のステップＳ３では、選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子２Ａの変調特性に基づいて、光信号Ｌ２Ａの各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を設定する。

以上より、第２実施形態に係る駆動調整方法が実施された光送信装置１Ａにおいても、レーザ素子２Ａの特性のばらつき等に応じて選択信号を任意に設定することによって、当該選択信号によって示される電気信号の振幅範囲内のレーザ素子２Ａの変調特性に基づいて、光信号Ｌ２Ａの各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、電気信号の各レベルの振幅を容易に設定できる。したがって、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が奏される。

本発明による光送信装置及びその駆動調整方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、光信号Ｌ２，Ｌ２Ａの各レベル間の発光強度差は、必ずしも均等でなくてもよい。

また、上記実施形態では、ＰＡＭ信号としてＰＡＭ４信号が用いられているが、８値であるＰＡＭ８信号が用いられてもよいし、１６値であるＰＡＭ１６信号が用いられてもよい。

また、上記実施形態では、選択信号入力部分４は、複数の端子を有さなくてもよい。例えば、選択信号入力部分４は、外部から書き込み可能なレジスタでもよい。この場合、振幅制御部１１は、製造段階で予めレジスタに入力された選択信号を読み出してもよい。また、レジスタに予め書き込まれた選択信号は、出荷後にユーザによって変更されてもよい。

上記実施形態における駆動調整方法は、一旦選択信号が定まった後においては、再び実施されなくてもよい。また、選択信号入力部分４に入力される選択信号が変更された場合、上記駆動調整方法を再び実施してもよい。

１，１Ａ…光送信装置、２，２Ａ…レーザ素子、３…光変調器、４…選択信号入力部分、５…集積回路、６…外部端子、１１…振幅制御部、１２…パルス振幅変調信号生成部、１３…駆動回路部。

Claims (6)

1. 半導体レーザと、
   ３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号を前記半導体レーザに出力する駆動回路と、
   前記駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択する振幅制御部と、
   を備える光送信装置。
2. パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置であって、
   レーザ光を変調して光信号を出力する光変調器と、
   前記光変調器に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分と、
   前記選択信号によって示される前記電気信号の振幅範囲内の前記光変調器の変調特性に基づいて、前記光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、前記電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部と、
   を備える光送信装置。
3. パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置であって、
   レーザ素子と、
   前記レーザ素子に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号が入力される選択信号入力部分と、
   前記選択信号によって示される前記電気信号の振幅範囲内の前記レーザ素子の変調特性に基づいて、前記レーザ素子から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、前記電気信号の各レベルの振幅を設定する振幅制御部と、
   を備える光送信装置。
4. 半導体レーザと、３つ以上の異なる振幅レベルを有する駆動信号を前記半導体レーザに出力する駆動回路と、備える光送信装置の駆動調整方法であって、
   前記駆動信号に基づいて、３つ以上の異なる振幅レベルの何れかを選択するステップを含む、駆動調整方法。
5. パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置の駆動調整方法であって、
   レーザ光を変調する光変調器に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を読み出すステップと、
   前記選択信号によって示される前記電気信号の振幅範囲内の前記光変調器の変調特性に基づいて、前記光変調器から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、前記電気信号の各レベルの振幅を設定するステップと、
   を備える駆動調整方法。
6. パルス振幅変調方式を用いた光多値伝送用の光送信装置の駆動調整方法であって、
   レーザ素子に入力される電気信号の振幅範囲を、予め定められた複数の振幅範囲のいずれに選択するかを示す選択信号を読み出すステップと、
   前記選択信号によって示される前記電気信号の振幅範囲内の前記レーザ素子の変調特性に基づいて、前記レーザ素子から出力される光信号の各レベル間の発光強度差が所定の比率になるように、前記電気信号の各レベルの振幅を設定するステップと、
   を備える駆動調整方法。

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