JP6024273B2 - Optical transmitter - Google Patents

Optical transmitter Download PDF

Info

Publication number
JP6024273B2
JP6024273B2 JP2012177575A JP2012177575A JP6024273B2 JP 6024273 B2 JP6024273 B2 JP 6024273B2 JP 2012177575 A JP2012177575 A JP 2012177575A JP 2012177575 A JP2012177575 A JP 2012177575A JP 6024273 B2 JP6024273 B2 JP 6024273B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
driver circuit
current
optical
laser diode
emphasis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012177575A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014036166A (en
Inventor
勇人 藤田
勇人 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2012177575A priority Critical patent/JP6024273B2/en
Publication of JP2014036166A publication Critical patent/JP2014036166A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6024273B2 publication Critical patent/JP6024273B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、光送信装置に関し、詳しくは、光信号を出力するレーザダイオードと、その光出力をモニタするフォトダイオードを備える光送信装置に関する。   The present invention relates to an optical transmission device, and more particularly, to an optical transmission device including a laser diode that outputs an optical signal and a photodiode that monitors the optical output.

光送信装置において、レーザダイオード等の発光素子から出力される光信号の強度および消光比を、適正な値で安定に制御するための種々の提案がなされている。例えば、特許文献1に開示されたレーザダイオード(LD)駆動回路では、レーザダイオード(LD)の光出力をフォトダイオード(PD)によりモニタし、このPD出力値を基準値と比較し、その比較結果をLDバイアス電流源に負帰還することにより、バイアス電流を制御している。また、PD出力値を基準値と比較し、その比較結果をレーザ駆動電流(パルス電流)源に負帰還して、LD駆動電流を制御し、LD信号のデューティ比やリンギングを改善しながら、高速動作が可能なLD駆動回路が開示されている。   In an optical transmitter, various proposals have been made for stably controlling the intensity and extinction ratio of an optical signal output from a light emitting element such as a laser diode with an appropriate value. For example, in the laser diode (LD) drive circuit disclosed in Patent Document 1, the optical output of the laser diode (LD) is monitored by a photodiode (PD), the PD output value is compared with a reference value, and the comparison result Is negatively fed back to the LD bias current source to control the bias current. In addition, the PD output value is compared with the reference value, and the comparison result is negatively fed back to the laser drive current (pulse current) source to control the LD drive current and improve the duty ratio and ringing of the LD signal, while at high speed. An LD driving circuit capable of operation is disclosed.

特開2006−100555号公報JP 2006-100555 A

特許文献1のLD駆動回路においては、高速動作に対応するために、前置増幅回路の駆動電流を補償する補償電流を供給することにより、スルーレート(Slew Rate)を可変とし、信号の立ち上がり/立ち下り時間を短くし、高速伝送を実現するようにしている。しかしながら、ドライバ出力強度が高周波側で低下し、LDドライバ回路の帯域制限があると、高周波成分の光信号強度が低下するため、前置増幅回路のスルーレートを改善するだけではアイパターンを改善することは難しい。   In the LD drive circuit of Patent Document 1, in order to cope with high-speed operation, by supplying a compensation current for compensating the drive current of the preamplifier circuit, the slew rate is made variable, and the rise / The fall time is shortened and high-speed transmission is realized. However, if the driver output intensity decreases on the high frequency side and the bandwidth of the LD driver circuit is limited, the optical signal intensity of the high frequency component decreases. Therefore, simply improving the slew rate of the preamplifier circuit improves the eye pattern. It ’s difficult.

また、LDには、それぞれスロープ効率の温度依存性があり、個々のLDはそれぞれスロープ効率の温度依存性にばらつきを有している。このばらつきがある場合に、APC制御(Automatic Power Control)を行うと、レーザの温度変動に伴う高周波特性の補償ができないという問題がある。このため、LDの特性にばらつきが存在する場合、各個に対する適切な帯域補償ができないという問題があった。   Each LD has a temperature dependence of slope efficiency, and each LD has a variation in temperature dependence of slope efficiency. When this variation exists, if APC control (Automatic Power Control) is performed, there is a problem that high-frequency characteristics cannot be compensated for due to laser temperature fluctuations. For this reason, when there is variation in the characteristics of the LD, there is a problem that appropriate band compensation cannot be performed for each individual.

本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、LDの特性にばらつきが存在する場合であっても、光出力のみならず、周波数特性も一定に維持することができる光送信装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these circumstances, and provides an optical transmission device that can maintain not only the optical output but also the frequency characteristics constant even when there are variations in the characteristics of the LD. The purpose is to provide.

本発明による光送信装置は、光信号を出力するレーザダイオードと、該レーザダイオードの光出力をモニタするフォトダイオードを備え、該フォトダイオードのモニタ値によりレーザダイオードのバイアス電流を負帰還制御する光送信装置である。レーザダイオードの変調電流は、個別に制御可能なレーザダイオードドライバ回路とプリエンファシスドライバ回路とにより生成し、プリエンファシスドライバ回路の駆動電流源をバイアス電流に基づいて制御し、前記バイアス電流が小さいほど前記プリエンファシスドライバ回路の出力電流を大きくすることを特徴とする。
An optical transmission apparatus according to the present invention includes a laser diode that outputs an optical signal and a photodiode that monitors the optical output of the laser diode, and performs optical feedback control of negative feedback of the bias current of the laser diode based on the monitor value of the photodiode. Device. The modulation current of the laser diode is generated by an individually controllable laser diode driver circuit and a pre-emphasis driver circuit, and the drive current source of the pre-emphasis driver circuit is controlled based on the bias current. The output current of the pre-emphasis driver circuit is increased .

本発明では、レーザダイオードドライバ回路の駆動電流源をフォトダイオードのモニタ値に基づいて負帰還制御してもよい。また、レーザダイオードの電気光変換効率が高いほどバイアス電流を小さくするようにしている。 In the present invention, the drive current source of the laser diode driver circuit may be subjected to negative feedback control based on the monitor value of the photodiode . Further, the higher the electro-optical conversion efficiency of the laser diode, the smaller the bias current.

本発明によれば、フォトダイオードのモニタ値によりレーザダイオードのバイアス電流を負帰還制御し、レーザダイオードの変調電流を生成するプリエンファシスドライバ回路の駆動電流源をバイアス電流に基づいて制御している。このため、レーザダイオードの特性にばらつきが存在する場合であっても、光出力のみならず、周波数特性も一定に維持することができる。   According to the present invention, the bias current of the laser diode is subjected to negative feedback control based on the monitor value of the photodiode, and the drive current source of the pre-emphasis driver circuit that generates the modulation current of the laser diode is controlled based on the bias current. For this reason, even when there are variations in the characteristics of the laser diode, not only the optical output but also the frequency characteristics can be maintained constant.

本発明の光送信装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the optical transmitter of this invention. 本発明の光送信装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the optical transmission apparatus of this invention. レーザダイオードの電気光応答特性の周波数依存性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the frequency dependence of the electro-optical response characteristic of a laser diode. プリエンファシスによる電流の出力波形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output waveform of the electric current by pre-emphasis. プリエンファシス量を変化させた場合のアイ波形の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the eye waveform at the time of changing the amount of pre-emphasis. プリエンファシスによる電気光変換強度の周波数依存性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the frequency dependence of the electrooptical conversion intensity | strength by pre-emphasis.

以下、図面を参照しながら、本発明の光送信装置に係る好適な実施の形態について説明する。図1は本発明による光送信装置の一構成例を示す図である。図中、1はレーザダイオード(以下、「LD」という。)、2はLDドライバ回路、3はプリエンファシスドライバ回路、4はプリドライバ回路、5は遅延回路、6はバイアス電流源、7はLDドライバ電流源、8はプリエンファシスドライバ電流源、9はプリドライバ電流源、10はフォトダイオード(以下、「PD」という。)、11はトランスインピーダンスアンプ(以下、「TIA」という。)、12,13は比較増幅回路、14,15は基準電圧発生回路を示す。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to an optical transmission device of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical transmission apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a laser diode (hereinafter referred to as “LD”), 2 is an LD driver circuit, 3 is a pre-emphasis driver circuit, 4 is a pre-driver circuit, 5 is a delay circuit, 6 is a bias current source, and 7 is an LD. Driver current source, 8 is a pre-emphasis driver current source, 9 is a pre-driver current source, 10 is a photodiode (hereinafter referred to as “PD”), 11 is a transimpedance amplifier (hereinafter referred to as “TIA”), 12, Reference numeral 13 denotes a comparison amplification circuit, and 14 and 15 denote reference voltage generation circuits.

光送信装置は、光信号を送出するLD1と、該LD1の光出力をモニタするPD10を備える。LD1の駆動回路は、LD1に変調電流を与えるLDドライバ回路2と、変調電流をエンファシスするプリエンファシスドライバ回路3とを有し、LDドライバ回路2,プリエンファシスドライバ回路3によるLD駆動出力が負荷抵抗R2およびR3と結合コンデンサCを介してLD1に加えられる。なお、変調電流のプリエンファシスについては、後述する。   The optical transmission device includes an LD 1 that transmits an optical signal, and a PD 10 that monitors the optical output of the LD 1. The drive circuit of the LD 1 includes an LD driver circuit 2 that applies a modulation current to the LD 1 and a pre-emphasis driver circuit 3 that emphasizes the modulation current, and the LD drive output by the LD driver circuit 2 and the pre-emphasis driver circuit 3 is a load resistance. R2 and R3 and a coupling capacitor C are added to LD1. Modulation current pre-emphasis will be described later.

LD1に所定の光パルス出力を生じさせるLDドライバ回路2とプリエンファシスドライバ回路3には、プリドライバ回路4(前置増幅回路ともいう)からの駆動信号が入力され、プリエンファシスドライバ回路3には、遅延回路5により若干遅延された信号が入力される。そして、LD1にはバイアス電流源6が接続され、LDドライバ回路2にはLDドライバ電流源7が接続され、プリエンファシスドライバ回路3にはプリエンファシスドライバ電流源8が接続され、プリドライバ回路4にはプリドライバ電流源9がそれぞれ制御可能に接続される。   A drive signal from a pre-driver circuit 4 (also referred to as a preamplifier circuit) is input to the LD driver circuit 2 and the pre-emphasis driver circuit 3 that generate a predetermined optical pulse output in the LD 1. The signal slightly delayed by the delay circuit 5 is input. A bias current source 6 is connected to LD 1, an LD driver current source 7 is connected to the LD driver circuit 2, a pre-emphasis driver current source 8 is connected to the pre-emphasis driver circuit 3, and the pre-driver circuit 4 is connected to the pre-driver circuit 4. Are connected to the pre-driver current source 9 in a controllable manner.

ここで、LDドライバ電流源7、プリエンファシスドライバ電流源8、および、プリドライバ電流源9は、それぞれ、LDドライバ回路2、プリエンファシスドライバ回路3、および、プリドライバ回路4の振幅制御電流源であり、LDドライバ電流源7、プリエンファシスドライバ電流源8、および、プリドライバ電流源9の各電流値に応じた出力電流が、LDドライバ回路2、プリエンファシスドライバ回路3、および、プリドライバ回路4から出力される。   Here, the LD driver current source 7, the pre-emphasis driver current source 8, and the pre-driver current source 9 are amplitude control current sources of the LD driver circuit 2, the pre-emphasis driver circuit 3, and the pre-driver circuit 4, respectively. Yes, the output current corresponding to each current value of the LD driver current source 7, the pre-emphasis driver current source 8, and the pre-driver current source 9 is the LD driver circuit 2, the pre-emphasis driver circuit 3, and the pre-driver circuit 4. Is output from.

次に、本発明の光送信装置の動作について説明する。LD1から出力される光信号のほとんどは、光ファイバ等に結合されて光伝送路に送出されるが、残りの一部の光信号は、モニタ用のPD10で受光される。PD10で受光した光信号は光電流信号に変換される。次いで、この光電流信号は、トランスインピーダンスアンプ11(以下、TIAという)により電圧信号に変換されて、LD1の光出力のモニタ値として出力される。   Next, the operation of the optical transmission apparatus of the present invention will be described. Most of the optical signals output from the LD 1 are coupled to an optical fiber or the like and transmitted to the optical transmission path, but the remaining part of the optical signals are received by the monitoring PD 10. The optical signal received by the PD 10 is converted into a photocurrent signal. Next, this photocurrent signal is converted into a voltage signal by a transimpedance amplifier 11 (hereinafter referred to as TIA) and output as a monitor value of the optical output of the LD 1.

TIA11の出力電圧は、比較増幅回路12により、基準電圧発生回路14からの基準電圧V1と比較され、その電圧差に応じた電圧信号が生成される。比較増幅回路12からの電圧信号は、LD1のバイアス電流源6に負帰還され、TIA11の出力電圧が基準電圧V1と等しくなるようにDCバイアス電流Ibが制御される。この負帰還制御により、LD1の光出力は一定値に保持される。このように、LD1のDCバイアス電流IbはAPC回路によって制御されている。   The output voltage of the TIA 11 is compared with the reference voltage V1 from the reference voltage generation circuit 14 by the comparison amplifier circuit 12, and a voltage signal corresponding to the voltage difference is generated. The voltage signal from the comparison amplifier circuit 12 is negatively fed back to the bias current source 6 of the LD1, and the DC bias current Ib is controlled so that the output voltage of the TIA 11 becomes equal to the reference voltage V1. By this negative feedback control, the optical output of LD1 is held at a constant value. As described above, the DC bias current Ib of the LD 1 is controlled by the APC circuit.

一方でLD1はLDドライバ回路2により変調駆動される。なお、LDドライバ回路2の出力である変調電流についても、APC回路によって制御してもよい。すなわち、図2に示すように、比較増幅回路16により、TIA11の出力電圧を基準電圧発生回路17からの所定の基準電圧と比較し、その電圧差に応じた信号電圧をLDドライバ電流源8に負帰還することにより、TIA11の出力電圧が所定の基準電圧と等しくなるように、LDドライバ電流源8を制御してもよい。   On the other hand, LD 1 is modulated and driven by the LD driver circuit 2. Note that the modulation current that is the output of the LD driver circuit 2 may also be controlled by the APC circuit. That is, as shown in FIG. 2, the comparison amplifier circuit 16 compares the output voltage of the TIA 11 with a predetermined reference voltage from the reference voltage generation circuit 17, and a signal voltage corresponding to the voltage difference is supplied to the LD driver current source 8. By performing negative feedback, the LD driver current source 8 may be controlled so that the output voltage of the TIA 11 becomes equal to a predetermined reference voltage.

そして、LDドライバ回路2によって変調駆動されるLD1は、電気変調を緩和振動周波数(fr:resonance frequency)で決められる応答速度で光信号に変換する。ここで、LD1の緩和振動周波数frは電流の平方根とLD固有の比例定数(Δfr)の積に比例する。また、一方でLD1は固有の電気光変換効率(SE)を持つ。そして、ある温度において光出力PfになるようAPC制御された時の、緩和振動周波数frは、次式の理論式で決まってしまう。
The LD 1 modulated and driven by the LD driver circuit 2 converts the electrical modulation into an optical signal at a response speed determined by a relaxation oscillation frequency (fr). Here, the relaxation oscillation frequency fr of LD1 is proportional to the product of the square root of the current and the LD-specific proportionality constant (Δfr). On the other hand, LD1 has a unique electro-optical conversion efficiency (SE). The relaxation oscillation frequency fr when the APC control is performed so that the light output Pf is obtained at a certain temperature is determined by the following theoretical formula.

図3は、レーザダイオードの電気光応答特性の周波数依存性を説明するための図であり、電気光変換効率の高中低3種類のLDの電気光変換特性の周波数依存性を示している。同図から分かるように、電気光変換効率SEの高いものは帯域が狭くなり、低いものほど帯域が広がる傾向にある。本発明は、このようにLDの電気光変換効率SEにばらつきがあった場合にも、一定の高周波応答特性を得ることができる光送信装置を提供することをその目的にしており、このためにプリエンファシスによる周波数応答特性を利用している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the frequency dependence of the electro-optical response characteristics of the laser diode, and shows the frequency dependence of the electro-optical conversion characteristics of three types of high, medium and low LDs of electro-optical conversion efficiency. As can be seen from the figure, the band with a high electro-optical conversion efficiency SE tends to be narrow, and the band with a low electro-optical conversion efficiency SE tends to widen. An object of the present invention is to provide an optical transmitter capable of obtaining a constant high frequency response characteristic even when the electro-optical conversion efficiency SE of the LD varies as described above. The frequency response characteristic by pre-emphasis is used.

ここで、プリエンファシスドライバについて説明する。伝送信号をGbps以上で高速伝送すると、高周波成分の信号波形がなまってくる。特に、信号の立ち上がり/立ち下り部分の波形がなまる。そこで、送信側で予め信号波形の立ち上がりまたは立ち下り部分をそれぞれオーバーシュートまたはアンダーシュートさせて送るようにすると、受信側でちょうどよい波形にすることができる。このように送信側で伝送信号を送り出す前に、信号波形を強調して送ることをプリエンファシスという。   Here, the pre-emphasis driver will be described. When a transmission signal is transmitted at a high speed of Gbps or more, a signal waveform of a high frequency component is blurred. In particular, the waveform of the rising / falling portion of the signal is rounded. Thus, if the transmission side sends the signal waveform with the rising or falling part being overshooted or undershooted in advance, the receiving side can be made to have an appropriate waveform. In this way, sending the signal waveform with emphasis before sending the transmission signal on the transmission side is called pre-emphasis.

図4は、プリエンファシスによる電流の出力波形を説明するための図である。プリエンファシスされたドライバ電流と、LD1の変調電流について説明する図である。LD1を駆動する変調電流Imは、LDドライバ回路2からの出力電流とプリエンファシスドライバ回路3からの出力電流により生成されるが、それぞれの出力電流は、プリドライバ回路4からのパルス信号を増幅して生成される。   FIG. 4 is a diagram for explaining an output waveform of a current due to pre-emphasis. It is a figure explaining the driver current pre-emphasized and the modulation current of LD1. The modulation current Im for driving the LD 1 is generated by the output current from the LD driver circuit 2 and the output current from the pre-emphasis driver circuit 3. Each output current amplifies the pulse signal from the pre-driver circuit 4. Generated.

図4(A)は、LDドライバ回路2におけるドライバ電流ILDDの出力波形で、この出力波形に応じた信号がLD1に付与される。また、図4(B)は、プリエンファシスドライバ回路3におけるドライバ電流IPEの出力波形で、この出力波形に応じた信号がLD1に付与される。LDドライバ回路2におけるドライバ電流ILDDはプリドライバ回路4からのパルス信号から生成される。また、プリエンファシスドライバ回路3におけるドライバ電流IPEは、プリドライバ回路4からのパルス信号を遅延時間τだけ遅延させる共に、パルス信号を反転して生成されたものである。   FIG. 4A shows an output waveform of the driver current ILDD in the LD driver circuit 2, and a signal corresponding to this output waveform is given to the LD1. FIG. 4B shows an output waveform of the driver current IPE in the pre-emphasis driver circuit 3, and a signal corresponding to this output waveform is given to the LD1. The driver current ILDD in the LD driver circuit 2 is generated from the pulse signal from the predriver circuit 4. The driver current IPE in the pre-emphasis driver circuit 3 is generated by delaying the pulse signal from the pre-driver circuit 4 by the delay time τ and inverting the pulse signal.

図4(C)はLD1に流れる変調電流Imを示し、変調電流Imは、図4(A)のLDドライバ回路2の電流ILDDと、図4(B)のプリエンファシスドライバ回路3の電流IPEとを合計したものとなり、この変調電流Imは、パルス状の電流信号の立ち上がり部分と立ち下り部分がプリエンファシスドライバ回路3からの出力電流IPEだけ強調されたものとなる。   FIG. 4C shows the modulation current Im flowing through the LD1, and the modulation current Im includes the current ILDD of the LD driver circuit 2 of FIG. 4A and the current IPE of the pre-emphasis driver circuit 3 of FIG. In this modulation current Im, the rising and falling portions of the pulse-like current signal are emphasized by the output current IPE from the pre-emphasis driver circuit 3.

そして、上記のようにLD1側で送信信号の立ち上がり/立ち下り部分を予め強調して送信することにより、受信側で送信信号を受信した際に、受信信号の立ち上がり/立ち下り部分のなまりの度合いが軽減された状態で受信することができる。   The degree of rounding of the rising / falling portion of the received signal when the transmission signal is received on the receiving side by preliminarily transmitting the rising / falling portion of the transmission signal on the LD1 side as described above. Can be received in a reduced state.

図5は、プリエンファシス量を変化させた場合のアイ波形の変化を示す図である。図5(A)は、IPE/ILDD=0、図5(B)は、IPE/ILDD=0.2、図5(C)は、IPE/ILDD=0.4の場合をそれぞれ示している。これらの図から、LDドライバ回路2の電流ILDDに対するプリエンファシスドライバ回路3の電流IPEの比率を増やすにつれ、送信信号の立ち上がりが早くなることが分かる。また、図6は、プリエンファシスによる電気光変換強度の周波数依存性を説明するための図である。プリエンファシスドライバ回路3の電流IPE=0では振幅は増幅されていないが、IPEを増加させるにつれて、高周波側での応答振幅が増大している。   FIG. 5 is a diagram illustrating changes in the eye waveform when the pre-emphasis amount is changed. 5A shows a case where IPE / ILDD = 0, FIG. 5B shows a case where IPE / ILDD = 0.2, and FIG. 5C shows a case where IPE / ILDD = 0.4. From these figures, it can be seen that the rising of the transmission signal becomes faster as the ratio of the current IPE of the pre-emphasis driver circuit 3 to the current ILDD of the LD driver circuit 2 is increased. FIG. 6 is a diagram for explaining the frequency dependence of the electro-optical conversion intensity due to pre-emphasis. The amplitude is not amplified at the current IPE = 0 of the pre-emphasis driver circuit 3, but the response amplitude on the high frequency side increases as the IPE increases.

以上から、帯域が狭くなる高電気光変換効率のLDほど、プリエンファシスドライバ回路3からの出力電流IPEを大きくし、帯域が広くなる低電気光変換効率のLDほど、プリエンファシスドライバ回路3からの出力電流IPEを小さくすればよい。   From the above, the higher the output current IPE from the pre-emphasis driver circuit 3 is increased as the LD has a higher electro-optical conversion efficiency, and the lower the electro-optical conversion efficiency LD from the pre-emphasis driver circuit 3 is, the wider the band is. The output current IPE may be reduced.

次に、本発明の光送信装置の動作の説明に戻る。まず、LD1の電気光変換効率SEがばらつきの中心値よりも高い場合は、LD1の光出力はばらつきの平均値よりも大きくなる。このため、PD10の出力もばらつきの平均値より大きくなり、APC動作によるバイアス電流Ibはばらつきの平均値よりも小さくなる。このバイアス電流Ibは抵抗R1によって電流電圧変換され、比較増幅回路2に入力される電圧信号を減少させる。 Next, the description returns to the operation of the optical transmission apparatus of the present invention. First, when the electro-optical conversion efficiency SE of the LD 1 is higher than the center value of the variation, the light output of the LD 1 becomes larger than the average value of the variation. For this reason, the output of the PD 10 also becomes larger than the average value of variation, and the bias current Ib due to the APC operation becomes smaller than the average value of variation. This bias current Ib is converted into a current / voltage by the resistor R1, and the voltage signal input to the comparison amplifier circuit 2 is reduced.

比較増幅回路13は入力信号電圧と基準電圧発生回路15からの基準電圧V2との差分を増幅するため、比較増幅回路2の出力を増加させ、結果としてプリエンファシスドライバ回路のプリエンファシスドライバ電流源8の電流IPEをばらつきの平均値よりも増加させる。このため、LD1の変調電流は、その立ち上がり/立下りがより強調されることとなり、LD1の電気光変換効率SEがばらつきの中心値よりも高く、帯域が狭い場合であっても、帯域を伸ばすことが可能となる。 Since the comparison amplifier circuit 13 amplifies the difference between the input signal voltage and the reference voltage V2 from the reference voltage generation circuit 15, the output of the comparison amplifier circuit 2 is increased. As a result, the pre-emphasis driver current source of the pre-emphasis driver circuit 3 is increased. The current IPE of 8 is increased from the average value of variation. For this reason, the rising / falling edge of the modulation current of LD1 is more emphasized, and the band is extended even when the electro-optical conversion efficiency SE of LD1 is higher than the center value of variation and the band is narrow. It becomes possible.

そして、バイアス電流Ibが小さくなることで緩和振動周波数frが減少するが、この作用を打ち消すように、基準電圧V2と比較増幅回路13の増幅率を適切に設定することにより、伝送に最適な高周波応答特性を得ることが可能となる。例えば、基準電圧V2と比較増幅回路13の増幅率の設定は、基準となるLDおよび基準の電気光変換効率からずれたLDを2つ準備し、最適な信号波形となるように、IPEとILDDの比率を求め、バイアス電流Ibと基準電圧V2の関係を調整しておくことで可能となる。 As the bias current Ib is reduced, the relaxation oscillation frequency fr is reduced. By appropriately setting the reference voltage V2 and the amplification factor of the comparison amplifier circuit 13 so as to cancel this action, the optimum high frequency for transmission can be obtained. Response characteristics can be obtained. For example, the reference voltage V2 and the amplification factor of the comparison amplifier circuit 13 are set by preparing two LDs that deviate from the reference LD and the reference electro-optical conversion efficiency, and IPE and ILDD so that the optimum signal waveforms are obtained. This ratio can be obtained by adjusting the relationship between the bias current Ib and the reference voltage V2.

次に、LD1の電気光変換効率が、ばらつきの中心値よりも低い場合は、APC動作によりバイアス電流Ibはばらつきの平均値よりも大きくなる。このバイアス電流Ibは抵抗R1によって電流電圧変換され、比較増幅回路13に入力される電圧信号を増大させる。このため、比較増幅回路13の出力は減少し、結果としてプリエンファシスドライバ回路のプリエンファシスドライバ電流源8の電流IPEを減少させる。そして、プリエンファシスの効果により、IPEが小さくなるため帯域を伸ばす効果も減少する。 Next, when the electro-optical conversion efficiency of the LD 1 is lower than the center value of the variation, the bias current Ib becomes larger than the average value of the variation by the APC operation. This bias current Ib is converted into a current voltage by the resistor R1, and the voltage signal input to the comparison amplifier circuit 13 is increased. For this reason, the output of the comparison amplifier circuit 13 decreases, and as a result, the current IPE of the pre-emphasis driver current source 8 of the pre-emphasis driver circuit 3 is decreased. Further, due to the effect of pre-emphasis, since the IPE is reduced, the effect of extending the bandwidth is also reduced.

しかし、バイアス電流Ibが増加しているので、緩和振動周波数frは増大している。そして、低電気光変換効率であるため帯域は元々広く、上記のように基準電圧V2と比較増幅回路2の増幅率を適切に設定しておけば、帯域を伸ばす効果は抑制されるものの、伝送に最適な高周波応答特性を得ることが可能となる。このように、プリエンファシスドライバ回路の電流IPEの振幅を、LD1の電気光変換効率SEが関係するバイアス電流Ibに合わせて調整することにより、高速伝送に必要な周波数応答特性を得ることが可能となる。 However, since the bias current Ib increases, the relaxation oscillation frequency fr increases. The band is originally wide due to the low electro-optical conversion efficiency. If the reference voltage V2 and the amplification factor of the comparison amplifier circuit 2 are appropriately set as described above, the effect of extending the band is suppressed, but transmission It is possible to obtain an optimum high frequency response characteristic. Thus, by adjusting the amplitude of the current IPE of the pre-emphasis driver circuit 3 in accordance with the bias current Ib related to the electro-optical conversion efficiency SE of the LD 1, it is possible to obtain the frequency response characteristic necessary for high-speed transmission. It becomes.

1…レーザダイオード(LD)、2…LDドライバ回路、3…プリエンファシスドライバ回路、4…プリドライバ回路、5…遅延回路、6…バイアス電流源、7…LDドライバ電流源、8…プリエンファシスドライバ電流源、9…プリドライバ電流源、10…フォトダイオード(PD)、11…トランスインピーダンスアンプ(TIA)、12,13,16…比較増幅回路、14,15,17…基準電圧発生回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser diode (LD), 2 ... LD driver circuit, 3 ... Pre-emphasis driver circuit, 4 ... Pre-driver circuit, 5 ... Delay circuit, 6 ... Bias current source, 7 ... LD driver current source, 8 ... Pre-emphasis driver Current source, 9 ... Pre-driver current source, 10 ... Photodiode (PD), 11 ... Transimpedance amplifier (TIA), 12, 13, 16 ... Comparison amplifier circuit, 14, 15, 17 ... Reference voltage generation circuit.

Claims (3)

光信号を出力するレーザダイオードと、該レーザダイオードの光出力をモニタするフォトダイオードを備え、該フォトダイオードのモニタ値により前記レーザダイオードのバイアス電流を負帰還制御する光送信装置であって、
前記レーザダイオードの変調電流は、個別に制御可能なレーザダイオードドライバ回路とプリエンファシスドライバ回路とにより生成し、該プリエンファシスドライバ回路の駆動電流源を前記バイアス電流に基づいて制御し、前記バイアス電流が小さいほど前記プリエンファシスドライバ回路の出力電流を大きくすることを特徴とする光送信装置。
An optical transmission device comprising a laser diode that outputs an optical signal, and a photodiode that monitors the optical output of the laser diode, wherein the bias current of the laser diode is negatively feedback controlled by a monitor value of the photodiode,
The modulation current of the laser diode is generated by an individually controllable laser diode driver circuit and a pre-emphasis driver circuit, and a drive current source of the pre-emphasis driver circuit is controlled based on the bias current, and the bias current is An optical transmission device characterized in that the smaller the smaller, the larger the output current of the pre-emphasis driver circuit .
前記レーザダイオードドライバ回路の駆動電流源を前記モニタ値に基づいて負帰還制御することを特徴とする請求項1に記載の光送信装置。   The optical transmission device according to claim 1, wherein negative feedback control is performed on a drive current source of the laser diode driver circuit based on the monitor value. 前記レーザダイオードの電気光変換効率が高いほど前記バイアス電流を小さくすること
を特徴とする請求項1または2に記載の光送信装置。
3. The optical transmitter according to claim 1, wherein the bias current is reduced as the electro-optical conversion efficiency of the laser diode is higher.
JP2012177575A 2012-08-09 2012-08-09 Optical transmitter Active JP6024273B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012177575A JP6024273B2 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Optical transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012177575A JP6024273B2 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Optical transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014036166A JP2014036166A (en) 2014-02-24
JP6024273B2 true JP6024273B2 (en) 2016-11-16

Family

ID=50284950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012177575A Active JP6024273B2 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Optical transmitter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6024273B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5929946B2 (en) 2014-02-27 2016-06-08 コニカミノルタ株式会社 Image forming system, relay server, communication control method, and program
CN103928842B (en) * 2014-04-23 2016-06-08 福建一丁芯半导体股份有限公司 Adopt in negative capacitance and the High speed laser diode driver IC of technology
CN110445011B (en) * 2019-07-23 2021-09-28 安徽师范大学 Laser power supply constant current driving circuit and method
CN110793951B (en) * 2019-11-28 2021-07-30 吉林大学 Spectrometer atomic fluorescence detection method based on ultra-strong short pulse power supply HCL

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4205916B2 (en) * 2002-09-03 2009-01-07 パナソニック株式会社 Extinction ratio compensation laser drive circuit and optical communication device
JP2006100555A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Seiko Epson Corp Light emitting element driving circuit and head amplifier circuit
JP5195261B2 (en) * 2008-10-14 2013-05-08 住友電気工業株式会社 Optical transmitter
JP5439970B2 (en) * 2009-06-18 2014-03-12 住友電気工業株式会社 Laser diode driving method and optical transmitter
JP2011243827A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Modulator, optical transmitter and modulation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014036166A (en) 2014-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7680421B2 (en) Multimode optical fibre communication system
JP5905064B2 (en) Electronic dispersion compensation system for DFB-DML, pre-compensation receiver and post-compensation receiver
US10389449B2 (en) Hybrid direct-modulated/external modulation optical transceiver
JP6024273B2 (en) Optical transmitter
JP6413265B2 (en) Optical modulator drive circuit
EP2487763A1 (en) Biasing circuit of electro-absorption modulated laser and debugging method thereof
US8718488B2 (en) Driver and optical transmission apparatus
JP2008112943A (en) Laser diode drive circuit
KR100909044B1 (en) Light intensity and extinction ratio adjusting device and method
JP5195261B2 (en) Optical transmitter
US20110268454A1 (en) Ld driver with an improved falling edge of driving signal and optical transmitter providing the same
WO2011096369A1 (en) Optical transmission circuit and optical communication system
JP5762943B2 (en) Optical transceiver circuit and receiving circuit
US7809034B2 (en) Auto-power control circuit to maintain extinction ratio of optical output from laser diode
US9813162B2 (en) Optical transmission circuit, optical transmission device, and optical transmission system
CN104579493A (en) Optical transceiver module with digital adjustable SBS suppression function
US7684452B1 (en) Enhancing the transition rate of a laser
US20040190569A1 (en) Apparatus for compensating for characteristics of laser diode and optical transmitter including the apparatus
JP2011249413A (en) Laser diode driving circuit
US9270378B2 (en) CML output driver
Velthaus et al. Impedance-engineered low power MZM/driver assembly for CFP4-size pluggable long haul and metro transceiver
JP5238583B2 (en) Burst optical transmitter
JP2820442B2 (en) Output Waveform Stabilization Method for Electroabsorption Optical Modulator
Adachi et al. 53-Gbaud PAM4 differential drive of a conventional EA/DFB toward driver-amplifier-less optical transceivers
US20240006846A1 (en) Optical device and optical transmitter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150727

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6024273

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250