JP3171956B2 - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/504—Laser transmitters using direct modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/564—Power control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光送信器に関し、特にレ
ーザダイオードの特性の傾斜の変化の自動的な補償を行
うことのできる光送信器に関する。
ーザダイオードの特性の傾斜の変化の自動的な補償を行
うことのできる光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザダイオードの特性の傾斜の変化は
しきい値より上の駆動電流を持つ出力光パワーの変化で
あり、これは温度の変化および経過時間と共に発生す
る。光ファイバ送信に対して、傾斜変化補償回路は送信
された光信号の一定の消光率を維持するために使用され
なければならない。
しきい値より上の駆動電流を持つ出力光パワーの変化で
あり、これは温度の変化および経過時間と共に発生す
る。光ファイバ送信に対して、傾斜変化補償回路は送信
された光信号の一定の消光率を維持するために使用され
なければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特性の傾斜の変化の補
償は、光出力対駆動電流特性の傾斜の変化（レーザ照射
モード内）を“測定”するために光搬送波に低周波数の
リップルを重ねることによって行われることができる。
リップルは、傾斜変化を補償するためにフィードバッ
ク、フィードフォワード、またはフィードバックおよび
フィードフォワードの組合せ構造内において背面監視光
ダイオードによって検出される。このリップルを使用す
る方法は、レーザ光出力対駆動電流特性が直線性である
ことを前提とするものであり、高電流部分においては特
性に非直線性を発生しやすく、非直線性が生じると狭い
範囲のリップルによる変化ではその変化範囲の特性の傾
斜が得られるだけで特性全体の傾斜を正確に決定するこ
とができない欠点がある。別の方法として背面監視光ダ
イオードからのデジタル光信号をピーク検出し、それら
の各基準電圧とデジタル“１”および“０”を比較する
方法も知られている。
償は、光出力対駆動電流特性の傾斜の変化（レーザ照射
モード内）を“測定”するために光搬送波に低周波数の
リップルを重ねることによって行われることができる。
リップルは、傾斜変化を補償するためにフィードバッ
ク、フィードフォワード、またはフィードバックおよび
フィードフォワードの組合せ構造内において背面監視光
ダイオードによって検出される。このリップルを使用す
る方法は、レーザ光出力対駆動電流特性が直線性である
ことを前提とするものであり、高電流部分においては特
性に非直線性を発生しやすく、非直線性が生じると狭い
範囲のリップルによる変化ではその変化範囲の特性の傾
斜が得られるだけで特性全体の傾斜を正確に決定するこ
とができない欠点がある。別の方法として背面監視光ダ
イオードからのデジタル光信号をピーク検出し、それら
の各基準電圧とデジタル“１”および“０”を比較する
方法も知られている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によると、レーザ
ダイオードと、レーザダイオードの出力光信号を検出す
るために配置された光検出器と、この光検出器の交流出
力信号から得られた平均光信号パワーを表している電圧
信号と、第１の予め定められたレベルに対応した電圧と
を比較してその差に応じてレーザダイオードに与えられ
るバイアス電流を調節して前記第１の予め定められたレ
ベルにレーザダイオードからの光信号の平均パワー出力
を維持するように制御する第１の制御ループと、光検出
器の検出した交流出力信号に基づいてレーザダイオード
に与えられる変調電流を調節して第２の予め定められた
レベルでレーザダイオードからの交流光信号パワーが維
持するように制御する第２の制御ループとを具備して、
レーザダイオードの特性の傾斜変化の自動的な補償を行
う光送信器において、第２の制御ループは光検出器から
受信された信号を増幅する差動増幅器を具備し、光検出
器の両端の端子から取出された交流信号はこの差動増幅
器の差動入力にそれぞれ結合されて共通モード雑音を最
小にするとように差動増幅され、第２の制御ループにお
ける変調電流の調節は、連続的な増幅および整流によっ
て検出器の交流出力信号から得られた交流光信号パワー
の平均値と第２の予め定められたレベルとの間のエラー
信号に応じてレーザダイオードに供給される変調電流を
制御することによって行われることを特徴とする光送信
器が提供される。
ダイオードと、レーザダイオードの出力光信号を検出す
るために配置された光検出器と、この光検出器の交流出
力信号から得られた平均光信号パワーを表している電圧
信号と、第１の予め定められたレベルに対応した電圧と
を比較してその差に応じてレーザダイオードに与えられ
るバイアス電流を調節して前記第１の予め定められたレ
ベルにレーザダイオードからの光信号の平均パワー出力
を維持するように制御する第１の制御ループと、光検出
器の検出した交流出力信号に基づいてレーザダイオード
に与えられる変調電流を調節して第２の予め定められた
レベルでレーザダイオードからの交流光信号パワーが維
持するように制御する第２の制御ループとを具備して、
レーザダイオードの特性の傾斜変化の自動的な補償を行
う光送信器において、第２の制御ループは光検出器から
受信された信号を増幅する差動増幅器を具備し、光検出
器の両端の端子から取出された交流信号はこの差動増幅
器の差動入力にそれぞれ結合されて共通モード雑音を最
小にするとように差動増幅され、第２の制御ループにお
ける変調電流の調節は、連続的な増幅および整流によっ
て検出器の交流出力信号から得られた交流光信号パワー
の平均値と第２の予め定められたレベルとの間のエラー
信号に応じてレーザダイオードに供給される変調電流を
制御することによって行われることを特徴とする光送信
器が提供される。
【０００５】
【実施例】最初に図１を参照すると、レーザダイオード
10は温度または時間により生じた変化を補償された光出
力対駆動電流特性の傾斜を有することが必要である。レ
ーザダイオード10を通って流れる全電流はＩである。こ
れはバイアス電流Ｉｂ（通常しきい値電流Ｉｔにおい
て）と、Ｉｂとピーク光パワーＰpeakに対応した電流と
の間でそれ自身切替わる交流変調電流Ｉmod とを合計し
た電流である。
10は温度または時間により生じた変化を補償された光出
力対駆動電流特性の傾斜を有することが必要である。レ
ーザダイオード10を通って流れる全電流はＩである。こ
れはバイアス電流Ｉｂ（通常しきい値電流Ｉｔにおい
て）と、Ｉｂとピーク光パワーＰpeakに対応した電流と
の間でそれ自身切替わる交流変調電流Ｉmod とを合計し
た電流である。
【０００６】背面モニタ光ダイオード12の出力信号は、
一定の平均電力Ｐmeanおよび消光率を維持するためにル
ープ１によるバイアス電流の制御とループ２による変調
電流の制御の両方に対して使用される。制御ループ１
は、レーザダイオード10のバイアス電流Ｉｂを調節する
ことによって一定の平均パワーＰを維持するために使用
される。変調を制御する制御ループ２が正しく動作して
いる場合、バイアス電流はレーザダイオードのしきい値
電流Ｉｔに等しい。
一定の平均電力Ｐmeanおよび消光率を維持するためにル
ープ１によるバイアス電流の制御とループ２による変調
電流の制御の両方に対して使用される。制御ループ１
は、レーザダイオード10のバイアス電流Ｉｂを調節する
ことによって一定の平均パワーＰを維持するために使用
される。変調を制御する制御ループ２が正しく動作して
いる場合、バイアス電流はレーザダイオードのしきい値
電流Ｉｔに等しい。
【０００７】通常の変調下における背面モニタ光ダイオ
ード12からの出力信号Ｉphは、レーザダイオード10の出
力パワーを表す交流信号である。交流の出力信号Ｉphは
並列に接続されたトランスインピーダンス増幅器14に交
流的に結合される。増幅器14は終端抵抗Ｒを備え、その
両端には平均光パワー出力Ｐmeanを表す直流電圧信号Ｖ
1 が発生される。この電圧信号Ｖ1 はレーザダイオード
の平均光パワーの基準電圧である電圧Ｖref 1 と比較さ
れる。比較によりエラー信号ΔＶ1 が得られた場合に
は、このエラー信号ΔＶ1 はパターン化効果のためにバ
イアス電流Ｉｂが変化しないようにするために大きい積
分時間（秒のオーダーの時定数τ1 ）を有する高利得の
トランスコンダクタンス増幅器16に供給される。トラン
スコンダクタンス増幅器16で増幅された信号はトランス
コンダクタンス増幅器16に後続して配置されたローパス
フィルタ回路18で濾波されてバイアス電流Ｉｂをレーザ
ダイオード10に供給する。
ード12からの出力信号Ｉphは、レーザダイオード10の出
力パワーを表す交流信号である。交流の出力信号Ｉphは
並列に接続されたトランスインピーダンス増幅器14に交
流的に結合される。増幅器14は終端抵抗Ｒを備え、その
両端には平均光パワー出力Ｐmeanを表す直流電圧信号Ｖ
1 が発生される。この電圧信号Ｖ1 はレーザダイオード
の平均光パワーの基準電圧である電圧Ｖref 1 と比較さ
れる。比較によりエラー信号ΔＶ1 が得られた場合に
は、このエラー信号ΔＶ1 はパターン化効果のためにバ
イアス電流Ｉｂが変化しないようにするために大きい積
分時間（秒のオーダーの時定数τ1 ）を有する高利得の
トランスコンダクタンス増幅器16に供給される。トラン
スコンダクタンス増幅器16で増幅された信号はトランス
コンダクタンス増幅器16に後続して配置されたローパス
フィルタ回路18で濾波されてバイアス電流Ｉｂをレーザ
ダイオード10に供給する。
【０００８】上述した背面モニタ光ダイオード12からの
交流信号Ｉphはそれに含まれる“共通モード”信号を最
小にするために差動的に構成されたトランスインピーダ
ンス増幅器14に供給される。すなわち、光ダイオード12
の両端の端子は差動増幅器14の差動入力に結合されて２
つの差動入力から入力された共通モードの雑音信号は差
動増幅により消去される。差動増幅器14の差動出力は高
速ＡＣ・ＤＣ変換器20（整流器）に供給されて整流さ
れ、フィルタ21において積分およびフィルタ処理されて
て平均交流光パワーを表す電圧出力Ｖ2 を生成する。こ
の電圧Ｖ2 はレーザダイオードの“平均”交流光パワー
の基準電圧である電圧Ｖref 2 と比較される。比較によ
り得られたエラー信号ΔＶ2 は、パターン化効果による
変動を有する可能性があるのでパターン化効果による変
調電流の変化を阻止するために大きい積分時間（秒のオ
ーダーの時定数τ2 ）を有する高利得のトランスコンダ
クタンス増幅器22に供給される。トランスコンダクタン
ス増幅器22から出力された直流変調電流Ｉmod´はＤＡ
ＴＡおよび、または／ＤＡＴＡ信号と共にミキサ回路24
に供給され、それにより混合された出力交流変調電流Ｉ
mod がレーザダイオード10に供給される。
交流信号Ｉphはそれに含まれる“共通モード”信号を最
小にするために差動的に構成されたトランスインピーダ
ンス増幅器14に供給される。すなわち、光ダイオード12
の両端の端子は差動増幅器14の差動入力に結合されて２
つの差動入力から入力された共通モードの雑音信号は差
動増幅により消去される。差動増幅器14の差動出力は高
速ＡＣ・ＤＣ変換器20（整流器）に供給されて整流さ
れ、フィルタ21において積分およびフィルタ処理されて
て平均交流光パワーを表す電圧出力Ｖ2 を生成する。こ
の電圧Ｖ2 はレーザダイオードの“平均”交流光パワー
の基準電圧である電圧Ｖref 2 と比較される。比較によ
り得られたエラー信号ΔＶ2 は、パターン化効果による
変動を有する可能性があるのでパターン化効果による変
調電流の変化を阻止するために大きい積分時間（秒のオ
ーダーの時定数τ2 ）を有する高利得のトランスコンダ
クタンス増幅器22に供給される。トランスコンダクタン
ス増幅器22から出力された直流変調電流Ｉmod´はＤＡ
ＴＡおよび、または／ＤＡＴＡ信号と共にミキサ回路24
に供給され、それにより混合された出力交流変調電流Ｉ
mod がレーザダイオード10に供給される。
【０００９】レーザダイオードの特性は時間およびまた
は温度により、特に図２に示されたようにレーザダイオ
ードの特性の傾斜（すなわちしきい値より上の出力光パ
ワー対駆動電流特性の傾斜）またはその直線性が変化す
る。
は温度により、特に図２に示されたようにレーザダイオ
ードの特性の傾斜（すなわちしきい値より上の出力光パ
ワー対駆動電流特性の傾斜）またはその直線性が変化す
る。
【００１０】最初に、正しい消光率を有している特性１
に一致するようにＶref 1 およびＶref 2 だけを使用し
てレーザダイオード10の平均光パワーＰmeanおよび変調
電流Ｉmod が設定される。その後においてＩＭ1 からＩ
Ｍ2 まで変調電流の増加を必要とするために特性が傾斜
特性２に変化した場合、平均パワーを制御する制御ルー
プ１は一定の出力電力を維持するように制御するため
に、結果的にバイアス電流をしきい値より上の値に増加
させる。これは交流光パワーを低下させ、その結果、整
流器（高速ＡＣ・ＤＣ変換器20）の出力から得られる
“交流パワー”電圧Ｖ2 を減少させ、結果的にエラー信
号ΔＶ2 を増加させる。したがって、レーザダイオード
に供給された変調電流Ｉmod はエラー信号を減少するよ
うに要求量まで増加し、それによって正しい交流光信号
パワーを維持する。
に一致するようにＶref 1 およびＶref 2 だけを使用し
てレーザダイオード10の平均光パワーＰmeanおよび変調
電流Ｉmod が設定される。その後においてＩＭ1 からＩ
Ｍ2 まで変調電流の増加を必要とするために特性が傾斜
特性２に変化した場合、平均パワーを制御する制御ルー
プ１は一定の出力電力を維持するように制御するため
に、結果的にバイアス電流をしきい値より上の値に増加
させる。これは交流光パワーを低下させ、その結果、整
流器（高速ＡＣ・ＤＣ変換器20）の出力から得られる
“交流パワー”電圧Ｖ2 を減少させ、結果的にエラー信
号ΔＶ2 を増加させる。したがって、レーザダイオード
に供給された変調電流Ｉmod はエラー信号を減少するよ
うに要求量まで増加し、それによって正しい交流光信号
パワーを維持する。
【００１１】レーザダイオード特性が僅かな非直線性を
示した場合、交流制御ループ２は特性曲線のしきい値Ｉ
ｔからピークパワーまでの範囲のレーザダイオードの特
性の傾斜の全体について積分することによって変調電流
に対する直線的な近似値を提供する。これは消光率を少
し悪化させる。両制御ループにおいて時定数は入力され
るデータの時間的変化に比較して長いことが必要であ
り、最適な動作には２つの制御ループの時定数（τ1 と
τ2 ）の間に最適な時間差が存在している。
示した場合、交流制御ループ２は特性曲線のしきい値Ｉ
ｔからピークパワーまでの範囲のレーザダイオードの特
性の傾斜の全体について積分することによって変調電流
に対する直線的な近似値を提供する。これは消光率を少
し悪化させる。両制御ループにおいて時定数は入力され
るデータの時間的変化に比較して長いことが必要であ
り、最適な動作には２つの制御ループの時定数（τ1 と
τ2 ）の間に最適な時間差が存在している。
【００１２】このようにして交流および平均光パワーが
最適な消光率を得るためにに比較されるのではなく、低
い周波数のリップルまたはピーク検出を使用せずに温度
およびまたは時間によるレーザダイオードの傾斜の変化
の補償が行われる。交流光信号パワーは傾斜の減少を指
示するために使用される。
最適な消光率を得るためにに比較されるのではなく、低
い周波数のリップルまたはピーク検出を使用せずに温度
およびまたは時間によるレーザダイオードの傾斜の変化
の補償が行われる。交流光信号パワーは傾斜の減少を指
示するために使用される。
【００１３】上記の説明は、光ファイバ伝送システムに
おける使用のためのレーザダイオードに関するものであ
る。しかしながら、光マイクロ波副搬送波通信に使用さ
れる送信器にもレーザダイオードを使用することが要望
されるようになりつつあり、その場合には特性の傾斜の
変化の補償が必要である。図１を参照にして説明された
構造はこのような変調を使用しないマイクロ波で使用す
るには適していない。その理由は背面モニタ光ダイオー
ド12の帯域幅が限定されており広くできないたのためで
あり、動作周波数が高くなりビット速度が増加するほど
この問題は顕著になる。小さいマイクロ波信号がレーザ
ダイオードの特性の直線部分で変調されるアナログ送信
器として光送信器が使用される場合には、図１の場合の
ように背面モニタ光ダイオードを利用することが可能で
ある。
おける使用のためのレーザダイオードに関するものであ
る。しかしながら、光マイクロ波副搬送波通信に使用さ
れる送信器にもレーザダイオードを使用することが要望
されるようになりつつあり、その場合には特性の傾斜の
変化の補償が必要である。図１を参照にして説明された
構造はこのような変調を使用しないマイクロ波で使用す
るには適していない。その理由は背面モニタ光ダイオー
ド12の帯域幅が限定されており広くできないたのためで
あり、動作周波数が高くなりビット速度が増加するほど
この問題は顕著になる。小さいマイクロ波信号がレーザ
ダイオードの特性の直線部分で変調されるアナログ送信
器として光送信器が使用される場合には、図１の場合の
ように背面モニタ光ダイオードを利用することが可能で
ある。
【００１４】図３は、光マイクロ波副搬送波通信に使用
することができる本発明の光送信器第２の実施例のブロ
ック図である。図３に示されるようにレーザダイオード
10の出力は光ファイバ結合器30の入力に結合され、この
光ファイバ結合器30はレーザダイオード10の出力信号で
ある入力光の小部分を分岐して取出し、それを例えば30
ＧＨｚで動作することのできる装置のような非常に高い
周波数のマイクロ波ＰＩＮ光ダイオード32に供給する。
したがって、高い周波数においても特性の傾斜は非常に
正確に補償することができる。レーザダイオード光出力
の残りの部分は出力34において結合器30から取出して利
用することができる。ＰＩＮ光ダイオード32の出力は前
の図１の実施形態と同様に２つの制御ループに供給され
る。すなわち、直流情報はローパスフィルタ34を含むル
ープ１に供給され、直流（平均電力）動作点の設定に使
用される基準電圧Ｖr 1 と比較される。比較により得ら
れたエラー信号ΔＶ1 はトランスコンダクタンス増幅器
36に供給されてバイアス電流Ｉｂ´を生成し、このバイ
アス電流Ｉｂ´がフィルタ38でローパスフィルタ処理さ
れてそれにより得られたバイアス電流Ｉｂがレーザダイ
オード10に供給される。
することができる本発明の光送信器第２の実施例のブロ
ック図である。図３に示されるようにレーザダイオード
10の出力は光ファイバ結合器30の入力に結合され、この
光ファイバ結合器30はレーザダイオード10の出力信号で
ある入力光の小部分を分岐して取出し、それを例えば30
ＧＨｚで動作することのできる装置のような非常に高い
周波数のマイクロ波ＰＩＮ光ダイオード32に供給する。
したがって、高い周波数においても特性の傾斜は非常に
正確に補償することができる。レーザダイオード光出力
の残りの部分は出力34において結合器30から取出して利
用することができる。ＰＩＮ光ダイオード32の出力は前
の図１の実施形態と同様に２つの制御ループに供給され
る。すなわち、直流情報はローパスフィルタ34を含むル
ープ１に供給され、直流（平均電力）動作点の設定に使
用される基準電圧Ｖr 1 と比較される。比較により得ら
れたエラー信号ΔＶ1 はトランスコンダクタンス増幅器
36に供給されてバイアス電流Ｉｂ´を生成し、このバイ
アス電流Ｉｂ´がフィルタ38でローパスフィルタ処理さ
れてそれにより得られたバイアス電流Ｉｂがレーザダイ
オード10に供給される。
【００１５】ＰＩＮ光ダイオードの出力信号中の交流情
報はハイパスフィルタ40で直流情報と分離されて交流変
調電流Ｉm を生成し、この交流変調電流Ｉm は低雑音の
広帯域増幅器42に供給されるする。広帯域増幅器42から
出力された交流変調電圧Ｖm は整流器44で整流され、直
流の変調電圧Ｖm を生成し、それはローパスフィルタ46
でローパスフィルタ処理されて電圧Ｖ2 を生成し、それ
はマイクロ波変調指数（デジタルパルスの場合の変調の
深さ）を設定するために使用される基準電圧Ｖr 2 と比
較される。比較の結果得られたエラー信号ΔＶ2 は高速
マイクロ波トランスコンダクタンス増幅器48に供給さ
れ、直流変調電流Ｉmod´を生成する。この直流変調電
流Ｉmod´は信号入力（デジタルパルスまたはマイクロ
波）と共にミキサ回路50に供給され、混合により得られ
た出力変調電流Ｉmod はバイアス電流Ｉｂと共にレーザ
ダイオード10に供給される。
報はハイパスフィルタ40で直流情報と分離されて交流変
調電流Ｉm を生成し、この交流変調電流Ｉm は低雑音の
広帯域増幅器42に供給されるする。広帯域増幅器42から
出力された交流変調電圧Ｖm は整流器44で整流され、直
流の変調電圧Ｖm を生成し、それはローパスフィルタ46
でローパスフィルタ処理されて電圧Ｖ2 を生成し、それ
はマイクロ波変調指数（デジタルパルスの場合の変調の
深さ）を設定するために使用される基準電圧Ｖr 2 と比
較される。比較の結果得られたエラー信号ΔＶ2 は高速
マイクロ波トランスコンダクタンス増幅器48に供給さ
れ、直流変調電流Ｉmod´を生成する。この直流変調電
流Ｉmod´は信号入力（デジタルパルスまたはマイクロ
波）と共にミキサ回路50に供給され、混合により得られ
た出力変調電流Ｉmod はバイアス電流Ｉｂと共にレーザ
ダイオード10に供給される。
【００１６】ファイバ結合器30は交流および直流制御ル
ープ（それぞれループ２および１）に含まれ、マイクロ
波変調指数（変調の深さ）および平均パワーは最初に室
温で設定され、送信されたパワー変化がフィードバック
ループに与えられたパワー変化を追跡する場合に、ルー
プはファイバ結合器の温度変化を補償する。図４は特性
の傾斜の変化の効果を図２と別の方法で示している。図
４はレーザダイオードの特性の傾斜の変化（傾斜１と２
との間）によるデジタルまたはマイクロ波信号の変調の
深さまたは指数の変化を示す。楕円60および61は交流光
信号を表す。傾斜１の動作条件下で最適な消光率が設定
される。傾斜が傾斜２へ変化し、光送信器が平均パワー
制御ループだけを有する場合、平均電力は一定に保持さ
れる。したがって、固定されたＩmod により交流光信号
は示されたように60から61に減少されなければならな
い。このような条件下で一定の（最適な）消光率を維持
するためにＩmod は示されたような新しいＩmod に変化
しなければならない。マイクロ波副搬送波用として使用
される場合は、光ダイオードがレーザパッケージの外側
にあるので、図３はシングルエンドの設計を示している
ことに留意する必要がある。
ープ（それぞれループ２および１）に含まれ、マイクロ
波変調指数（変調の深さ）および平均パワーは最初に室
温で設定され、送信されたパワー変化がフィードバック
ループに与えられたパワー変化を追跡する場合に、ルー
プはファイバ結合器の温度変化を補償する。図４は特性
の傾斜の変化の効果を図２と別の方法で示している。図
４はレーザダイオードの特性の傾斜の変化（傾斜１と２
との間）によるデジタルまたはマイクロ波信号の変調の
深さまたは指数の変化を示す。楕円60および61は交流光
信号を表す。傾斜１の動作条件下で最適な消光率が設定
される。傾斜が傾斜２へ変化し、光送信器が平均パワー
制御ループだけを有する場合、平均電力は一定に保持さ
れる。したがって、固定されたＩmod により交流光信号
は示されたように60から61に減少されなければならな
い。このような条件下で一定の（最適な）消光率を維持
するためにＩmod は示されたような新しいＩmod に変化
しなければならない。マイクロ波副搬送波用として使用
される場合は、光ダイオードがレーザパッケージの外側
にあるので、図３はシングルエンドの設計を示している
ことに留意する必要がある。
【００１７】上記の説明から明らかなように、本発明の
構成はピーク検出を使用するのではなく、交流情報信号
が平均された“整流された”交流パワーの指示を得るた
めに整流され、したがってこの整流された交流パワーは
傾斜の減少を示すために使用される。この整流は修正さ
れた長いテール対（示されていない）または類似の構造
を使用する等の手段により通常のピーク検出構造におい
て使用されるようなダイオードを使用せずに行われるこ
とができる。通常のピーク検出構造ではダイオードの電
圧降下の問題があり、このダイオードの電圧降下は低い
信号レベルで最大の吸光比でエラーを与えるおそれがあ
る。
構成はピーク検出を使用するのではなく、交流情報信号
が平均された“整流された”交流パワーの指示を得るた
めに整流され、したがってこの整流された交流パワーは
傾斜の減少を示すために使用される。この整流は修正さ
れた長いテール対（示されていない）または類似の構造
を使用する等の手段により通常のピーク検出構造におい
て使用されるようなダイオードを使用せずに行われるこ
とができる。通常のピーク検出構造ではダイオードの電
圧降下の問題があり、このダイオードの電圧降下は低い
信号レベルで最大の吸光比でエラーを与えるおそれがあ
る。
【００１８】上記の構造はレーザダイオードが冷却され
ない場合、したがって特性の傾斜の制御が重要な役割を
果たす場合において特に有効である。しかしながら、本
発明はレーザダイオードが冷却される場合にも使用さ
れ、したがって傾斜は時間の変化（レーザダイオードの
経年変化）を補償するため適度に一定である。
ない場合、したがって特性の傾斜の制御が重要な役割を
果たす場合において特に有効である。しかしながら、本
発明はレーザダイオードが冷却される場合にも使用さ
れ、したがって傾斜は時間の変化（レーザダイオードの
経年変化）を補償するため適度に一定である。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図。
【図２】駆動電流による光出力パワーの２つの変化を示
したグラフ。
したグラフ。
【図３】本発明の第２の実施例のブロック図。
【図４】レーザダイオードの傾斜変化によるデジタルま
たはマイクロ波信号の変調の深さまたは変調指数の変化
を示したグラフ。
たはマイクロ波信号の変調の深さまたは変調指数の変化
を示したグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パスカリノ・マイケル・ビソッチ イギリス国、イーエヌ１・１ピーエック ス、ミドルセックス、エンフィールド、 フォーザーリンハム・ロード 89 (56)参考文献 特開 平２−210903（ＪＰ，Ａ) 米国特許4399566（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開296427（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H01S 5/068
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザダイオード(10)と、 レーザダイオード(10)の出力光信号を検出するために配
置された光検出器(12)と、前記光検出器(12)の交流出力信号から得られた平均光信
号パワーを表している電圧信号（Ｖ 1 ）と、第１の予め
定められたレベルに対応した電圧（Ｖ ref ）とを比較し
てその差（ΔＶ 1 ）に応じてレーザダイオード(10)に与
えられるバイアス電流（Ｉ b ）を調節して前記第１の予
め定められたレベルにレーザダイオード(10)からの光信
号の平均パワー出力を維持するように制御する 第１の制
御ループ(1) と、光検出器(12)の検出した交流出力信号に基づいてレーザ
ダイオード(10)に与えられる変調電流（Ｉ mod ）を調節
して第２の予め定められたレベルでレーザダイオード(1
0)からの交流光信号パワーが維持するように制御する 第
２の制御ループ(2) とを具備して、レーザダイオード(1
0)の特性の傾斜変化の自動的な補償を行う光送信器にお
いて、前記第２の制御ループ(2) は前記光検出器(12)から受信
された信号を増幅する差動増幅器(14)を具備し、前記光
検出器(12)の両端の端子から取出された交流信号はこの
差動増幅器(14)の差動入力にそれぞれ結合されて共通モ
ード雑音を最小にするとように差動増幅され、 第２の制御ループ(2) における 変調電流の調節は、連続
的な増幅(14)および整流(20)によって検出器の交流出力
信号から得られた交流光信号パワーの平均値（Ｖ 2 ）と
第２の予め定められたレベル（Ｖ ref2 ）との間のエラー
信号（ΔＶ 2 ）に応じてレーザダイオードに供給される
変調電流を制御することによって行われることを特徴と
する光送信器。 - 【請求項２】 第１の制御ループ(1) はさらに第１の制
御ループにおいて行われる比較の結果生じたエラー信号
（ΔＶ 1 ）が供給される高利得のトランスコンダクタン
ス増幅器(16)を具備し、このトランスコンダクタンス増
幅器(16)の出 力がバイアス電流（Ｉ b ）を構成している
請求項１記載の光送信器。 - 【請求項３】 前記トランスコンダクタンス増幅器(16)
の出力はこの増幅器(16)に後続するフィルタ回路(18)を
介してレーザダイオードに供給される請求項２記載の光
送信器。 - 【請求項４】 前記差動増幅器(14)はトランスインピー
ダンス増幅器(14)として構成され、それに後続して交流
直流変換器(20)が配置され、これらの増幅器(14)および
交流直流変換器(20)によって前記増幅および整流が行わ
れる請求項１記載の光送信器。 - 【請求項５】 前記トランスインピーダンス増幅器(14)
は終端抵抗（Ｒ）を具備し、第１の制御ループ(1) にお
いて使用される平均光パワーを表している電圧信号は、
このトランスインピーダンス増幅器(14)の終端抵抗
（Ｒ）から得られる請求項４記載の光送信器。 - 【請求項６】 第２の制御ループ(2) において行われる
第２の予め定められたレベル（Ｖ ref2 ）との比較の結果
生じたエラー信号（ΔＶ 2 ）は各高利得のトランスコン
ダクタンス増幅器(22)に供給され、レーザダイオード(1
0)に供給される変調信号が生成される請求項４または５
記載の光送信器。 - 【請求項７】 レーザダイオード(10)の出力は光ファイ
バ結合器(30)の入力に供給され、出力信号の小部分が光
ファイバ結合器(30)の１つの出力から取出されて光検出
器(32)に供給され、出力信号の残りの部分は別の出力(3
4)から送信のために取出される請求項１乃至６のいずれ
か１項記載の光送信器。 - 【請求項８】 光マイクロ波副搬送波通信のための送信
器として構成され、光検出器(32)は非常に高い周波数用
のＰＩＮ光ダイオードで構成されている請求項７記載の
光送信器。
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