JP5029689B2

JP5029689B2 - 光送信装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP5029689B2
Application number: JP2009508823A
Authority: JP
Inventors: 健一中本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: US8249465B2; US20090324255A1; WO2008126276A1; JPWO2008126276A1

Description

本発明は、光通信で使用される光送信装置およびその制御方法に関し、特に、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）システムに好適な光送信装置の光出力パワーを制御するための技術に関する。

近年のデータトラフィックの増加に伴い、長距離かつ高速大容量の光通信が必須となり、ＷＤＭネットワークの構築が進んでいる。このＷＤＭネットワークでは、異なる波長に対応した多数の光送信装置が必要であり、光送信装置の在庫や品種の管理が煩雑なものとなる。波長可変光源や半導体レーザ（ＬＤ）アレイ光源などを用いた光送信装置は、在庫や品種の削減に有効なキーデバイスである。特に、下記の特許文献１などに示されている光源と電界吸収（Electro-absorption）型光変調器（以下、ＥＡ変調器とする）と一体化した光送信装置は小型化に有効であり、ＸＦＰ（10Gbit/s small Form-factor Pluggable）等の規格に準拠したプラガブルモジュールに搭載する小型ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）用として有望である。なお、プラガブルとは、光伝送器のスロットに対して通電状態のまま光モジュールの抜き差しが可能なことを意味する。

上記のような光送信装置を用いた光通信システムでは、システムの安定性という観点より、光送信装置の平均光出力パワーを一定にする必要がある。しかし、小型ＴＯＳＡ用の光送信装置においては、実装スペースの関係で、光出力パワーをモニタするための光検出器（以下、モニタＰＤとする）を搭載することが困難である。このため、モニタＰＤの代替手段として、例えば、下記の特許文献２，３においては、ＥＡ変調器での光吸収で生じた光電流（以下、ＥＡ光電流とする）を使用した光出力パワーのモニタ手法が提案されている。具体的には、光源とＥＡ変調器を一体化した光送信装置において、ＥＡ光電流の平均値をモニタし、該モニタ値が予め設定した基準値で一定になるように光源の駆動電流またはＥＡ変調器のバイアス電圧（以下、ＥＡバイアスとする）を制御することで、光出力パワーを一定に制御している。

また、光源とＥＡ変調器を一体化した光送信装置の制御全般に関する従来技術としては、例えば下記の特許文献４〜７に記載された技術が知られている。具体的に、特許文献４には、ＬＤアレイ光源とＥＡ変調器を有する光送信装置において、光源の発振波長とＥＡ変調器のバンドギャップ波長との差が一定になるように、温度制御およびＥＡバイアス制御を行うことが示されている。特許文献５には、波長可変光源とＥＡ変調器を有する光送信装置において、波長可変時の温度変化による光出力パワーの変動をなくして安定化させるため、光源のバックパワーモニタによる自動パワー制御（Automatic Power Control：ＡＰＣ）に加えて、ＥＡ変調器の出力を分岐してモニタし、その結果に応じてＥＡバイアスをフィードバック制御する技術が示されている。特許文献６には、波長可変光源とＥＡ変調器を一体化した光送信装置において、光源の駆動電流を変調信号に応じて変化させ、ＥＡ変調器で生じるチャープと逆のチャープを光源に与えることで、チャープを相殺して長距離伝送を実現することが示されている。特許文献７には、光源とＥＡ変調器を有する光送信装置において、光出力の光周波数変動量が最適となるように、ＥＡ変調器の駆動条件を調整することが示されている。
特許第２８９１７４１号公報特許第２６１６２０６号公報特開２０００−２９２７５６号公報特開２００１−１４４３６７号公報特開２００１−３３３０２０号公報特許第３４５３４０６号公報特許第３３３３１３３号公報

ところで、前述したような波長可変光源やＬＤアレイ光源とＥＡ変調器とを有する従来の光送信装置について、ＥＡ光電流を用いた光出力パワーのモニタ手法を適用した場合、例えば、図１０に示すようなＥＡ変調器の消光特性の波長依存性により、図１１に示すようにＥＡ光電流も波長に応じて変動することになる。なお、図中のλ１，λ２，λ３は、ＥＡ変調器に入力される光の波長を示しており、ここではλ１＜λ２＜λ３としている。このため、従来技術のようにすべての波長に共通なＥＡ光電流の基準値を用いて光源の駆動電流を制御すると、光源の光出力パワー（ＥＡ変調器の光入力パワー）が波長に応じて変動し、その結果、図１２に示すようにＥＡ変調器の光出力パワーが変動する。この光出力パワーの変動は、ＥＡ変調器に入力される光の波長可変範囲が広いほど大きくなり、光送信装置の光出力パワー変動として許容できなくなるという問題点がある。

また、上記のようなＥＡ光電流のモニタに基づいたフィードバック制御の適用時における光出力パワー変動は、ＥＡ光電流の波長依存性だけでなく、例えばＥＡ光電流の温度依存性によっても生じる。すなわち、図１３に示すようなＥＡ変調器の消光特性の温度依存性により、図１４に示すようにＥＡ光電流も温度（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）に応じて変動するため、すべての温度に共通なＥＡ光電流の基準値を用いて光源の駆動電流を制御すると、光源の光出力パワーが温度に応じて変動し、その結果、図１５に示すようにＥＡ変調器の光出力パワーが変動するようになり、上記波長依存性の場合と同様の問題が生じる。

なお、前述した従来技術を組み合わせにより、ＥＡ光電流をモニタし、そのモニタ値が一定となるようにＥＡバイアスを制御することで、光送信装置の光出力パワー変動を抑圧することは可能である。しかし、特許文献４，６，７にも記載されているようにＥＡバイアスはチャープを制御するパラメータであり、長距離伝送を実現するためには適したチャープ特性が得られるようにＥＡバイアスを制御する必要がある。例えば、８０ｋｍを越すような長距離伝送では、光出力パワー変動を抑圧するようにＥＡバイアスの制御を行うと、チャープ特性の変化により伝送劣化を引き起こす可能性がある。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、光源とＥＡ変調器を有する光送信装置について、ＥＡ光電流を用いて光出力パワーをモニタする場合でも光源の波長等の変化による光出力パワーの変動を確実に抑圧できる制御技術を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の光送信装置は、光源および該光源から出力される光を変調する電界吸収型光変調器を有する光送信部と、前記電界吸収型光変調器での光吸収で生じた光電流のモニタ値に基づいて、前記光送信部からの光出力パワーが一定になるように前記光送信部を制御する制御部と、を備え、該制御部は、前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性に応じて設定される波長毎に異なる光電流の基準値のうちの前記光源の波長に対応した光電流の基準値を用い、該基準値に対する前記モニタ値の差に応じて前記光送信部を制御するよう構成される。

上記のような構成の光送信装置では、ＥＡ光電流のモニタ値に基づいて光出力パワーを一定に制御するとき、ＥＡ光電流の波長依存性に応じて波長毎に異なる光電流の基準値を設定しておき、該光電流の基準値のうちから光源の波長に対応した基準値を選択し、その基準値に対するモニタ値の差に応じて光送信部の光出力パワーがフィードバック制御される。

また、本発明による光送信装置の制御方法は、光源から出力される光を電界吸収型光変調器に与えて変調する光送信装置について、前記電界吸収型光変調器での光吸収で生じた光電流をモニタし、該光電流のモニタ値に基づいて、前記光送信装置の光出力パワーが一定になるように前記光送信装置を制御する方法であって、前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性に応じて波長毎に異なる光電流の基準値を設定し、該設定した波長毎に異なる光電流の基準値のうちの前記光源の波長に対応した光電流の基準値を用い、該基準値に対する前記モニタ値の差に応じて前記光送信装置を制御する。

上記のような本発明の光送信装置およびその制御方法によれば、ＥＡ光電流の波長依存性に応じて波長毎に異なる基準値を設定し、ＥＡ光電流のモニタ値に基づいた光送信装置のフィードバック制御を行う際に光源の波長に対応した基準値を用いるようにしたことで、光源の波長の変化による光出力パワーの変動を確実に抑圧することが可能になる。

本発明の第１実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。上記第１実施形態における光源およびＥＡ変調器の具体的な構成例を示す断面図である。上記第１実施形態におけるメモリの記憶情報の一例を示す図である。ＥＡ変調器の光吸収量と波長の関係の一例を示す図である。上記第１実施形態における光出力パワー変動の抑圧効果を示す図である。本発明の第２実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。ＥＡ変調器の光電流のバイアス電圧依存性を示す図である。本発明の第３実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。上記第１実施形態における光源、ＳＯＡおよびＥＡ変調器の具体的な構成例を示す断面図である。ＥＡ変調器の消光特性の波長依存性を示す図である。ＥＡ変調器の光電流の波長依存性を示す図である。従来のＥＡ光電流を用いた制御における波長の変化による光出力パワー変動を示す図である。ＥＡ変調器の消光特性の温度依存性を示す図である。ＥＡ変調器の光電流の温度依存性を示す図である。従来のＥＡ光電流を用いた制御における温度の変化による光出力パワー変動を示す図である。

符号の説明

１０…光送信部
１１…光源
１１Ａ…光導波路
１１Ａ_１…波長制御層
１１Ａ_２…利得制御層
１１Ｂ_１，１１Ｂ_２，１２Ｃ，１４Ｃ…電極
１１Ｃ…回折格子
１１Ｄ…接地電極
１２…電界吸収型光変調器（ＥＡ変調器）
１２Ａ…吸収層
１２Ｂ，１４Ｂ…ガイド層
１３…熱電クーラー（ＴＥＣ）
１４…半導体光増幅器（ＳＯＡ）
１４Ａ…増幅層
２０…制御部
２１…制御回路
２２…メモリ
２３…比較回路
Ｉｍ…ＥＡ光電流のモニタ値
Ｉｒ…ＥＡ光電流の基準値
Ｃｐ…パワー制御信号
Ｃｗ…波長制御信号
Ｃｔ…温度制御信号
Ｃｂ…ＥＡバイアス制御信号

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の第１実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図１において、本光送信装置は、例えば、光源１１およびＥＡ変調器１２を有する光送信部１０と、ＥＡ変調器１２での光吸収で生じた光電流のモニタ値Ｉｍを基に、波長毎に異なる値に設定された光電流の基準値Ｉｒを用いて、光送信部１０の光出力パワーが一定となるように光送信部１０を制御する制御部２０と、を備える。

光源１１は、例えば、波長および光出力パワーを変化させることが可能な波長可変光源である。この光源１１の具体例としては、図２の左側に示すように、波長制御層１１Ａ_１および利得制御層１１Ａ_２が光軸方向に交互に配置された光導波路１１Ａを有し、波長制御層１１Ａ_１に対応した電極１１Ｂ_１に与えられる駆動電流Ｉｔｕｎｅと、利得制御層１１Ａ_２に対応した電極１１Ｂ_２に与えられる駆動電流Ｉａｃｔとを独立に制御することで、発振波長および利得をそれぞれ制御することが可能な公知の波長可変光源（例えば、特開２００６−２９５１０２号公報または特開２００６−２９５１０３号公報参照）を使用することが可能である。なお、図２中の符号１１Ｃは光導波路１１Ａに沿って形成された回折格子であり、符号１１Ｄは接地電極である。ただし、本発明に用いられる光源の構成は上記の具体例に限定されるものではない。

ＥＡ変調器１２は、例えば図２の右側に示すように、光源１１と同一のチップ内に集積化されており、光源１１からの光がガイド層１２Ｂに囲まれた吸収層１２Ａに与えられ、送信データに従ってレベル変化するバイアス電圧（ＥＡバイアス）Ｖｅａが電極１２Ｃに印加されることで、吸収層１２Ａを伝搬する光を強度変調して出力する。また、ＥＡ変調器１２での光吸収で生じた光電流がモニタされ、そのモニタ値Ｉｍが制御部２０に出力される（図１参照）。

制御部２０は、例えば、制御回路２１、メモリ２２および比較回路２３を有する。制御回路２１は、光源１１の波長を制御する制御信号Ｃｗを生成すると共に、当該波長に対応するＥＡ光電流の基準値Ｉｒをメモリ２２より読み出して比較回路２３に出力する。メモリ２２には、例えば図３に示すように、光源１１の波長可変範囲内の各波長λ１〜λｎに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒ１〜Ｉｒｎが予め記憶されている。なお、メモリ２２の記憶情報の詳細については後述する。比較回路２３は、ＥＡ変調器１２からの光電流のモニタ値Ｉｍおよび制御回路２１からの基準値Ｉｒを比較し、その差が減少するように光源１１の光出力パワー（利得）を制御する制御信号Ｃｐを生成する。

次に、第１実施形態の動作について説明する。
上記のような構成の光送信装置では、制御回路２１から出力される波長制御信号Ｃｗに従って光源１１の駆動電流Ｉｔｕｎｅが制御されると共に、比較回路２３から出力されるパワー制御信号Ｃｐに従って光源１１の駆動電流Ｉａｃｔが制御され、該駆動電流Ｉｔｕｎｅ，駆動電流Ｉａｃｔが電極１１Ｂ_１，１１Ｂ_２に与えられることで光源１１が駆動され、光源１１からの出力光がＥＡ変調器１２に与えられる。ＥＡ変調器１２では、送信データに対応したＥＡバイアスＶｅａが電極１２Ｃに印加されることで、光源１１からの光が送信データに従って強度変調される。このとき、ＥＡ変調器１２での光吸収で生じた光電流がモニタされ、そのモニタ値Ｉｍが制御部２０の比較回路２３に送られる。比較回路２３には、ＥＡ光電流の基準値Ｉｒが制御回路２１より与えられており、ＥＡ光電流のモニタ値Ｉｍと基準値Ｉｒの比較が行われる。このとき比較回路２３に与えられるＥＡ光電流の基準値Ｉｒは、メモリ２２に記憶された波長毎に異なる基準値Ｉｒ１〜Ｉｒｎのうちから、光源１１の現在の発振波長に対応した基準値が制御回路２１によって読み出されることで取得される。

ここで、メモリ２２に記憶されるＥＡ光電流の基準値Ｉｒについて詳しく説明する。
上述の図１０〜図１２に示したようにＥＡ光電流は波長依存性を有する。このＥＡ光電流はＥＡ変調器での光吸収量に比例して変化する。光吸収量と波長の関係は、ＥＡ変調器に使用される材料によって異なり、ＥＡ変調器毎の個体差も大きい。図４は、あるＥＡ変調器の光吸収量と波長の関係を示したものである。なお、ここでの光吸収量は、ＥＡ変調器への光入力を１として規格化した値となっており、光吸収量＝１が全吸収に相当する。図４の一例では、約１．５２３μｍが吸収端波長となり、該吸収端波長は光子エネルギーとバンドギャップの関係から求めることが可能である。一方、吸収端波長から光吸収量が零になる波長（約１．５４μｍ）までの間の関係は、ＥＡ変調器の温度によって変化し、また、図示しないがＥＡ変調器毎の個体差も大きい。

このようなＥＡ変調器の特性を考慮して、本実施形態の光送信装置では、例えば、使用するＥＡ変調器１２について、標準的な温度における光吸収量（または光電流）と波長の関係を事前に測定し、その結果を基に各波長λ１〜λｎに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒ１〜Ｉｒｎのテーブルを作成し、それをメモリ２２に記憶させておく（図３参照）。これにより、メモリ２２の記憶データより光源１１の発振波長に対応したＥＡ光電流の基準値を読み出して使用することで、ＥＡ光電流のモニタ値Ｉｍおよび基準値Ｉｒに基づいた光源１１のフィードバック制御を行うことができるようになる。

なお、ここでは各波長λ１〜λｎに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒ１〜Ｉｒｎをテーブル化してメモリ２２に記憶させる一例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、上記図４に示したような光吸収量と波長の関係を線形近似し、さらに光電流と波長の関係も線形近似し、そして、光源１１の波長可変範囲の両端に対応した２波長分のＥＡ光電流を実測して近似式の定数を決定し、該近似式を利用して各波長λ１〜λｎに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒ１〜Ｉｒｎを計算により求めることも可能である。

上記のようにして光源１１の発振波長に対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒに対するモニタ値Ｉｍの差が比較回路２３で求められると、その差を減少させる（望ましくは零とする）ためのパワー制御信号Ｃｐが生成され、該パワー制御信号Ｃｐが光源１１に出力される。これにより、光源１１に供給される駆動電流Ｉａｃｔがパワー制御信号Ｃｐに従って調整されることで、図５に示すようにＥＡ変調器１２から出力される光信号のパワーが波長に関係なく所望のレベル（ここでは、例えば１ｍＷ）で一定に制御されるようになる。

上記のように第１実施形態の光送信装置によれば、光源１１の発振波長に対応した基準値Ｉｒを用いて、ＥＡ光電流のモニタ値Ｉｍに基づいた光源１１のフィードバック制御を行うようにしたことで、光源１１の波長の変化による光出力パワーの変動を確実に抑圧することができる。具体的には、例えば１００ＧＨｚ間隔の４チャネルに対応した波長チューニング（波長可変範囲：２．４ｎｍ）を行う場合において、従来の技術では図５の破線矢印に示すように２ｄＢ程度の光出力パワー変動が生じるのに対して、本光送信装置では図５の実線矢印に示すように光出力パワー変動を理想的には０ｄＢとすることが可能である。

なお、上記の第１実施形態では、波長可変光源を用いた構成例について説明したが、本発明に用いられる光源は上記の一例に限定されるものではなく、例えば、発振波長の異なる複数の半導体レーザをアレイ化したＬＤアレイ光源を用いることも可能である。この場合、ＬＤアレイ光源の各ＬＤにそれぞれ対応させてＥＡ変調器を設け、該各ＬＤの発振波長に対応したＥＡ光電流の基準値と各々のＥＡ変調器での光電流のモニタ値とに基づいて、各ＬＤの駆動電流をフィードバック制御すればよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図６において、本光送信装置は、例えば、前述の図１に示した第１実施形態の構成について、光源１１およびＥＡ変調器１２の温度を調整可能にする温度調整回路としての熱電クーラー（Thermoelectric Cooler：ＴＥＣ）１３を光送信部１０に設けると共に、制御部２０が、光源１１の駆動制御に加えて、上記ＴＥＣ１３を用いた光源１１およびＥＡ変調器１２の温度制御、並びに、ＥＡ変調器１２のバイアス電圧制御も同時に行うようにしたものである。なお、上記以外の第２実施形態の構成は第１実施形態の場合と同様である。

ＴＥＣ１３は、前述の図２に示したような光源１１およびＥＡ変調器１２を集積化したチップが載置され、制御回路２１から出力される温度制御信号Ｃｔに従って駆動されることにより、光源１１およびＥＡ変調器１２を所要の温度に制御する。
上記のような構成の光送信装置では、制御部２０により、前述した第１実施形態の場合と基本的に同様な光源１１の波長および光出力パワーの制御と、ＴＥＣ１３を用いた光源１１およびＥＡ変調器１２の温度制御と、ＥＡバイアスの制御とが並行して行われる。温度制御およびＥＡバイアス制御に関しては、温度およびＥＡバイアスの両方を一定に制御する方法と、温度およびＥＡバイアスの一方を一定に制御し、他方を可変制御する方法と、温度およびＥＡバイアスの両方を可変制御する方法とがある。

温度およびＥＡバイアスの両方を一定に制御する場合には、第１実施形態の場合と同様にして、当該温度およびＥＡバイアスに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒが波長毎にメモリ２２に記憶され、該メモリ２２の記憶情報より光源１１の波長に対応した基準値Ｉｒが制御回路２１によって読み出され比較回路２３に与えられることにより、ＥＡ光電流のモニタ値Ｉｍおよび基準値Ｉｒを用いた光源１１のフィードバック制御が行われる。

また、光源１１およびＥＡ変調器１２の温度を可変制御し、ＥＡバイアスを一定に制御する場合には、ＥＡ光電流の波長依存性（図１０〜図１２参照）だけでなく、ＥＡ光電流の温度依存性（図１３〜図１５参照）も考慮して、ＥＡ光電流の基準値Ｉｒを決定する必要がある。このため、前述の図４に示したようなＥＡ変調器の光吸収特性を基にして、光源１１の波長可変範囲内の各波長と、ＥＡ変調器の動作温度範囲内の各温度との組み合わせにそれぞれ対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒをテーブル化し、それをメモリ２２に記憶させておくようにする。これにより、制御回路２１において、光源１１を所望の波長で動作させるための波長制御信号Ｃｗと、ＴＥＣ１３を駆動して光源１１およびＥＡ変調器１２を所望の温度に制御するための温度制御信号Ｃｔと、ＥＡバイアスを一定に制御するためのＥＡバイアス制御信号Ｃｂとが生成され、かつ、光源１１の波長およびＥＡ変調器１２の温度に対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒがメモリ２２から読み出されて比較回路２３に与えられることで、ＥＡ変調器１２から出力される光信号のパワーが、波長および温度に関係なく所望のレベルで一定に制御されるようになる。

また、光源１１およびＥＡ変調器１２の温度を一定に制御し、ＥＡバイアスを可変制御する場合には、ＥＡ光電流の波長依存性（図１０〜図１２参照）だけでなく、図７に示すようなＥＡ光電流のＥＡバイアス依存性を考慮して、ＥＡ光電流の基準値Ｉｒを決定する必要がある。このため、光源１１の波長可変範囲内の各波長と、ＥＡバイアスの可変範囲内の各レベルとの組み合わせにそれぞれ対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒをテーブル化し、それをメモリ２２に記憶させておくようにする。これにより、制御回路２１において、光源１１を所望の波長で動作させるための波長制御信号Ｃｗと、ＴＥＣ１３の温度を一定に制御するための温度制御信号Ｃｔと、ＥＡバイアスを所望のレベルに制御するためのＥＡバイアス制御信号Ｃｂとが生成され、かつ、光源１１の波長およびＥＡバイアスに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒがメモリ２２から読み出されて比較回路２３に与えられることで、ＥＡ変調器１２から出力される光信号のパワーが、波長およびＥＡバイアスに関係なく所望のレベルで一定に制御されるようになる。

また、温度およびＥＡバイアスの両方を可変制御する場合には、前述したＥＡ光電流の波長依存性、温度依存性およびＥＡバイアス依存性のすべてを考慮して、ＥＡ光電流の基準値Ｉｒを決定する必要がある。このため、光源１１の波長可変範囲内の各波長と、ＥＡ変調器の動作温度範囲内の各温度と、ＥＡバイアスの可変範囲内の各レベルとの組み合わせにそれぞれ対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒをテーブル化し、それをメモリ２２に記憶させておくようにする。これにより、制御回路２１において、光源１１を所望の波長で動作させるための波長制御信号Ｃｗと、ＴＥＣ１３を駆動して光源１１およびＥＡ変調器１２を所望の温度に制御するための温度制御信号Ｃｔと、ＥＡバイアスを所望のレベルに制御するためのＥＡバイアス制御信号Ｃｂとが生成され、かつ、光源１１の波長、ＥＡ変調器１２の温度およびＥＡバイアスに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒがメモリ２２から読み出されて比較回路２３に与えられることで、ＥＡ変調器１２から出力される光信号のパワーが、波長、温度およびＥＡバイアスに関係なく所望のレベルで一定に制御されるようになる。

上記のように第２実施形態の光送信装置によれば、光源１１の波長制御に加えて温度制御およびＥＡバイアス制御を行う場合でも、波長、温度およびＥＡバイアスの組み合わせに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒを用いて、ＥＡ光電流のモニタ値Ｉｍに基づいた光源１１のフィードバック制御を行うようにしたことで、波長、温度およびＥＡバイアスの変化による光出力パワーの変動を確実に抑圧することが可能になる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図８において、本光送信装置は、例えば、前述の図６に示した第２実施形態の構成について、光源１１およびＥＡ変調器１２の間に半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）１４を挿入し、光源１１から出力される光をＳＯＡ１４で所望のレベルまで増幅してＥＡ変調器１２に与えるようにしたものである。ここでは、制御部２０の比較回路２３から出力されるパワー制御信号ＣｐがＳＯＡ１４に与えられ、該パワー制御信号Ｃｐに従ってＳＯＡ１４の利得が制御される。なお、上記以外の第３実施形態の構成は第２実施形態の場合と同様である。

ＳＯＡ１４は、例えば図９の中央部分に示すように、光源１１およびＥＡ変調器１２と同一のチップ内に集積化されており、光源１１からの光がガイド層１４Ｂに囲まれた増幅層１４Ａに与えられ、駆動電流Ｉｓｏａが電極１４Ｃに与えられることで、増幅層１４Ａを伝搬する光を所望のレベルまで増幅して出力する。ここでは、比較回路２３からのパワー制御信号Ｃｐに従って駆動電流Ｉｓｏａが調整されることにより、ＳＯＡ１４における利得がフィードバック制御される。

上記のような構成の光送信装置では、前述した第２実施形態の場合と同様にして、制御回路２１において、光源１１を所望の波長で動作させるための波長制御信号Ｃｗと、ＴＥＣ１３を駆動して光源１１およびＥＡ変調器１２を一定の温度若しくは所望の温度に制御するための温度制御信号Ｃｔと、ＥＡバイアスを一定のレベル若しくは所望のレベルに制御するためのＥＡバイアス制御信号Ｃｂとが生成され、かつ、光源１１の波長、ＥＡ変調器１２の温度およびＥＡバイアスに対応したＥＡ光電流の基準値Ｉｒがメモリ２２から読み出されて比較回路２３に与えられる。そして、比較回路２３においてＥＡ光電流のモニタ値Ｉｍと基準値Ｉｒが比較され、その差に応じたパワー制御信号ＣｐがここではＳＯＡ１４に出力され、該パワー制御信号Ｃｐに従ってＳＯＡ１４の駆動電流Ｉｓｏａが調整される。これにより、ＥＡ変調器１２から出力される光信号のパワーが、波長、温度およびＥＡバイアスに関係なく所望のレベルで一定に制御されるようになる。

上記のように第３実施形態の光送信装置によれば、前述した第２実施形態の場合と同様の効果が得られると共に、光源１１およびＥＡ変調器１２の間にＳＯＡ１４を設けたことによって、光送信部１０から出力される光信号をより高いレベルで一定に制御することが可能になる。
なお、上記の第３実施形態では、比較回路２３からのパワー制御信号Ｃｐに従ってＳＯＡ１４の駆動電流Ｉｓｏａを制御する構成例を示したが、パワー制御信号Ｃｐに従って光源１１の駆動電流Ｉａｃｔを制御し、ＳＯＡ１４の駆動電流Ｉｓｏａを一定とすることも可能である。

Claims

光源および該光源から出力される光を変調する電界吸収型光変調器を有する光送信部と、
前記電界吸収型光変調器での光吸収で生じた光電流のモニタ値に基づいて、前記光送信部からの光出力パワーが一定になるように前記光送信部を制御する制御部と、を備えた光送信装置において、
前記制御部は、前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性に応じて設定される波長毎に異なる光電流の基準値のうちの前記光源の波長に対応した光電流の基準値を用い、該基準値に対する前記モニタ値の差に応じて前記光送信部を制御することを特徴とする光送信装置。
前記光送信部は、波長および光出力パワーが可変な光源を有し、
前記制御部は、前記波長毎に異なる光電流の基準値に関する情報を記憶するメモリと、前記光源の波長を可変制御すると共に、前記メモリの記憶情報より前記光源の波長に対応した光電流の基準値を読み出す制御回路と、前記光電流のモニタ値および前記制御回路で読み出された基準値を比較し、その差が減少するように前記光源の光出力パワーを制御する比較回路と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
前記光源は、発振波長を制御可能な波長制御層および利得を制御可能な利得制御層を光軸方向に交互に有する光導波路と、該光導波路に沿って形成した回折格子と、前記波長制御層に対応した電極に与える第１駆動電流および前記利得制御層に対応した電極に与える第２駆動電流を独立に制御可能な駆動回路と、を有する波長可変光源を用いたことを特徴とする請求項２に記載の光送信装置。
前記光送信部は、少なくとも前記電界吸収型光変調器の温度を調整可能な温度調整回路を有し、
前記制御回路は、前記温度調整回路の温度および前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧をそれぞれ制御することを特徴とする請求項２に記載の光送信装置。
前記制御回路は、前記温度調整回路の温度を一定に制御し、かつ、前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧を一定に制御することを特徴とする請求項４に記載の光送信装置。
前記メモリは、前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性および温度依存性に応じて設定される、波長および温度の組み合わせ毎に異なる光電流の基準値に関する情報を記憶し、
前記制御回路は、前記温度調整回路の温度を可変制御し、かつ、前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧を一定に制御すると共に、前記メモリの記憶情報より前記光源の波長および前記温度調整回路の温度に対応した光電流の基準値を読み出すことを特徴とする請求項４に記載の光送信装置。
前記メモリは、前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性およびバイアス電圧依存性に応じて設定される、波長およびバイアス電圧の組み合わせ毎に異なる光電流の基準値に関する情報を記憶し、
前記制御回路は、前記温度調整回路の温度を一定に制御し、かつ、前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧を可変制御すると共に、前記メモリの記憶情報より前記光源の波長および前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧に対応した光電流の基準値を読み出すことを特徴とする請求項４に記載の光送信装置。
前記メモリは、前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性、温度依存性およびバイアス電圧依存性に応じて設定される、波長、温度およびバイアス電圧の組み合わせ毎に異なる光電流の基準値に関する情報を記憶し、
前記制御回路は、前記温度調整回路の温度を可変制御し、かつ、前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧を可変制御すると共に、前記メモリの記憶情報より前記光源の波長、前記温度調整回路の温度および前記電界吸収型光変調器のバイアス電圧に対応した光電流の基準値を読み出すことを特徴とする請求項４に記載の光送信装置。
前記光送信部は、前記光源から出力される光を増幅して前記電界吸収型光変調器に与える光増幅器を有し、
前記比較回路は、前記光電流のモニタ値と基準値の差が減少するように、前記光源の光出力パワーおよび前記光増幅器の利得のいずれかを制御することを特徴とする請求項４に記載の光送信装置。
前記光増幅器は、前記光源および前記電界吸収型光変調器と同一のチップ内に集積化された半導体光増幅器であることを特徴とする請求項９に記載の光送信装置。
光源から出力される光を電界吸収型光変調器に与えて変調する光送信装置について、前記電界吸収型光変調器での光吸収で生じた光電流をモニタし、該光電流のモニタ値に基づいて、前記光送信装置の光出力パワーが一定になるように前記光送信装置を制御する方法であって、
前記電界吸収型光変調器の光電流の波長依存性に応じて波長毎に異なる光電流の基準値を設定し、
該設定した波長毎に異なる光電流の基準値のうちの前記光源の波長に対応した光電流の基準値を用い、該基準値に対する前記モニタ値の差に応じて前記光送信装置を制御することを特徴とする光送信装置の制御方法。