JP2024004988A - 光デバイス及び光送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】光出力パワーの変動を改善して信号品質の向上を図る光デバイス等を提供する。
【解決手段】光デバイスは、生成部と、発光部と、変調部と、光増幅部と、電流源と、記憶部と、制御部とを有する。生成部は、多値振幅変調方式の電気信号を生成する。発光部は、レーザ光を発光する。変調部は、電気信号を用いてレーザ光を変調して光信号を出力する。光増幅部は、駆動電流に応じて、変調された光信号を光増幅する。電流源は、光増幅部に供給する駆動電流を調整する。記憶部は、光増幅部における光信号の入出力特性を、駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した。制御部は、光増幅部に供給する駆動電流の駆動電流値に応じた入出力特性を記憶部から読み出し、読み出した入出力特性に基づき、電気信号を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光デバイス及び光送信機に関する。

近年、通信速度の高速化に伴い、変調レートの高速化や変調フォーマットの多値化が求められている。例えば、データセンタ向けの１波１００Ｇｂｐｓ(Giga bit per second)超えの光送信機では、例えば、ＰＡＭ４（4 Pulse Amplitude Modulation）の変調フォーマットを採用している。１波１００Ｇｂｐｓ（５０ギガボーレート）の光送信機では、例えば、５００ｍの光伝送路で光信号を伝送する短距離伝送に用いられているが、近年、データセンタ間の通信用途に、例えば、４０ｋｍの長距離伝送にも採用することが求められている。

従来、例えば、４０ｋｍの長距離伝送に採用する２５ギガボーレートのＮＲＺ（Non-Return-to Zero）の光送信機では、光受信機側にＡＰＤ（Avalanche Photodiode）やＳＯＡ(Semiconductor Optical Amplifier)を搭載している。光信号の信号品質を高める機能を光受信機に備えることで、光信号を伝送する光伝送路に許容されるロスバジェットを確保している。

そこで、１波１００Ｇｂｐｓ（５０ギガボーレート）の光送信機では、例えば、４０ｋｍの長距離伝送を適用する場合に、従来のＮＲＺの光送信機と同様に光受信機側にＡＰＤやＳＯＡを搭載することも考えられる。しかしながら、１波１００Ｇｂｐｓ（５０ギガボーレート）の光送信機に対する光受信機では、従来のＮＲＺの光送信機に比較して高レートや多値化の影響でＮＲＺの光送信機に対する光受信機と同様の受信感度を確保することができない。従って、１波１００Ｇｂｐｓの光送信機では、光受信機側の構成を変更したとしても、従来のＮＲＺの光送信機のようなロスバジェットの要件を満たすことができないのが実情である。

そこで、１波１００Ｇｂｐｓ超え、かつ、多値変調振幅方式を採用した光送信機では、長距離伝送に適用する場合、変調器での光変調後の光信号を光増幅するＳＯＡを内蔵することで、ロスバジェットの要件を確保することが提案されている。

特開２０１５－１９８２６９号公報 特開２０１６－９８９７号公報 米国特許出願公開第２０２０／０３３６２１２号明細書 特開２０２０－５３４２３号公報 米国特許出願公開第２０２１／０２７３４０７号明細書

しかしながら、ＳＯＡを内蔵した多値振幅変調方式の光送信機では、ＳＯＡと、ＳＯＡの出力段の光部品との間で光結合変動が生じ、光結合変動を含む、ＳＯＡの光出力パワーが変動して信号品質が劣化してしまう。

一つの側面では、光出力パワーの変動を改善して信号品質の向上を図る光デバイス等を提供することを目的とする。

一つの態様の光デバイスは、生成部と、発光部と、変調部と、光増幅部と、電流源と、記憶部と、制御部とを有する。生成部は、多値振幅変調方式の電気信号を生成する。発光部は、レーザ光を発光する。変調部は、電気信号を用いてレーザ光を変調して光信号を出力する。光増幅部は、駆動電流に応じて、変調された光信号を光増幅する。電流源は、光増幅部に供給する駆動電流を調整する。記憶部は、光増幅部における光信号の入出力特性を、駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した。制御部は、光増幅部に供給する駆動電流の駆動電流値に応じた入出力特性を記憶部から読み出し、読み出した入出力特性に基づき、電気信号を制御する。

一つの側面によれば、光出力パワーの変動を改善して信号品質の向上を図る。

図１は、実施例１の光送信機の構成の一例を示す説明図である。 図２は、ＳＯＡ駆動電流毎のＳＯＡ利得カーブの一例を示す説明図である。 図３は、利得テーブルのテーブル内容の一例を示す説明図である。 図４は、ＳＯＡの初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。 図５は、パワー補償後のＳＯＡの光入出力特性におけるレベル０及びレベル３の光入力パワーを算出する際の説明図である。 図６は、パワー補償後のＳＯＡの光入出力特性におけるレベル０及びレベル３の光出力パワーを算出する際の説明図である。 図７は、光出力パワーのレベル間の振幅比を均等にするための光入力パワーを算出する際の説明図である。 図８は、パワー補償後の非線形歪補正後のＳＯＡの光入出力特性の一例を示す説明図である。 図９は、第１の補償処理に関わる光送信機の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施例２の光送信機の構成の一例を示す説明図である。 図１１は、ＳＯＡの初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。 図１２Ａは、ＬＤ出力及びＳＯＡ入力の関係の一例を示す説明図である。 図１２Ｂは、ＬＤ駆動電流対光出力パワーの特性の一例を示す説明図である。 図１３は、ＬＤ駆動電流変化前後の光波形例の一例を示す説明図である。 図１４は、パワー補償後の非線形歪補正後のＳＯＡの光入出力特性の一例を示す説明図である。 図１５は、第２の補償処理に関わる光送信機の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１６は、実施例３の光送信機の構成の一例を示す説明図である。 図１７は、第３の補償処理に関わる光送信機の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１８は、第４の補償処理に関わる光送信機の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１９は、比較例１の光送信機の構成の一例を示す説明図である。 図２０は、比較例１でのＳＯＡの初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。 図２１は、比較例２の光送信機の構成の一例を示す説明図である。 図２２は、比較例２でのＳＯＡの初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。 図２３は、比較例１でのパワー補償後のＳＯＡの光入出力特性の一例を示す説明図である。 図２４は、比較例２でのパワー補償後のＳＯＡの光入出力特性の一例を示す説明図である。

先ず、ＳＯＡを内蔵した光送信機において、ＳＯＡと、ＳＯＡの出力段に配置された光部品との間の光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消する比較例の光送信機について説明する。

＜比較例１＞
図１９は、比較例１の光送信機１００の構成の一例を示す説明図である。図１９に示す光送信機１００は、生成部１１１と、ＬＤ（Laser Diode）１１２と、変調器１１３と、ＳＯＡ１１４と、第１のレンズ１１５と、第２のレンズ１１６と、分岐部１１７と、を有する。更に、光送信機１００は、ＰＤ(Photo Diode)１１８と、電圧変換部１１９と、比較器１２０と、可変電流源１２２と、固定電流源１２３と、を有する。光送信機１００は、ＳＯＡ１１４と光ファイバ１０１との間の光部品に関わる光結合変動を解消すべく、ＳＯＡ１１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整するＳＯＡ電流帰還制御方式を採用している。

生成部１１１は、多値振幅変調方式の電気信号、例えば、ＰＡＭ４の駆動電圧を生成する。ＬＤ１１２は、レーザ光を発光する。変調器１１３は、ＰＡＭ４の駆動電圧を用いてレーザ光を変調して光信号を出力する、例えば、ＥＡ（Electro-Absorption）変調器である。ＳＯＡ１１４は、可変電流源１２２からのＳＯＡ駆動電流に応じて、変調器１１３で変調された光信号を光増幅する。第１のレンズ１１５は、ＳＯＡ１１４で光増幅された光信号を集光するレンズである。第２のレンズ１１６は、第１のレンズ１１５で集光された光信号を光ファイバ１０１内の光導波路に集光して出力するレンズである。分岐部１１７は、第１のレンズ１１５と第２のレンズ１１６との間に配置され、第１のレンズ１１５で集光された光増幅後の光信号の一部を分岐する。

ＰＤ１１８は、分岐部１１７にて分岐された光信号の一部をモニタ電流に光電変換する。電圧変換部１１９は、ＰＤ１１８で光電変換されたモニタ電流をモニタ電圧に変換する。比較器１２０は、電圧変換部１１９にて変換されたモニタ電圧に応じたモニタ電圧値と目標電圧値とを比較し、比較結果である差分信号を可変電流源１２２に設定する。尚、目標電圧値は、ＳＯＡ１１４の光信号の光出力パワーの目標電流値に応じた電圧値である。

可変電流源１２１は、差分信号に応じてＳＯＡ１１４の出力段の光結合変動を含む光出力パワーの変動が解消する方向にＳＯＡ１１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整する電流源である。固定電流源１２３は、ＬＤ１１２に供給する固定のＬＤ駆動電流を供給する電流源である。

図２０は、比較例１でのＳＯＡ１１４の初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。比較例１のＳＯＡ１１４は、ＳＯＡ１１４の光信号の光入力パワーに応じてＳＯＡ１１４の線形領域内で光増幅し、光増幅後の光信号の光出力パワーを出力する。光入力パワーは、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比がほぼ均等になる。光出力パワーも、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比が均等に近づく。ＳＯＡ１１４の光信号の光入力パワー及び光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近いことが望ましく、信号品質が良好な状態となる。

比較例１の光送信機１００は、光結合変動を含む光出力パワーの変動が解消するようにＳＯＡ１１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整し、調整後のＳＯＡ駆動電流をＳＯＡ１１４に供給する。その結果、ＳＯＡ１１４を内蔵する光送信機１００であっても、ＳＯＡ１１４を駆動制御して光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消して信号品質の向上を図ることができる。

尚、比較例１では、ＳＯＡ電流帰還制御方式でＳＯＡ１１４の光出力パワーの光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消する場合を例示したが、ＬＤ１１２の駆動電流を調整しても良く、その比較例２の構成について説明する。

＜比較例２＞
図２１は、比較例２の光送信機１００Ａの構成の一例を示す説明図である。尚、比較例１の光送信機１００と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。比較例１の光送信機１００と比較例２の光送信機１００Ａとが異なるところは、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消させるべく、ＳＯＡ１１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整する代わりに、ＬＤ１１２に供給するＬＤ駆動電流を調整する点にある。光送信機１００は、光結合変動を解消すべく、ＬＤ１１２に供給するＬＤ駆動電流を調整するＬＤ電流帰還制御方式を採用している。

光送信機１００Ａは、生成部１１１、ＬＤ１１２、変調器１１３、ＳＯＡ１１４、第１のレンズ１１５、第２のレンズ１１６、分岐部１１７、ＰＤ１１８、電圧変換部１１９の他に、比較器１２０Ａと、固定電流源１２２Ａと、可変電流源１２３Ａとを有する。

比較器１２０Ａは、モニタ電圧値と目標電圧値との比較結果である差分信号を可変電流源１２３Ａに設定する。可変電流源１２３Ａは、ＬＤ１１２に供給するＬＤ駆動電流を可変する電流源である。可変電流源１２３Ａは、比較器１２０Ａからの差分信号に応じて、ＳＯＡ１１４の出力段の光結合変動を含む光出力パワーの変動が解消する方向にＬＤ駆動電流を出力する。固定電流源１２２Ａは、ＳＯＡ１１４に供給する固定のＳＯＡ駆動電流を供給するための電流源である。

図２２は、比較例２でのＳＯＡ１１４の初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。比較例２のＳＯＡ１１４は、ＳＯＡ１１４の光信号の光入力パワーに応じてＳＯＡ１１４の線形領域内で光増幅し、光増幅後の光信号の光出力パワーを出力する。光入力パワーは、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比がほぼ均等になる。光出力パワーも、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比が均等に近づく。ＳＯＡ１１４の光信号の光入力パワー及び光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近いことが望ましく、信号品質が良好な状態である。

光送信機１００Ａは、光結合変動を含む光出力パワーの変動が解消するようにＬＤ１１２に供給するＬＤ駆動電流を調整し、調整後のＬＤ駆動電流をＬＤ１１２に供給する。その結果、ＳＯＡ１１４を内蔵する光送信機１００Ａであっても、ＬＤ１１２を駆動制御してＳＯＡ１１４への光入力パワーを調整することで、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消して信号品質の向上を図ることができる。

図２３は、比較例１でのパワー補償後のＳＯＡ１１４の光入出力特性の一例を示す説明図である。比較例１の光送信機１００では、ＳＯＡ１１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整し、調整後のＳＯＡ駆動電流をＳＯＡ１１４に供給することで、光出力パワーの変動を解消するパワー補償を実行することになる。パワー補償を実行した場合に、ＳＯＡ１１４の利得が変化することになるが、図２３に示すように、利得変化に伴い線形領域が変化する。その結果、線形領域と非線形領域との間の飽和領域を境に非線形歪で光出力パワーのレベル間の振幅比の不均等が大きくなるため、信号品質が劣化することになる。

図２４は、比較例２でのパワー補償後のＳＯＡ１１４の光入出力特性の一例を示す説明図である。比較例２の光送信機１００Ａでは、ＬＤ１１２に供給するＬＤ駆動電流を調整し、調整後のＬＤ駆動電流をＬＤ１１２に供給することで、光出力パワーの変動を解消するパワー補償を実行することになる。パワー補償を実行した場合に、ＬＤ１１２のレーザ光を調整してＳＯＡ１１４に入力する光信号の光入力パワーを調整することで、ＳＯＡ１１４の利得が変化することになるが、図２４に示すように、利得変化に伴い線形領域が変化する。その結果、線形領域と非線形領域との間の飽和領域を境に非線形歪で光出力パワーのレベル間の振幅比の不均等が大きくなるため、信号品質が劣化することになる。

そこで、光結合変動を含む光出力パワーの変動を補償しながら、非線形歪による光出力パワーのレベル間の振幅比を均等に近づけることができる光送信機が求められている。

以下、図面に基づいて、本願の開示する光デバイス及び光送信機の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

図１は、実施例１の光送信機１の構成の一例を示す説明図である。図１に示す光送信機１は、１波１００Ｇｂｐｓ（５０ギガボーレート）超える高レート、かつ、多値変調振幅方式であるＰＡＭ４を採用し、長距離の光伝送に適用した光送信機である。図１に示す光送信機１は、生成部１１と、ＬＤ(Laser Diode)１２と、変調器１３と、ＳＯＡ(Semiconductor Optical Amplifier)１４と、第１のレンズ１５と、第２のレンズ１６と、分岐部１７と、ＰＤ(Photo Diode)１８と、電圧変換部１９と、を有する。光送信機１は、比較器２０と、可変電流源２１と、電流モニタ２２と、固定電流源２３と、制御部２４と、利得テーブル２５と、を有する。光送信機１は、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消すべく、ＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整するＳＯＡ電流帰還制御方式を採用している。

生成部１１は、多値振幅変調方式の電気信号、例えば、ＰＡＭ４の駆動電圧を生成する。ＬＤ１２は、レーザ光を発光する発光部である。変調器１３は、ＰＡＭ４の駆動電圧を用いてレーザ光を変調して光信号を出力する、例えば、ＥＡ変調器やＭＺ（Mach Zender）変調器等の変調部である。ＳＯＡ１４は、可変電流源２１からのＳＯＡ駆動電流に応じて、変調された光信号を光増幅する光増幅部である。第１のレンズ１５は、ＳＯＡ１４で光増幅された光信号を集光するレンズである。第２のレンズ１６は、第１のレンズ１５で集光された光信号を光ファイバ２内の光導波路に集光して出力するレンズである。分岐部１７は、第１のレンズ１５と第２のレンズ１６との間に配置され、第１のレンズ１５で集光された光増幅後の光信号の一部を分岐する。

ＰＤ１８は、分岐部１７にて分岐された光信号の一部をモニタ電流に光電変換する。電圧変換部１９は、ＰＤ１８で光電変換されたモニタ電流をモニタ電圧に変換する。比較器２０は、電圧変換部１９にて変換されたモニタ電圧に相当するモニタ電圧値と目標電圧値とを比較し、比較結果である差分信号を可変電流源２１に設定する。尚、目標電圧値は、ＳＯＡ１４の光信号の光出力パワーの目標電流値に応じた電圧値である。ＰＤ１８、電圧変換部１９及び比較器２０は、分岐された光信号の一部をモニタするモニタ部である。

可変電流源２１は、差分信号に応じてＳＯＡ１４の出力段の光結合変動を含む光出力パワーの変動が解消する方向にＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整する電流源である。電流モニタ２２は、可変電流源２１からのＳＯＡ駆動電流の駆動電流値をモニタし、駆動電流値を制御部２４に通知する。固定電流源２３は、ＬＤ１２に供給する固定のＬＤ駆動電流を供給する電流源である。尚、ＬＤ１２、変調器１３及びＳＯＡ１４は、１個のチップ３０Ａで構成するものとする。

制御部２４は、ＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流電流の駆動電流値に応じた利得カーブに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間の振幅比を均等に近づけるように駆動電圧を生成するための設定値を算出し、算出した設定値を生成部１１に設定する。つまり、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間の振幅比が均等に近づくことで、レベル間のアイが均等に近づくため、信号品質の向上を図ることができる。

利得テーブル２５は、ＳＯＡ１４のＳＯＡ駆動電流の駆動電流値毎にＳＯＡ１４の利得カーブを管理する記憶部である。図２は、ＳＯＡ駆動電流毎のＳＯＡ利得カーブの一例を示す説明図、図３は、利得テーブル２５のテーブル内容の一例を示す説明図である。

光送信機１では、図２に示すようにＳＯＡ１４の駆動電流値毎にＳＯＡ１４の入出力特性である利得カーブを予め準備しておく。そして、光送信機１では、ＳＯＡ駆動電流に応じた駆動電流値毎に利得カーブを利得テーブル２５内に事前に記憶している。

図３に示す利得テーブル２５は、ＳＯＡ１４の駆動電流値毎にＳＯＡ１４の利得カーブを管理している。利得カーブは、図中の駆動電流値毎の縦一列のデータである。制御部２４は、電流モニタ２２で現在のＳＯＡ１４の駆動電流値（ＳＯＡ駆動電流モニタ値）を検出した場合、駆動電流値（ＳＯＡ駆動電流モニタ値）に応じた利得カーブを利得テーブル２５から読み出す。

制御部２４は、電流モニタ２２で検出したＳＯＡ駆動電流モニタ値に応じた利得カーブが利得テーブル２５内にない場合、ＳＯＡ駆動電流モニタ値に近似する駆動電流値に応じた利得カーブを利得テーブル２５から読み出すものとする。尚、制御部２４は、ＳＯＡ駆動電流モニタ値に応じた利得カーブが利得テーブル２５内にない場合、ＳＯＡ駆動電流モニタ値に近似する上位２位の駆動電流値に対応する２個の利得カーブを読み出す。そして、制御部２４は、読み出した２個の利得カーブを線形補間して現在の駆動電流値に対応した利得カーブを生成しても良い。また、利得テーブル２５は、ＳＯＡ１４の駆動電流値を誤差が無視できる程度に分解能を細かくして駆動電流値の単位を細かくして駆動電流値毎の利得カーブを準備しても良く、適宜変更可能である。

制御部２４は、読み出した利得カーブ、光入力パワーの振幅、光入力パワーの平均パワーを算出する。制御部２４は、利得カーブ、光入力パワーの振幅及び平均パワーに基づき、ＳＯＡ１４の光信号である光出力パワーのレベル間の振幅比が均等に近づく光入力パワーを生成する駆動電圧を生成部１１で生成させるための設定値を算出する。

図４は、ＳＯＡ１４の初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。ＳＯＡ１４は、図４に示す通り、ＳＯＡ１４の光信号の光入力パワーに応じてＳＯＡ１４の線形領域内で光増幅し、光増幅後の光信号の光出力パワーを出力する。光入力パワーは、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比が均等に近づく。光出力パワーも、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比が均等に近づく。ＳＯＡ１４の光信号の光入力パワー及び光出力パワーのレベル間振幅比がほぼ均等であることが望ましく、信号品質が良好な状態にある。

図５は、パワー補償後のＳＯＡ１４の光入出力特性におけるレベル０及びレベル３の光入力パワーを算出する際の説明図である。制御部２４は、光入力パワーの振幅（OMAin）及び、光入力パワーの平均パワー（Pin(ave)）を取得する。制御部２４は、光入力パワーの振幅（OMAin）及び光入力パワーの平均パワー（Pin(ave)）を（数１）に代入することで、レベル０の光入力パワー(Lv0in)及びレベル３の光入力パワー(Lv3in)を算出する。

図６は、パワー補償後のＳＯＡの光入出力特性におけるレベル０及びレベル３の光出力パワーを算出する際の説明図である。制御部２４は、ＳＯＡ駆動電流値に応じた利得カーブを読み出す。更に、制御部２４は、読み出した利得カーブに基づき、レベル０の光入力パワー(Lv0in)及びレベル３の光入力パワー(Lv3in)を（数２）に代入することで、レベル０の光出力パワー(Lv0out)及びレベル３の光出力パワー(Lv3out)を算出する。ここで、ｆはＳＯＡ駆動電流に応じたＳＯＡの入出力特性を表す関数であり、ある光入力パワー（Ｐｉｎ）に対する光出力パワー（Ｐｏｕｔ）はｆ（Ｐｉｎ）で表される。

更に、制御部２４は、レベル０の光出力パワー(Lv0out)及びレベル３の光出力パワー(Lv3out)を（数３）に代入することで、光出力パワーの振幅（OMAout）を算出する。

図７は、光出力パワーのレベル間の振幅比を均等に近づけるための光入力パワーを算出する際の説明図である。制御部２４は、レベル０の光出力パワー(Lv0out)及び光出力パワーの振幅（OMAout）を（数４）に代入することで、レベル間振幅比が均等に近づくレベル１の光出力パワー(Lv1out’)及びレベル２の光出力パワー(Lv2out’)を算出する。

制御部２４は、レベル間振幅比が均等に近づくレベル１及びレベル２の光出力パワーを（数５）に代入する。つまり、制御部２４は、入出力特性の逆関数で、レベル間振幅比が均等に近づく光出力パワーに対応したレベル１の光入力パワー(Lv1in’)及びレベル２の光入力パワー(Lv2in’)を算出する。

制御部２４は、レベル間振幅比が均等に近づく光出力パワーに対応したレベル１及びレベル２の光入力パワーを（数６）に代入することで、レベル間振幅比が均等に近づく光出力パワーに対応した変調器１３に入力するレベル１及びレベル２の駆動電圧を算出する。つまり、制御部２４は、変調器１３で駆動電圧に応じて変調する光信号の入出力特性が線形の場合、ＳＯＡ１４の入力光波形と変調器１３の駆動電圧波形のアイバランスは同じである。従って、制御部２４は、ＳＯＡ１４の入力光波形のLv1in、Lv1inと同じ比率で駆動電圧波形のレベル１の駆動電圧(V1)及びレベル２の駆動電圧(V2)を生成するように生成部１１を制御することになる。また、制御部２４は、変調器１３で駆動電圧に応じて変調する光信号の入出力特性が線形でない場合、変調器１３の入出力特性の逆関数により、設定電圧を求め、生成部１１を制御することになる。

図８は、パワー補償後の非線形歪補正後のＳＯＡの光入出力特性の一例を示す説明図である。制御部２４は、（数６）で算出した駆動電圧の設定値を生成部１１に設定した後、ＳＯＡ１４のパワー補償後の光入力パワーのレベル間振幅比が異なるものの、ＳＯＡ１４の光増幅後のパワー補償後の光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づく。その結果、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償できる。

図９は、第１の補償処理に関わる光送信機１の処理動作の一例を示すフローチャートである。尚、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償する第１の補償処理は、対向側の光受信機との通信中に継続して実行するものとする。光送信機１内の比較器２０は、比較器２０の差分信号に基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーの変動を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１）。尚、光出力パワーの変動とは、ＳＯＡ１４と光ファイバ２との間の光部品に関わる光結合変動を含む光出力パワーの変動である。比較器２０は、光出力パワーの変動を検出した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、比較器２０の差分信号に基づき、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消する方向にＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流を可変電流源２１に設定する（ステップＳ１２）。その結果、光送信機１は、ＳＯＡ駆動電流に応じてＳＯＡ１４を駆動制御することで、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消できる。

比較器２０は、光出力パワーの変動を解消するためのＳＯＡ駆動電流を設定した後、光出力パワー変動を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ１１に移行する。光送信機１内の制御部２４は、光出力パワーの変動を検出したのでない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、電流モニタ２２から現在のＳＯＡ駆動電流に相当するＳＯＡ駆動電流値を取得する（ステップＳ１３）。

制御部２４は、現在のＳＯＡ駆動電流値に応じたＳＯＡ１４の利得カーブを利得テーブル２５から取得し（ステップＳ１４）、取得した利得カーブ、ＳＯＡ１４の光入力パワーの振幅、光入力パワーの平均パワーを算出する（ステップＳ１５）。

制御部２４は、ＳＯＡ１４の利得カーブ、ＳＯＡ１４の光入力パワーの振幅、平均パワーに基づき、光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づくように光入力パワーを生成するための駆動電圧に相当する設定値を算出する（ステップＳ１６）。更に、制御部２４は、算出した設定値を生成部１１に設定し（ステップＳ１７）、ＳＯＡ１４の光出力パワーの変動を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ１１の処理に戻る。つまり、生成部１１は、ＳＯＡ１４の光信号の光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づくように、変調器１３に印加する駆動電圧を生成する。そして、変調器１３は、駆動電圧に応じてレーザ光を光変調して光信号をＳＯＡ１４に出力する。そして、ＳＯＡ１４は、ＳＯＡ駆動電流に応じて光増幅し、光増幅後のレベル間振幅比が均等に近づく光出力パワーを出力することになる。その結果、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を解消することで信号品質の向上を図ることができる。

実施例１の光送信機１は、ＳＯＡ駆動電流に応じた入出力特性（利得カーブ）を利得テーブル２５から読み出し、読み出した利得カーブに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーの各レベルのレベル間振幅比を均等に近づけるための駆動電圧を生成するように生成部１１を制御する。その結果、光送信機１は、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。

光送信機１は、ＳＯＡ駆動電流に応じた利得カーブ、ＳＯＡ１４の光入力パワーの振幅及びＳＯＡ１４の各レベルの平均パワーに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間振幅比を均等に近づけるための駆動電圧を生成するように生成部１１を制御する。その結果、光送信機１は、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。

光送信機１は、ＰＤ１８のモニタ値に基づき、ＳＯＡ１４へのＳＯＡ駆動電流を調整する。その結果、光送信機１では、光結合変動を含む光出力パワー（光出力強度）の変動を解消できる。

光送信機１では、ＳＯＡ１４の非線形性による光出力波形歪みを補償して信号品質を担保しながら、光出力パワーの光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消できる。ＳＯＡ１４の非線形歪を補償することで線形度の低い高利得条件でＳＯＡ１４が使用可能となり、光出力パワーの高出力化を実現できる。

ＰＤ１８は、光送信機１内になくても良く、例えば、光送信機１の対向側の光受信機や中継機内にあっても良く、適宜変更可能である。

尚、実施例１の光送信機１は、ＳＯＡ１４の駆動電流を調整して光結合変動を補償しながら、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づく駆動電圧を生成させるように生成部１１を制御する場合を例示した。しかしながら、ＳＯＡ１４の駆動電流の代わりに、ＬＤ１２の駆動電流を調整して光結合変動を補償しても良く、その場合の実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。

図１０は、実施例２の光送信機１Ａの構成の一例を示す説明図である。尚、実施例１の光送信機１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１０に示す光送信機１Ａは、生成部１１、ＬＤ１２、変調器１３、ＳＯＡ１４、第１のレンズ１５、第２のレンズ１６、分岐部１７、ＰＤ１８及び電圧変換部１９を有する。更に、光送信機１Ａは、比較器２０と、固定電流源３１と、可変電流源３２と、電流モニタ３３と、制御部２４Ａと、利得テーブル２５Ａとを有する。光送信機１Ａは、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消すべく、ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流を調整するＬＤ電流帰還制御方式を採用している。

比較器２０は、モニタ電圧値と目標電圧値との比較結果である差分信号を可変電流源３２に設定する。可変電流源３２は、差分信号に応じてＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流を可変する電流源である。固定電流源３１は、ＳＯＡ１４に供給する固定のＳＯＡ駆動電流を供給する電流源である。

制御部２４Ａは、ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流に応じた、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間の振幅比が均等に近づく駆動電圧を生成部１１で生成するための設定値を算出し、算出した設定値を生成部１１に設定する。つまり、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間の振幅比を均等に近づけることで、レベル間のアイが均等に近づくため、信号品質の向上を図ることができる。利得テーブル２５Ａは、ＬＤ駆動電流値毎にＳＯＡ１４の利得カーブを管理するテーブルである。

光送信機１Ａでは、ＬＤ駆動電流値に応じたＳＯＡ駆動電流値毎にＳＯＡ１４の入出力特性である利得カーブを予め準備しておく。そして、光送信機１Ａでは、ＳＯＡ駆動電流に応じた駆動電流値毎にＳＯＡ１４の利得カーブを利得テーブル２５Ａ内に事前に記憶している。

利得テーブル２５Ａは、ＳＯＡ駆動電流値毎にＳＯＡ１４の利得カーブを管理している。制御部２４Ａは、電流モニタ３３で現在のＬＤ駆動電流値を検出した場合、ＬＤ駆動電流値に応じたＳＯＡ駆動電流値に対応する利得カーブであるＳＯＡ１４の入出力に関わる光信号である光入力パワー及び光出力パワーを利得テーブル２５Ａから読み出す。制御部２４Ａは、読み出した利得カーブ、光入力パワーの振幅及び平均パワーを算出する。制御部２４Ａは、利得カーブ、光入力パワーの振幅及び平均パワーに基づき、ＳＯＡ１４の光信号である光出力パワーのレベル間の振幅比が均等に近づく光入力パワーを生成するための駆動電圧を生成部１１で生成させるための設定値を算出する。

図１１は、ＳＯＡ１４の初期設定時の光入出力特性の一例を示す説明図である。ＳＯＡ１４は、図１１に示す通り、ＳＯＡ１４の光信号の光入力パワーに応じてＳＯＡ１４の線形領域内で光増幅し、光増幅後の光信号の光出力パワーを出力する。光入力パワーは、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比がほぼ均等になる。光出力パワーも、例えば、レベル０，レベル１、レベル２、レベル３の４段階のレベル間の振幅比がほぼ均等になる。ＳＯＡ１４の光信号の光入力パワー及び光出力パワーのレベル間振幅比がほぼ均等であることが望ましく、信号品質が良好な状態にある。

図１２Ａは、ＬＤ出力及びＳＯＡ入力の関係の一例を示す説明図である。図１２Ａに示すＬＤ１２の光出力はＬＤ出力（ＰLD）、ＳＯＡ１４の光入力である光入力パワーはＳＯＡ入力(Ｐin)である。

図１２Ｂは、ＬＤ駆動電流対光出力パワーの特性の一例を示す説明図である。ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流値がＩLD1からＩLD2に増加した場合にＬＤ光出力がＰLD1からＰLD2に増加する。制御部２４Ａは、（数７）でＬＤ光出力を算出する。尚、ＬＤ１２は個体毎に製品誤差や環境誤差があるため係数ｋ、ｍを使用する。

図１３は、ＬＤ駆動電流変化前後の光波形例の一例を示す説明図である。ＬＤ駆動電流値がＩLD1からＩLD2に増加した場合に図中左側の光波形から図中右側の光波形に変化する。つまり、光入力パワーの振幅が大きくなる。制御部２４Ａは、ＬＤ光出力ＰLD1及びＬＤ光出力ＰLD2を（数８）に代入することで、ＬＤ駆動電流変化後の光入力パワーの平均パワーave’を算出する。

制御部２４Ａは、ＬＤ光出力ＰLD1及びＬＤ光出力ＰLD2や変化後の光入力パワーの平均パワーave’を（数９）に代入することで、ＬＤ駆動電流変化後の光入力パワーの振幅OMA’を算出する。

制御部２４Ａは、レベル０の光入力パワー（L）、レベル３の光入力パワー（H）及び光入力パワーの平均パワーに基づき、消光比（E.R.）を算出する。

制御部２４Ａは、変化後のＬＤ駆動電流値に対応する利得カーブ、ＬＤ駆動電流変化後の光入力パワーの平均パワーave’及び振幅OMA’に基づき、ＳＯＡ１４の入出力特性に対する光入力パワーを算出する。尚、本実施例では、（数８）及び（数９）に基づき、ＬＤ駆動電流変化後の光入力パワーの平均パワーave’及び振幅OMA’を算出する場合を例示したが、事前に準備したルックアップテーブルで記憶しておいても良く、適宜変更可能である。

図１４は、パワー補償後の非線形歪補正後のＳＯＡの光入出力特性の一例を示す説明図である。制御部２４Ａは、算出した光入力パワーに対応する駆動電圧の設定値を生成部１１に設定した後、ＳＯＡ１４のパワー補償後の光入力パワーのレベル間振幅比が異なるものの、ＳＯＡ１４の光増幅後のパワー補償後の光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づく。その結果、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償できる。

図１５は、第２の補償処理に関わる光送信機１Ａの処理動作の一例を示すフローチャートである。尚、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償する第２の補償処理は、対向側の光受信機との通信中に継続して実行するものとする。光送信機１Ａ内の比較器２０は、比較器２０の差分信号に基づき、光出力パワーの変動を検出したか否かを判定する（ステップＳ２１）。尚、光出力パワーの変動とは、ＳＯＡ１４と光ファイバ２との間の光部品に関わる光結合変動を含む光出力パワーの変動である。比較器２０は、比較器２０の差分信号に基づき、光結合変動を含む光出力パワーの変動を検出した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、光出力パワーの変動を解消する方向にＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流を可変電流源３２に設定する（ステップＳ２２）。その結果、光送信機１Ａは、ＬＤ駆動電流に応じてＬＤ１２を駆動制御してＳＯＡ１４の光入力パワーを変動させることで、光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消できる。

比較器２０は、光出力パワーの変動を解消するためのＬＤ駆動電流を設定した後、光出力パワー変動を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ２１に移行する。光送信機１Ａ内の制御部２４Ａは、光出力パワーの変動を検出したのでない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、電流モニタ３３から現在のＬＤ駆動電流値及びＳＯＡ駆動電流値を取得する（ステップＳ２３）。尚、ＳＯＡ駆動電流値は固定値である。

制御部２４Ａは、取得した現在のＬＤ駆動電流値からＳＯＡ１４への光信号の光入力パワーの振幅及び平均パワーを算出する（ステップＳ２４）。更に、制御部２４Ａは、現在のＳＯＡ駆動電流値に応じたＳＯＡ１４の利得カーブを利得テーブル２５Ａから取得し（ステップＳ２５）、取得した利得カーブ、ＳＯＡ１４の光入力パワーの振幅、光入力パワーの平均パワーを算出する（ステップＳ２６）。

制御部２４Ａは、ＳＯＡ１４の利得カーブ、ＳＯＡ１４の光入力パワーの振幅、平均パワーに基づき、光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づくように光入力パワーを生成するための駆動電圧に相当する設定値を算出する（ステップＳ２７）。更に、制御部２４Ａは、算出した設定値を生成部１１に設定し（ステップＳ２８）、光出力パワーの変動を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ２１の処理に戻る。つまり、生成部１１は、ＳＯＡ１４の光信号の光出力パワーのレベル間振幅比が均等に近づくように、変調器１３に印加する駆動電圧を生成する。そして、変調器１３は、駆動電圧に応じてレーザ光を光変調して光信号をＳＯＡ１４に出力する。そして、ＳＯＡ１４は、ＳＯＡ駆動電流に応じて光増幅し、光増幅後のレベル間振幅比が均等に近づく光出力パワーを出力することになる。その結果、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を解消することで信号品質の向上を図ることができる。

実施例２の光送信機１Ａは、ＬＤ駆動電流に応じたＳＯＡ１４の利得カーブを利得テーブル２５Ａから読み出す。光送信機１Ａは、読み出したＳＯＡ１４の利得カーブに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間振幅比を均等に近づけるための駆動電圧を生成するように生成部１１を制御する。その結果、光送信機１Ａは、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。

光送信機１Ａは、ＬＤ駆動電流に応じたＳＯＡ１４、ＳＯＡ１４の光入力パワーの振幅及びＳＯＡ１４の各レベルの平均パワーに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーの各レベルのレベル間振幅比を均等に近づけるための駆動電圧を生成するように生成部１１を制御する。その結果、光送信機１Ａは、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。

光送信機１Ａは、ＰＤ１８の電流モニタ値に基づき、ＬＤ１２へのＬＤ駆動電流を調整する。その結果、光送信機１Ａでは、光結合変動を含む光出力パワー（光出力強度）の変動を解消できる。

尚、第１の補償処理及び第２の補償処理を併用しても良く、その実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。

図１６は、実施例３の光送信機１Ｂの構成の一例を示す説明図である。尚、実施例１（実施例２）の光送信機１（１Ａ）と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１６に示す光送信機１Ｂは、ＬＤ電力変化量及びＳＯＡ電力変化量に基づき、第１の補償処理又は第２の補償処理を切替実行する。図１６に示す光送信機１Ｂは、生成部１１、ＬＤ１２、変調器１３、ＳＯＡ１４、第１のレンズ１５、第２のレンズ１６、分岐部１７、ＰＤ１８、電圧変換部１９及び比較器２０を有する。光送信機１Ｂは、電流制御部４１と、第１の可変電流源４２と、第１の電流モニタ４３と、第２の可変電流源４４と、第２の電流モニタ４５と、制御部２４Ｂと、利得テーブル２５Ｂとを有する。

比較器２０は、電圧変換部１９にて変換されたモニタ電圧値と目標電圧値とを比較し、比較結果である差分信号を電流制御部４１に設定する。第１の可変電流源４２は、差分信号に応じてＳＯＡ１４の出力段の光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消する方向にＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流を調整する。第１の電流モニタ４３は、第１の可変電流源４２からのＳＯＡ駆動電流値をモニタし、ＳＯＡ駆動電流値を制御部２４Ｂ及び電流制御部４１に通知する。制御部２４Ｂは、ＳＯＡ駆動電流値に応じてＳＯＡ電力変化量を算出する。ＳＯＡ電力変化量は正負の符号付で扱い、符号が負の場合、電力の低下として扱う。

第２の可変電流源４４は、ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流を調整する。第２の電流モニタ４５は、第２の可変電流源４４からのＬＤ駆動電流値をモニタし、ＬＤ駆動電流値を制御部２４Ｂ及び電流制御部４１に通知する。制御部２４Ｂは、ＬＤ駆動電流値に応じてＬＤ電力変化量を算出する。ＬＤ電力変化量は正負の符号付で扱い、符号が負の場合、電力の低下として扱う。

制御部２４Ｂは、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量の場合、ＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流値を調整して駆動電圧を生成する第１の補償処理を実行する。つまり、ＳＯＡ電力変化量に比較してＬＤ電力変化量が高い場合にはＳＯＡ１４のＳＯＡ駆動電流を調整する第１の補償処理を実行する。

電流制御部４１は、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量の場合、ＳＯＡ１４に供給するＳＯＡ駆動電流値を調整することで光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消する。

制御部２４Ｂは、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量でない場合、ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流値を調整して駆動電圧を生成する第２の補償処理を実行する。つまり、ＬＤ電力変化量に比較してＳＯＡ電力変化量が高い場合にはＬＤ１２のＬＤ駆動電流を調整する第２の補償処理を実行する。

電流制御部４１は、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量でない場合、ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流値を調整することで光結合変動を含む光出力パワーの変動を解消する。

図１７は、第３の補償処理に関わる光送信機１Ｂの処理動作の一例を示すフローチャートである。図１７において光送信機１Ｂ内の制御部２４Ｂは、現在のＬＤ駆動電流値及びＳＯＡ駆動電流値を取得する（ステップＳ３１）。制御部２４Ｂは、ＬＤ１２に供給するＬＤ駆動電流で光出力パワーの変動を補正する場合のＬＤ駆動電流値及びＬＤ電力変化量を算出する（ステップＳ３２）。

制御部２４Ｂは、光出力パワーの変動をＳＯＡ１４への駆動電流で補正す場合のＳＯＡ駆動電流値及びＳＯＡ電力変化量を算出する（ステップＳ３３）。制御部２４Ｂは、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。

制御部２４Ｂは、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量の場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、第１の補償処理を実行し（ステップＳ１０）、図１７に示す処理動作を終了する。

制御部２４Ｂは、ＬＤ電力変化量＞ＳＯＡ電力変化量でない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、第２の補償処理を実行し（ステップＳ２０）、図１７に示す処理動作を終了する。

実施例３の光送信機１Ｂは、ＬＤ駆動電流に応じたＳＯＡ１４の利得カーブを利得テーブル２５から読み出す。光送信機１Ｂは、読み出した利得カーブに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間振幅比を均等に近づけるための駆動電圧を生成するように生成部１１を制御する第２の補償処理を実行する。光送信機１Ｂは、ＳＯＡ駆動電流に応じたＳＯＡ１４の利得カーブを利得テーブル２５から読み出す。光送信機１Ｂは、読み出した利得カーブに基づき、ＳＯＡ１４の光出力パワーのレベル間振幅比を均等に近づけるための駆動電圧を生成するように生成部１１を制御する第１の補償処理を実行する。その結果、光送信機１Ｂは、第１の補償処理及び第２の補償処理を併用しながら、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。

光送信機１Ｂは、ＬＤ駆動電流に応じたＬＤ電力変化量がＳＯＡ駆動電流に応じたＳＯＡ電力変化量を超えた場合に第１の補償処理を実行すると共に、ＬＤ電力変化量がＳＯＡ電力変化量を超えた場合に第２の補償処理を実行する。その結果、ＬＤ１２及びＳＯＡ１４の内、電力変化量が低減できる方の補償処理を選択しながら、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。

尚、実施例３の光送信機１Ｂは、ＬＤ電力変化量及びＳＯＡ電力変化量に基づき、第１の補償処理又は第２の補償処理を切替実行する場合を例示した。しかしながら、ＳＯＡ駆動電流値に基づき、第１の補償処理又は第２の補償処理を切替実行しても良く、その実施の形態につき、実施例４として以下に説明する。尚、実施例３の光送信機１Ｂと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

制御部２４Ｂは、現在のＳＯＡ駆動電流値＜ＳＯＡ駆動電流上限値の場合、ＳＯＡ１４へのＳＯＡ駆動電流値を調整して駆動電圧を生成する第１の補償処理を実行する。尚、ＳＯＡ駆動電流上限値は、ＳＯＡ１４を駆動する駆動電流の上限値であり、素子の最大許容電流や、ショット雑音の許容量に基づき決定される値である。

制御部２４Ｂは、現在のＳＯＡ駆動電流値＜ＳＯＡ駆動電流上限値でない場合、ＬＤ１２へのＬＤ駆動電流値を調整して駆動電圧を生成する第２の補償処理を実行する。つまり、ＳＯＡ駆動電流値が上限値の場合はＬＤ１２の駆動電流を調整することになる。

図１８は、第４の補償処理に関わる光送信機１Ｃの処理動作の一例を示すフローチャートである。光送信機１Ｃ内の制御部２４Ｂは、現在のＳＯＡ駆動電流値を取得する（ステップＳ４１）。制御部２４Ｂは、現在のＳＯＡ駆動電流値＜ＳＯＡ駆動電流上限値であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。

制御部２４Ｂは、現在のＳＯＡ駆動電流値＜ＳＯＡ駆動電流上限値の場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、第１の補償処理を実行し（ステップＳ１０）、図１８に示す処理動作を終了する。

制御部２４Ｂは、現在のＳＯＡ駆動電流値＜ＳＯＡ駆動電流上限値でない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、ＳＯＡ駆動電流値が上限値を超えているものと判断し、第２の補償処理を実行し（ステップＳ２０）、図１８に示す処理動作を終了する。

実施例４の光送信機１Ｃは、ＳＯＡ駆動電流が上限値未満の場合に第１の補償処理を実行すると共に、ＳＯＡ駆動電流が上限値以上の場合に第２の補償処理を実行する。その結果、ＳＯＡ駆動電流値が上限値であるか否かを判定しながら、ＳＯＡ１４の非線形歪による光出力波形歪を補償することで信号品質の向上を図る。しかも、より増幅効率の高い方の補償処理を使用する。

尚、説明の便宜上、多値振幅変調方式の信号としてＰＡＭ４を例示したが、ＰＡＭ４に限定されるものではなく、例えば、ＰＡＭ６、ＰＡＭ８等にも適用可能であることは言うまでもない。

本実施例の光送信機１からの光信号を受信する光受信機でも、ＡＰＤやＳＯＡを内蔵することで、より一層、長距離伝送のロスバジェットの要件を満たすことができる。また、光送信機１では、ＬＤ１２、変調器１３及びＳＯＡ１４を１個のチップ３０Ａで構成する場合を例示したが、１個のチップにしなくても良く、適宜変更可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 光送信機
１１ 生成部
１２ ＬＤ
１３ 変調器
１４ ＳＯＡ
１７ 分岐部
１８ ＰＤ
１９ 電圧変換部
２０ 比較器
２１ 可変電流源
２４、２４Ａ 制御部
２５、２５Ａ 利得テーブル
３１ 固定電流源
３２ 可変電流源

Claims (11)

1. 多値振幅変調方式の電気信号を生成する生成部と、
   レーザ光を発光する発光部と、
   前記電気信号を用いて前記レーザ光を変調して光信号を出力する変調部と、
   駆動電流に応じて、変調された前記光信号を光増幅する光増幅部と、
   前記光増幅部に供給する前記駆動電流を調整する電流源と、
   前記光増幅部における前記光信号の入出力特性を、前記駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した記憶部と、
   前記光増幅部に供給する前記駆動電流の駆動電流値に応じた前記入出力特性を前記記憶部から読み出し、読み出した前記入出力特性に基づき、前記電気信号を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする光デバイス。
2. 前記制御部は、
   前記駆動電流値に応じた前記入出力特性、前記光増幅部の入力信号の振幅及び前記光増幅部の入力信号の各レベルの平均パワーに基づき、前記光増幅部の出力信号の前記多値振幅変調方式の各レベルのレベル間振幅比を均等に近づける前記電気信号を生成するように前記生成部を制御することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記光増幅部にて光増幅後の前記光信号の一部を分岐する分岐部と、
   分岐された前記光信号の一部をモニタするモニタ部と、を備え、
   前記電流源は、
   前記モニタ部のモニタ値が目標値になるように前記光増幅部に供給する前記駆動電流を調整することを特徴とする請求項２に記載の光デバイス。
4. 多値振幅変調方式の電気信号を生成する生成部と、
   第１の駆動電流に応じてレーザ光を発光する発光部と、
   前記電気信号を用いて前記レーザ光を変調して光信号を出力する変調部と、
   第２の駆動電流に応じて、変調された前記光信号を光増幅する光増幅部と、
   前記発光部に供給する前記第１の駆動電流を調整する第１の電流源と、
   前記光増幅部に供給する前記第２の駆動電流を調整する第２の電流源と、
   前記光増幅部における前記光信号の入出力特性を、前記第１の駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した記憶部と、
   前記第１の駆動電流の前記駆動電流値に応じた前記入出力特性を前記記憶部から読み出し、読み出した前記入出力特性に基づき、前記電気信号を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする光デバイス。
5. 前記制御部は、
   前記第１の駆動電流の駆動電流値に応じた前記入出力特性、前記光増幅部の入力信号の振幅及び前記光増幅部の入力信号の各レベルの平均パワーに基づき、前記光増幅部の出力信号の各レベルのレベル間振幅比を均等に近づける前記電気信号を生成するように前記生成部を制御することを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
6. 前記光増幅部にて光増幅後の前記光信号の一部を分岐する分岐部と、
   分岐された前記光信号の一部をモニタするモニタ部と、を備え、
   前記第１の電流源は、
   前記モニタ部のモニタ値が目標値になるように前記発光部に供給する前記第１の駆動電流を調整することを特徴とする請求項５に記載の光デバイス。
7. 前記光増幅部における前記光信号の入出力特性を、前記第１の駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶すると共に、前記光増幅部における前記光信号の入出力特性を、前記第２の駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した記憶部を有し、
   前記制御部は、
   前記第１の駆動電流の駆動電流値に応じた前記入出力特性を前記記憶部から読み出し、読み出した前記入出力特性に基づき、前記光増幅部の出力信号の各レベルのレベル間振幅比を均等に近づける前記電気信号を生成するように前記生成部を制御する第２の補償処理又は、前記第２の駆動電流の駆動電流値に応じた前記入出力特性を前記記憶部から読み出し、読み出した前記入出力特性に基づき、前記光増幅部の出力信号の各レベルのレベル間振幅比を均等に近づける前記電気信号を生成するように前記生成部を制御する第１の補償処理の何れか一方の処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
8. 前記制御部は、
   前記発光部に供給する前記第１の駆動電流に応じた第１の電力変化量が前記光増幅部に供給する前記第２の駆動電流に応じた第２の電力変化量を超えた場合に前記第１の補償処理を実行すると共に、前記第１の電力変化量が前記第２の電力変化量以下の場合に前記第２の補償処理を実行することを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。
9. 前記制御部は、
   前記光増幅部に供給する前記第２の駆動電流が上限値未満の場合に前記第１の補償処理を実行すると共に、前記第２の駆動電流が前記上限値以上の場合に前記第２の補償処理を実行することを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。
10. 光信号を送信する光送信機であって、
    多値振幅変調方式の電気信号を生成する生成部と、
    レーザ光を発光する発光部と、
    前記電気信号を用いて前記レーザ光を変調して光信号を出力する変調部と、
    駆動電流に応じて、変調された前記光信号を光増幅する光増幅部と、
    前記光増幅部にて光増幅後の前記光信号の一部を分岐する分岐部と、
    分岐された前記光信号の一部をモニタするモニタ部と、
    前記モニタ部のモニタ値に基づき、前記光増幅部への前記駆動電流を調整する電流源と、
    前記光増幅部における前記光信号の入出力特性を、前記駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した記憶部と、
    前記光増幅部に供給する前記駆動電流の駆動電流値に応じた前記入出力特性を前記記憶部から読み出し、読み出した前記入出力特性に基づき、前記電気信号を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする光送信機。
11. 光信号を送信する光送信機であって、
    多値振幅変調方式の電気信号を生成する生成部と、
    第１の駆動電流に応じてレーザ光を発光する発光部と、
    前記電気信号を用いて前記レーザ光を変調して光信号を出力する変調部と、
    第２の駆動電流に応じて、変調された前記光信号を光増幅する光増幅部と、
    前記光増幅部にて光増幅後の前記光信号の一部を分岐する分岐部と、
    分岐された前記光信号の一部をモニタするモニタ部と、
    前記モニタ部のモニタ値に基づき、前記発光部に供給する前記第１の駆動電流を調整する第１の電流源と、
    前記光増幅部に供給する前記第２の駆動電流を調整する第２の電流源と、
    前記光増幅部における前記光信号の入出力特性を、前記第１の駆動電流の駆動電流値毎に予め記憶した記憶部と、
    前記第１の駆動電流の前記駆動電流値に応じた前記入出力特性を前記記憶部から読み出し、読み出した前記入出力特性に基づき、前記電気信号を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする光送信機。

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