JP6582425B2 - 温度調節システム及び温度調節方法 - Google Patents

Description

本願により開示される実施形態は温度調節システム及び温度調節方法等に関連する。

レーザビームのような電磁ビームは、例えば、長距離にわたる電話及びインターネット通信のための光ファイバシステムにおいて、ディジタルデータを伝送するために高い頻度で使用される。従って、光学技術は現代の電気通信及びデータ通信において重要な役割を果たしている。そのようなシステムで使用される光学素子の具体例は、発光ダイオードやレーザのような光源又は電磁放射源、導波管、光ファイバ、レンズ及びその他の光学素子、フォトダイオードその他の光学センサ、光学的センシング用の半導体、光変調器等を含む。

光学素子を利用するシステムは、所望のタスクを行うために、特定の波長で電磁ビームを正確に制御していることをしばしば前提とする。電磁ビームの波長は、システムにおける変動（例えば、電磁エネルギ、電圧、電流、温度等に関する変動）により乱されてしまう可能性がある。このような変動は、電磁ビームの波長を変えてしまい、システムを動作不能にしてしまうことが懸念される。

本願で説明される内容は、上記の何らかの問題点を解決する実施形態や、上記のような環境でしか動作しない実施形態に限定されない。むしろ、上記の背景技術の説明は、本願で説明される実施形態が使用されてもよい技術分野の一例を説明しているに過ぎない。

一つの側面における実施形態の課題は、光学システムを利用するシステムの動作の安定化を図ることである。

一実施形態による温度調節システムは、
温度変化に対して正に比例する第１の電流を生成するように形成される第１の電流源と、
温度変化に対して負に比例する第２の電流を生成するように形成される第２の電流源と、
第１の中間電流を生成するために前記第１の電流に第１の増幅率を適用するように形成される第１の増幅器と、
第２の中間電流を生成するために前記第２の電流に第２の増幅率を適用するように形成される第２の増幅器と、
前記第１及び第２の中間電流に基づいて熱を生成するように形成される抵抗素子と、
第１のデバイスのそばで前記抵抗素子の周囲の領域に熱が与えられた後に、前記抵抗素子の周囲の初期温度が維持されるように、前記第１及び第２の増幅率を調節して前記抵抗素子により生成される熱を調節するように形成されるコントローラと、
を有する温度調節システムである。

温度調節システムの一例を示す図。 温度調節システムの別の例を示す。 温度調節システムの別の例を示す。 デバイスの温度を調節する方法例についてのフローチャートを示す図。 本願により形成される温度調節システムを担うシリコンダイを示す図。 デバイスの温度を調節する別の方法例についてのフローチャートを示す図。

＜実施形態の概要＞
一実施形態によれば、デバイスの温度を調節するように形成される温度調節システムが提供される。「デバイス」は「装置」等と言及されてもよい。システムは、第１及び第２の電流をそれぞれ生成するように形成される第１及び第２の温度依存電流源を含んでもよい。また、システムは、第１の中間電流を生成するために第１の電流に第１の増幅率を適用するように形成される第１の増幅器と、第２の中間電流を生成するために第２の電流に第２の増幅率を適用するように形成される第２の増幅器とを含む。また、システムは、第１及び第２の中間電流に基づいて熱を生成するように形成されるヒータを含み、ヒータは、生成される熱がデバイスに影響を及ぼすように配置される。更に、システムは第１及び第２の増幅率を調節するように形成されるコントローラを含み、第１及び第２の電流源の温度変化に起因する第１及び第２の電流の変化が、近似的に等しいデバイス温度を維持するためにヒータにより生成される熱の変化となるようにする。

実施形態の課題及び効果は、少なくとも、特許請求の範囲に明確に規定される要素、特徴及び組み合わせにより実現及び達成される。

上記の一般的な説明及び以下の具体的な説明は何れも模範的又は例示的な例に関連し、特許請求の範囲に記載される内容を限定するように解釈されるべきではないことが、理解されるべきである。

＜図面＞
具体的な実施形態は添付図面を利用することにより更に具体的に詳細に記述及び説明される。

図１は温度調節システムの一例を示す。

図２Ａは温度調節システムの別の例を示す。

図２Ｂは温度調節システムの別の例を示す。

図３はデバイスの温度を調節する方法例についてのフローチャートを示す。

図４は本願により形成された温度調節システムを担うシリコンダイを示す。

図５はデバイスの温度を調節する別の方法例についてのフローチャートを示す。

＜実施形態の詳細な説明＞
一実施形態によれば、温度依存性のデバイスの温度を調節するように形成される温度調節システムが開示される。温度依存性のデバイスは出力を生成するように形成され、その出力の値はデバイスの温度に依存している。

温度調節システムは、温度に依存し、かつ、温度変化に対して正方向に比例する第１の電流を生成するように形成される第１の電流源と、温度に依存し、かつ、温度変化に対して負方向に比例する第２の電流を生成するように形成される第２の電流源とを含んでもよい。第１及び第２の電流は、温度調節システムにおいて加算され、デバイスの温度に影響を与える熱を生成するヒータに提供される。温度調節システムはコントローラを含み、コントローラは、第１及び第２の電流に適用される増幅率を制御してヒータに適用される電流を制御し、そして、生成される熱及びデバイスの温度を制御するように形成される。

コントローラは第１及び第２の電流に適用される増幅率を選択するように形成され、デバイスの近くにある他のデバイスにより、デバイスに熱が加えられる場合でさえ、デバイスの温度を一定に又は近似的に等しく維持するために、ヒータにより生成される熱量が効果的であるように、第１及び第２の電流に適用される増幅率を選択する。特に、コントローラは、デバイスの温度に依存するデバイスの所望出力値に基づいて選択される温度でデバイスを維持するように形成される。

以下、添付図面を参照しながら実施形態が説明される。

図１は、本願により説明される少なくとも１つの実施形態により形成される例示的な温度調節システム１００（以下、「システム１００」のように言及される場合がある）を示す。システム１００は、第１の電流源１１０と、第２の電流源１１２と、第１の増幅器１２０と、第２の増幅器１２２と、第３の増幅器１３０と、ヒータ１４０と、コントローラ１５０と、センサ１５２とを含む。図１はデバイス１６０も示しており、そのデバイス１６０の温度を調節するように、システム１００は形成される。

第１の電流源１１０は、第１の電流を生成し、第１の電流を第１の増幅器１２０に提供するように形成されてもよい。第１の電流源１１０は、第１の電流が温度変化に対して正方向に比例するような(positively proportional)温度依存性を有していてもよい。「正方向に比例する」とは、０又は正の比例係数で実質的に比例することを意味する。例えば、第１の電流は、第１の電流源１１０の温度が上昇するにつれて増加し、第１の電流源１１０の温度が下降するにつれて減少してもよい。一実施形態において、第１の電流源１１０は、バイポーラトランジスタ又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）トランジスタを含んでいてもよい。代替的又は追加的に、第１の電流源１１０は、他の受動的又は能動的な回路装置との組み合わせ形態又は単独形態により、同種又は異種の複数のトランジスタの組み合わせを含んでもよい。

第２の電流源１１２は、第２の電流を生成し、第２の電流を第２の増幅器１２２に提供するように形成されてもよい。第２の電流源１１２は、第２の電流が温度変化に対して負方向に比例するような(negatively proportional)温度依存性を有していてもよい。「負方向に比例する」とは、０又は負の比例係数で実質的に比例することを意味する。例えば、第２の電流は、第２の電流源１１２の温度が上昇するにつれて減少し、第２の電流源１１２の温度が下降するにつれて増加してもよい。一実施形態において、第２の電流源１１２は、バイポーラトランジスタ又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）トランジスタを含んでいてもよい。代替的又は追加的に、第２の電流源１１２は、他の受動的又は能動的な回路装置との組み合わせ形態又は単独形態により、同種又は異種の複数のトランジスタの組み合わせを含んでもよい。

第１の増幅器１２０は、第１の電流源１１０からの第１の電流を受信し、第１の電流に第１の増幅率を適用して第１の中間電流を生成するように形成されてもよい。第１の中間電流は第３の増幅器１３０に与えられてもよい。

第１の増幅器１２０により適用される第１の増幅率は、１であってもよいし、１未満であってもよいし或いは１より大きくてもよい。第１の増幅器１２０が第１の電流に適用する第１の増幅率を変更できるように、第１の増幅器１２０は可変増幅器として形成されてもよい。従って、第１の中間電流の大きさは、第１の増幅器１２０により適用される第１の増幅率に依存して変動する。第１の増幅器１２０の第１の増幅率の大きさは、コントローラ１５０により制御されてもよい。

第２の増幅器１２２は、第２の電流源１１２からの第２の電流を受信し、第２の電流に第２の増幅率を適用して第２の中間電流を生成するように形成されてもよい。第２の中間電流は第３の増幅器１３０に与えられてもよい。従って、第３の増幅器１３０は、第１及び第２の中間電流の合計を受信してもよい。「合計」は「加算」又は「和」等と言及されてもよい。

第２の増幅器１２２により適用される第２の増幅率は、１であってもよいし、１未満であってもよいし或いは１より大きくてもよい。第２の増幅器１２２が第２の電流に適用する第２の増幅率を変更できるように、第２の増幅器１２２は可変増幅器として形成されてもよい。従って、第２の中間電流の大きさは、第２の増幅器１２２により適用される第２の増幅率に依存して変動する。第２の増幅器１２２の第２の増幅率の大きさは、コントローラ１５０により制御されてもよい。

第３の増幅器１３０は、第１及び第２の増幅器１２０及び１２２からの第１及び第２の中間電流の和を受信するように形成されてもよい。第３の増幅器１３０は、第１及び第２の中間電流の和に第３の増幅率を適用して熱電流を生成するように形成されてもよい。熱電流はヒータ１４０に提供されてもよい。

第３の増幅器１３０により適用される第３の増幅率は、１であってもよいし、１未満であってもよいし或いは１より大きくてもよい。第３の増幅器１３０が、第１及び第２の中間電流の和に適用する第３の増幅率を変更できるように、第３の増幅器１３０は可変増幅器として形成されてもよい。従って、熱電流の大きさは、第３の増幅器１３０により適用される第３の増幅率に依存して変動する。第３の増幅器１３０の第３の増幅率の大きさは、コントローラ１５０により制御されてもよい。

ヒータ１４０は、熱電流を受信し、熱電流に基づいて熱を生成するように形成されてもよい。例えば、熱電流が増加する場合にはヒータ１４０が熱を多く生成するように形成され、熱電流が減少する場合にはヒータ１４０が熱を少なく生成するように形成されてもよい。

ヒータ１４０により生成される熱がデバイス１６０の温度に影響を及ぼすように、ヒータ１４０はデバイス１６０の近くに配置されてもよい。従って、ヒータ１４０が熱を多く発生する場合、デバイス１６０の温度は上昇する可能性があり、ヒータ１４０が熱を少なく発生する場合、デバイス１６０の温度は減少する可能性がある。一実施形態では、デバイス１６０の温度がヒータ１４０付近の温度に等しくなるような位置関係又は近似的に等しくなるような位置関係で、ヒータ１４０及びデバイス１６０が配置されていてもよい。代替的又は追加的に、デバイス１６０の温度がヒータ１４０付近の温度に近似的に等しくないようにする位置関係で、ヒータ１４０及びデバイス１６０が配置されていてもよい。例えば、ヒータ１４０付近の温度が、デバイス１６０の温度と、１％、５％、１０％、１５％、２０％又は他のパーセンテージだけ異なるように、ヒータ１４０及びデバイス１６０の間に１つ以上の異なるタイプの材料が存在してもよい。従って、ヒータ１４０の温度及びデバイス１６０の温度は、近似的に等しい場合でも等しくない場合でも、相互に関連付けられる。

一実施形態では、第１の電流源１１０及び第２の電流源１１２は、ヒータ１４０により生成される熱が第１及び第２の電流源１１０及び１２０の温度に影響を及ぼすように、ヒータ１４０の近くに配置されてもよい。第１及び第２の電流源１１０及び１１２の温度に影響を及ぼすことにより、ヒータ１４０は、第１及び第２の電流源１１０及び１１２によりそれぞれ生成される第１及び第２の電流の大きさに影響を及ぼしてもよい。デバイス１６０の近くに存在しかつデバイス１６０の温度に影響を及ぼす熱を生成する他のデバイスが、第１及び第２の電流源１１０及び１１２の温度にも影響を及ぼすように、第１及び第２の電流源１１０及び１１２はデバイス１６０の近くに配置されていてもよい。

デバイス１６０は、温度に依存する値の出力を生成するように形成される任意のタイプの装置を含んでよい。例えば、デバイス１６０は光学装置を含み、デバイスの出力は電磁ビームを含んでもよい。電磁ビームの値は、温度に依存する電磁ビーム波長(の値)
を含んでもよい。例えば、デバイス１６０の温度が上昇する場合には電磁ビームの波長が増加し、デバイス１６０の温度が下降する場合には電磁ビームの波長が減少するかもしれない。

別の例として、デバイス１６０は、電圧である出力を有する電圧源を含んでもよい。デバイス１６０により出力される電圧の値は、電圧の大きさ（の値）を含んでもよい。温度の上昇とともに電圧の大きさが増加し、温度の下降とともに電圧の大きさが減少するように、デバイス１６０は形成されていてもよい。

センサ１５２は、デバイス１６０の出力値を検出し、検出された出力値をコントローラ１５０に提供するように形成されてもよい。例えば、デバイス１６０が光学装置であった場合、センサ１５２は、光学装置により出力される電磁ビームの波長を検出するように形成されたフォトダイオードを含んでもよい。

コントローラ１５０は、検出された出力値をセンサ１５２から受信するように形成される。コントローラ１５０は、第１、第２、第３の増幅器１２０、１２２、１３０についての第１、第２、第３の増幅率を決定するように形成されてもよい。第１、第２、第３の増幅率を調節することにより、コントローラ１５０は、熱電流を調節し、ヒータ１４０により生成される熱を調節する。ヒータ１４０により生成される熱を調節することにより、コントローラ１５０はデバイス１６０の温度を制御する。デバイス１６０の温度を制御することにより、コントローラ１５０は、デバイス１６０の出力値を制御してもよい。

一実施形態において、コントローラ１５０は、デバイス１６０が所望値の出力を有する結果をもたらす第１、第２、第３の増幅率の大きさを選択するように形成されてもよい。コントローラは、先に、第１、第２、第３の増幅率の大きさを選択し、検出された出力値をセンサ１５２から受信してもよい。検出された出力値に基づいて、コントローラ１５０は、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさを調節してデバイス１６０の温度を調節し、これにより、デバイス１６０の出力値を、特定の値（例えば、所望値）に等しくなるように又は近似的に等しくなるように調節してもよい。デバイス１６０の出力値が特定の値に等しい又は近似的に等しい結果をもたらすデバイス１６０の温度は、デバイス１６０の所望値として決定されてもよい。

デバイス１６０の近傍にある他のデバイス（図示せず）からデバイス１６０に及ぶ熱量が変化した後に、コントローラ１５０は、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさを再び調節してヒータ１４０により生成される熱を調節し、これにより、デバイス１６０の所望の温度を維持してもよい。例えば、デバイス１６０の出力値がデバイス１６０の所望出力値に等しく又は１％、２％、５％、１０％又は他のパーセンテージの範囲内で維持されるように、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上を調節し直してデバイス１６０の所望の温度を維持しようとしてもよい。第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上を調整してデバイス１６０の所望の温度を維持することにより、コントローラ１５０は、ヒータ１４０の周囲の温度を維持してもよい。

他のデバイスからデバイス１６０に熱が加えられた後、コントローラ１５０により選択される第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさは、ヒータ１４０からデバイス１６０に加えられる熱の更なる変化が、ヒータ１４０により生成される熱をシステム１００に自動的に（例えば、コントローラ１５０からの入力なしに）調整させるように、選択される。例えば、第１及び第２の電流源１１０及び１１２の温度変化に起因する第１及び第２の電流の変化が、ヒータ１４０により生成される熱の変化となり、デバイス１６０の温度を所望の温度に近似的に維持するように、コントローラ１５０は第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上を調整するように形成されてもよい。

システム１００は、温度依存性を有する第１及び第２の電流源１１０及び１１２に基づいて、ヒータ１４０により生成される熱を自動的に調節するように動作してもよい。その場合、第１及び第２の電流源１１０及び１１２は温度に依存するので、他のデバイスからデバイス１６０に加えられる熱の変化は、第１及び第２の電流源１１０及び１１２に加わる熱にも影響する。第１及び第２の電流源１１０及び１１２に加えられる熱の変化は、第１及び第２の電流の大きさの変化に帰結する。第１及び第２の電流の大きさの変化は熱電流を変化させ、ヒータ１４０が生成する熱量を調節する。ヒータ１４０により生成される熱を調節することにより、デバイス１６０の温度は所望の温度に近似的に維持される。その結果、システム１００は、コントローラ１５０による増幅率の如何なる調節も（更には）行うことなく自動的に、デバイス１６０に加わる熱の更なる変化を補償する。その結果、デバイス１６０からの出力値やデバイス１６０の温度に関する他のフィードバック情報等のようなセンサ１５２からの情報を当てにすることなく、システム１００はデバイス１６０に加わる熱の更なる変化を引き起こす。

様々な形態でデバイス１６０に熱が加えられた後に、コントローラ１５０は、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の調整の仕方を決定するように形成されてもよい。一実施形態において、コントローラ１５０は、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさについての調整量を計算してもよい。その調整量の計算は、デバイス１６０に他のデバイスから熱が加えられる前に２つ以上の増幅率の間に成立する関係に基づいていてもよい。一実施形態において、２つ以上の増幅率の間の関係は、他のデバイスによる熱の変化が生じる前に所望の温度において第１及び第２の電流源１１０及び１１２によりそれぞれ生成される第１及び第２の電流と、デバイス１６０の所望の温度とに基づいていてもよい。

代替的又は追加的に、コントローラ１５０は、センサ１５２からのフィードバックを利用して、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさの調整の仕方を決定してもよい。これら及び他の実施形態において、コントローラ１５０は、第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさについての可能な範囲にわたって掃引を行い、デバイス１６０の検出された出力値と、デバイス１６０の所望の出力値とを比較してもよい。第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上についての選択される大きさは、所望値に等しい又は近似的に等しい検出値をもたらす結果となり、その選択される大きさは、デバイス１６０の所望の温度を維持するために使用される第１、第２、第３の増幅率のうちの１つ以上の大きさとして決定される。これら及び他の実施形態において、コントローラ１５０は、他のデバイスによるデバイス１６０に対する熱変化が生じる前に成立する２つ以上の増幅率の間の関係を維持しながら、第１、第２、第３の増幅率のうちの２つ以上の大きさについての可能な範囲にわたって掃引を行ってもよい。例えば、コントローラ１５０は、デバイス１６０に対する熱変化が生じる前にデバイス１６０が所望値の出力を有する結果となる２つ以上の増幅率の間の関係を維持しながら、第１、第２、第３の増幅率のうちの２つ以上の大きさについての可能な範囲にわたって掃引を行ってもよい。本願による開示範囲を超えることなく、システム１００に対する変形、追加又は省略等がなされてもよい。

図２Ａは、本願により説明される少なくとも１つの実施形態により形成される他の温度調節システム２００Ａ（「システム２００Ａ」と言及される）の具体例を示す。システム２００Ａは、第１の電流源２１０と、第２の電流源２１２と、第１の増幅器２２０と、第２の増幅器２２２と、第３の増幅器２３０と、抵抗素子２４０と、コントローラ２５０と、フォトダイオード２５２と、光変調器２６０とを含む。

第１の電流源２１０は、温度に依存する第１の電流Ｉ_ｐを生成するように形成され、一例として第１の電流は次式により表現されてもよい：
Ｉ_ｐ（ΔＴ）＝Ｉ_ｏｐ＋Ｋ_ｐΔＴ
ここで、Ｉ_ｏｐは初期温度における第１の電流源２１０からの電流であり、Ｋ_ｐは第１の電流源２１０の温度変化に対する正の比例係数であり、ΔＴは初期温度からの温度変化である。

第２の電流源２１２は、温度に依存する第２の電流Ｉ_ｎを生成するように形成され、一例として第２の電流は次式により表現されてもよい：
Ｉ_ｎ（ΔＴ）＝Ｉ_ｏｎ＋Ｋ_ｎΔＴ
ここで、Ｉ_ｏｎは初期温度における第２の電流源２１２からの電流であり、Ｋ_ｎは第２の電流源２１２の温度変化に対する負の比例係数であり、ΔＴは初期温度からの温度変化である。

第１及び第２の電流源２１０及び２１２は、第１及び第２の電流Ｉ_ｐ及びＩ_ｎをそれぞれ第１及び第２の増幅器２２０及び２２２に提供する。

第１の増幅器２２０は、第１の増幅率Ｇ_ｐを第１の電流Ｉ_ｐに適用し、Ｇ_ｐＩ_ｐに等しい第１の中間電流Ｉ_ｐｉｎｔを生成するように形成される可変増幅器を含む。第１の増幅率Ｇ_ｐの大きさはコントローラ２５０により制御されてもよい。

第２の増幅器２２２は、第２の増幅率Ｇ_ｎを第２の電流Ｉ_ｎに適用し、Ｇ_ｎＩ_ｎに等しい第２の中間電流Ｉ_ｎｉｎｔを生成するように形成される可変増幅器を含む。第２の増幅率Ｇ_ｎの大きさはコントローラ２５０により制御されてもよい。

第１及び第２の中間電流Ｉ_ｐｉｎｔ及びＩ_ｎｉｎｔは、Ｇ_ｐＩ_ｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｎに等しい第３の中間電流Ｉ_ｓｕｍを生成するように合計される。第３の中間電流Ｉ_ｓｕｍも温度依存性を有する。第３の中間電流Ｉ_ｓｕｍは第３の増幅器２３０に与えられる。第３の増幅器２３０は、第３の増幅率Ｇ_ｔを第３の中間電流Ｉ_ｓｕｍに適用し、Ｇ_ｔＩ_ｓｕｍに等しい熱電流Ｉ_ｈを生成するように形成される可変増幅器を含む。第３の増幅率Ｇ_ｔの大きさはコントローラ２５０により制御されてもよい。熱電流Ｉ_ｈは抵抗素子２４０に提供される。一例として熱電流Ｉ_ｈは次式により表現されてもよい。

Ｉ_ｈ（ΔＴ）＝Ｇ_ｔ（Ｇ_ｐ（Ｉ_ｏｐ＋Ｋ_ｐΔＴ）＋Ｇ_ｎ（Ｉ_ｏｎ＋Ｋ_ｎΔＴ））
抵抗素子２４０は、温度依存性を有する抵抗Ｒを有し、一例として温度依存性は次式により表現されてもよい：
Ｒ（ΔＴ）＝Ｒ_０＋Ｋ_ｒΔＴ
ここで、Ｒ_０は初期温度における抵抗素子２４０の抵抗であり、Ｋ_ｒは抵抗素子２４０の温度係数であり、ΔＴは初期温度からの温度変化である。これら及び他の実施形態において、抵抗素子２４０は、第３の増幅器２３０から出力される熱電流Ｉ_ｈが（抵抗素子２４０に）提供される場合に、熱を生成する抵抗器又はその他の抵抗素子を含んでもよい。

抵抗素子２４０に流れる熱電流Ｉ_ｈは、Ｉ_ｈ ^２×Ｒの電力をもたらす。熱電流Ｉｈにより生じる電力は、抵抗素子２４０の周辺領域の温度Ｔ影響を及ぼし、一例として、抵抗素子２４０の周辺領域の温度Ｔは次式のように表現されてもよい：
Ｔ＝Ｉ_ｈ ^２（ΔＴ）×Ｒ（ΔＴ）×Ｋ_ｔ
ここで、Ｋ_ｔは抵抗素子２４０を包囲する媒体又は媒質の熱抵抗である。展開すると、抵抗素子２４０の周辺の温度Ｔの数式は、次式のように表現される：
Ｔ＝Ｇ_ｔ ^２×（Ｇ_ｐ（Ｉ_ｏｐ＋Ｋ_ｐΔＴ）＋Ｇ_ｎ（Ｉ_ｏｎ＋Ｋ_ｎΔＴ））^２×（Ｒ_０＋Ｋ_ｒΔＴ）×Ｋ_ｔ
温度Ｔが初期温度である場合、温度変化ΔＴはゼロであると仮定してよい。この場合、温度Ｔは次式のように表現される：
Ｔ＝Ｇ_ｔ ^２×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）^２×Ｒ_０×Ｋ_ｔ
温度Ｔが初期温度に等しくない温度であり、温度変化ΔＴの二次以上の高次成分が無視される場合、温度Ｔは次式のように表現される：
Ｔ＝（Ｇ_ｔ ^２×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）^２×Ｒ_０×Ｋ_ｔ）＋（（Ｇ_ｔ ^２×Ｋ_ｔ×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ））×（（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）×Ｋ_ｒ）×（（Ｇ_ｐＫ_ｐ＋Ｇ_ｎＫ_ｎ）×Ｒ_０））ΔＴ
光変調器２６０は、抵抗素子２４０の周辺領域の中に配置され、抵抗素子２４０により生成される熱の影響を受ける。抵抗素子２４０の周囲の温度Ｔの数式は、光変調器２６０の温度を表現する、と仮定されてもよい。

光変調器２６０は、特定の波長の電磁ビームを出力するように形成されてもよい。電磁ビームの波長は、光変調器２６０の温度に依存してもよい。

フォトダイオード２５２は、光変調器２６０からの電磁ビームの一部を受けるように配置され、電磁ビームの波長を表現する電流及び/又は電圧を生成するように形成されてもよい。フォトダイオード２５２は、生成された電流及び/又は電圧をコントローラ２５０に提供するように形成される。

コントローラ２５０は、電磁ビームの波長を表現する電流及び/又は電圧をセンサ１５２（フォトダイオード２５２）から受信するように形成されてもよい。コントローラ２５０は、第１、第２、第３の増幅器２２０、２２２、２３０の第１、第２、第３の増幅率Ｇ_ｐ、Ｇ_ｎ、Ｇ_ｔの大きさをそれぞれ決定するように形成されてもよい。第１、第２、第３の増幅率の大きさを調節することにより、コントローラ２５０は、熱電流を調節し、抵抗素子２４０により生成される熱を調節してもよい。抵抗素子２４０により生成される熱を調節することにより、コントローラ２５０は、光変調器２６０の温度を制御してもよい。光変調器２６０の温度を制御することにより、コントローラ２５０は、光変調器２６０の出力値を制御してもよい。一実施形態では、第１及び第２の電流源２１０及び２１２の温度変化に起因する第１及び第２の電流Ｉ_ｐ及びＩ_ｎの変化が、抵抗素子２４０により生成される熱の変化をもたらす結果となるように、コントローラ２５０は、第１、第２、第３の増幅率Ｇ_ｐ、Ｇ_ｎ、Ｇ_ｔのうちの１つ以上の大きさを調整するように形成されてもよい。たとえ他のデバイスにより熱が光変調器２６０に加えられる場合でさえ、抵抗素子２４０により生成される熱の変化は、光変調器２６０の近似的に同じ温度を維持する結果をもたらす。

以下、システム２００Ａの動作例を説明する。システム２００Ａ及び光変調器２６０は初期温度にあると仮定する。最初の校正段階（又はキャリブレーション段階）の際に、コントローラ２５０は、第１及び第２の増幅率Ｇｐ及びＧｎを選択し、第１及び第２の増幅率Ｇｐ及びＧｎをそれぞれ第１及び第２の増幅器２２０及び２２２に通知する。コントローラ２５０は、システム２００Ａにより使用された以前（又は過去）の増幅率、他の計算結果又は他の要因に基づいて、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎをランダムに選択してもよい。

第１及び第２の増幅器２２０及び２２２は、第１及び第２の電流源２１０及び２１２により生成される第１及び第２の電流Ｉ_ｐ及びＩ_ｎにそれぞれ第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを適用し、第１及び第２の中間電流Ｇ_ｐＩ_ｐ及びＧ_ｎＩ_ｎを生成する。第１及び第２の中間電流Ｇ_ｐＩ_ｐ及びＧ_ｎＩ_ｎは、電流Ｉ_ｓｕｍを形成するように合成されて第３の増幅器２３０に提供される。

コントローラ２５０は、初期の第３の増幅率Ｇ_ｔを選択し、初期の第３の増幅率Ｇ_ｔを第３の増幅器２３０に与えてもよい。初期の第３の増幅率Ｇ_ｔは、システム２００Ａにより使用された以前の増幅率、他の計算結果又は他の要因に基づいて、ランダムに選択されてもよい。第３の増幅器２３０は、第３の増幅率Ｇ_ｔをＩ_ｓｕｍに適用し、抵抗素子２４０に提供される熱電流Ｉ_ｈを生成してもよい。抵抗素子２４０は、光変調器２６０の温度を変える電力を生成してもよい。

光変調器２６０は、初期の波長（初期波長）を有する電磁ビームを生成してもよい。フォトダイオード２５２は、その電磁ビームを受信し、電磁ビームの波長を表現する電流及び/又は電圧をコントローラ２５０に送出してもよい。コントローラ２５０は、電磁ビームの波長を確認し、確認された波長を所望の波長と比較してもよい。この場合における「確認」は「判定」、「判別」、「決定」等と言及されてもよい。所望の波長は、光変調器２６０が動作しているシステムに基づいて又はその他の要因に基づいて決定されてもよい。

確認された波長が所望の波長に等しくない場合、コントローラ２５０は、熱電流Ｉ_ｈを増やす又は減らすように第３の増幅率Ｇ_ｔを調節し、これにより光変調器２６０の温度を調節してもよい。コントローラ２５０は、電磁ビームの波長を監視して第３の増幅率Ｇｔを調整することを、電磁ビームの波長が所望の波長に等しくなる又は近似的に等しくなるまで継続してもよい。所望の波長に等しい又は近似的に等しい電磁ビームの波長をもたらす結果となる第３の増幅率Ｇ_ｔは、「最終的な第３の増幅率Ｇ_ｔ」のように言及されてもよい。電磁ビームの波長が所望の波長に等しくなった場合又は近似的に等しくなった場合、システム２００Ａの最初の校正段階は完了してもよい。

最初の校正段階の後（例えば、電磁ビームの波長が所望の波長に等しい又は近似的に等しくなった後）、光変調器２６０の温度は、「所望の温度」のように言及され、一例として次式により表現されてもよい：
Ｔ＝Ｇ_ｔ ^２×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）^２×Ｒ_０×Ｋ_ｔ
上記の数式によれば、最初の校正段階の最中に、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎは一定のままである一方、第３の増幅率Ｇｔが変動する可能性がある。

一実施形態では、初期に選択された第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを利用すると、熱電流Ｉ_ｈを調整して電磁ビームの波長を所望の波長に等しくする又は近似的に等しくするために十分な増幅範囲を、第３の増幅器２３０が有していないかもしれない。これら及び他の実施形態において、コントローラ２５０は、電磁ビームの波長が所望の波長に等しくなる又は近似的に等しくなる結果をもたらす第１、第２、第３の増幅率Ｇｐ、Ｇｎ、Ｇｔの組み合わせが決定されるまで、第１及び第２の増幅率Ｇｐ及びＧｎを調節して第３の増幅率Ｇｔを所望値を目指して調節することを実行する。

最初の校正段階の後、光変調器２６０の近くにある１つ以上の装置により光変調器２６０に加えられる熱は増加又は減少し、光変調器２６０の温度を所望温度から変化させる結果を招く。光変調器２６０付近の装置は、光変調器２６０を温める主要な作用を有する何らかの装置であってよい。代替的又は追加的に、そのような装置は動作中に熱を発するかもしれない。これら及び他の実施形態において、熱の発生は、装置の主要な動作ではなく、装置の主要な動作の副産物であってもよい。例えば、装置は、プロセッサ、アナログディジタル変換器、ディジタルアナログ変換器、増幅器、他の何らかのディジタル又はアナログ装置であってもよいし、或いは、動作中に発熱する様々な装置の何らかの組み合わせであってもよい。光変調器２６０に加えられる熱は、第１及び第２の電源２１０及び２１２の温度に影響を及ぼし、第１及び第２の電流Ｉ_ｐ及びＩ_ｎを変化させる。

光変調器２６０の温度が所望温度から変化した後、システム２００Ａは、光変調器２６０の温度を所望温度に戻すための第２の校正段階を実行してもよい。一実施形態において、第２の校正段階は、温度が変化して所望温度とは異なる温度で安定した後に実行されてもよい。一実施形態において、コントローラ２５０は、光変調器２６０の温度変化に起因する所望温度に等しくない又は近似的に等しくない電磁ビームの波長に基づいて、第２の校正段階を開始することを決定してもよい。

第２の校正段階において、コントローラ２５０は、第３の増幅率Ｇ_ｔを、第１の（最初の）校正段階の際に決定した最終的な第３の増幅率Ｇ_ｔの大きさに維持してもよい。コントローラ２５０は、電磁ビームの波長が再び所望の波長に等しくなる又は近似的に等しくなるように、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを調整してもよい。

光変調器２６０に対する追加的な温度変化が、抵抗素子２４０により生成される熱の変化を招き、光変調器２６０の温度を所望温度に維持するように、コントローラ２５０は、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎについての調整の仕方を選択してもよい。例えば、他の装置により生じた第１及び第２の電流源２１０及び２１２の温度変化に起因する第１及び第２の電流Ｉ_ｐ及びＩ_ｎの変化が、熱電流Ｉ_ｈを変化させるように、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎについての調節の仕方が決定されてもよい。抵抗素子２４０により生成される熱が、他の装置により加えられる熱変化を補償して光変調器２６０の温度を所望温度に維持するような形態で、熱電流Ｉ_ｈが変動してもよい。

上述したように、熱が他の装置により加えられた後の光変調器２６０の温度Ｔは、次のように表現される：
Ｔ＝（Ｇ_ｔ ^２×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）^２×Ｒ_０×Ｋ_ｔ）＋（（Ｇ_ｔ ^２×Ｋ_ｔ×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ））×（（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）×Ｋ_ｒ）×（（Ｇ_ｐＫ_ｐ＋Ｇ_ｎＫ_ｎ）×Ｒ_０））ΔＴ
第２の校正段階の際に、コントローラ２５０は、ΔＴの一次の項がゼロになるように、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを調節するように形成されてもよい。ΔＴの一次の項をゼロにすることにより、上述したように、コントローラ２５０は、システム２００Ａに、温度の更なる変化を自動的に補償させてもよい。例えば、無視することが可能である理由によりΔＴの高次項をゼロに設定しながら、ΔＴの一次の項をゼロにできるならば、温度Ｔの数式は、次式により記述できる。

Ｔ＝（Ｇ_ｔ ^２×（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）^２×Ｒ_０×Ｋ_ｔ）
その結果、温度Ｔは温度変化に依存しなくなり、第１の校正段階の際に決定された所望温度についての数式に等しくなる。従って、光変調器２６０の温度を所望温度に維持するために、コントローラ２５０は、第１の校正段階の際に決定された第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎの間の関係を維持するように、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎについての調節の仕方を選択してもよい。特に、光変調器２６０の所望温度についての数式における（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）の項が一定のまま残るように、コントローラ２５０はその関係を維持してもよい。

第２の校正段階の際に（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）の項を一定に維持し、第３の増幅率Ｇ_ｔを調節しないことにより、第２の校正段階の後の温度は、所望温度を維持する。その結果、電磁ビームの波長は所望の波長に等しい又は近似的に等しくなる。更に、コントローラ２５０が、第１、第２、第３の増幅率Ｇ_ｐ、Ｇ_ｎ、Ｇ_ｔ又はシステム２００Ａの他の要素を調節せずに、システム２００Ａは、他のデバイスにより加わる熱の変化に基づいて抵抗素子２４０により生成される熱を調節し、光変調器２６０を所望温度に維持し続けるように形成されてもよい。

一実施形態では、第１の校正段階の際に選択された第１、第２、第３の増幅率Ｇ_ｐ、Ｇ_ｎ、Ｇ_ｔは、ΔＴの一次の項をゼロにするように、第２及び第３の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを調節することを許容しないかもしれない。これら及び他の実施形態では、異なる「最終的な第３の増幅率Ｇ_ｔ」を選択するために、異なる増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎとともに第１の校正段階が再び実行され、その後に、第１及び第２の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを調節する第２の校正段階が続いてもよい。

一実施形態において、コントローラ２５０は、上記の方式を用いて調節の仕方を計算することにより、第２及び第３の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｔについての調節の仕方を決定してもよい。代替的に、コントローラ２５０は、フォトダイオード２５２からの波長情報を監視しながら、（Ｇ_ｐＩ_ｏｐ＋Ｇ_ｎＩ_ｏｎ）の項を一定に維持する方式で、第２及び第３の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎを掃引することにより、第２及び第３の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎについての調節の仕方を決定してもよい。電磁ビームの波長が所望の波長であることを、フォトダイオード２５２からの波長情報が示している場合、その時点の第２及び第３の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎは、ΔＴの一次の項をゼロにするような第２及び第３の増幅率Ｇ_ｐ及びＧ_ｎである。本願の開示範囲から逸脱することなく、システム２００Ａに対する変形、付加又は削除等がなされてもよい。

図２Ｂは、本願により説明される少なくとも１つの実施形態により形成される他の温度調節システム２００Ｂ（「システム２００Ｂ」と言及される）の具体例を示す。システム２００Ｂは、システム２００Ａと、第４の増幅器２３２と、第２の抵抗素子２４２と、第２の光変調器２６２と、第２のフォトダイオード２５４とを含む。

第４の増幅器２３２、第２の抵抗素子２４２、第２の光変調器２６２、第２のフォトダイオード２５４は、第３の増幅器２３０、抵抗素子２４０、光変調器２６０、フォトダイオード２５２のような図２Ａのシステム２００Ａにおける要素にそれぞれ類似している。

第４の増幅器２３２は、第４の増幅率を第３の電流Ｉ_ｓｕｍに適用し、第２の抵抗素子２４２に提供される第２の熱電流を生成するように形成されてもよい。コントローラ２５０は、第４の増幅器２３２により第３の電流Ｉ_ｓｕｍに適用される第４の増幅率を調節するように形成されてもよい。第２の抵抗素子２４２は、熱電流を受けて、第２の光変調器２６２を熱するために使用される熱を生成してもよい。第１の校正段階の際に、コントローラ２５０は、第２の光変調器２６２から出力される電磁ビームの波長に関する波長情報（第２のダイオード２５４からの波長情報）に基づいて、第４の増幅率を調節するように形成されてもよい。第２の校正段階の際には、コントローラ２５０は、フォトダイオード２５２又はフォトダイオード２５４の何れかからの波長情報を利用して、或いは、フォトダイオード２５２又は別のフォトダイオード２５４に基づく数式を利用して、第１及び第２の増幅率を調節してもよい。

図３は本願により説明される少なくとも１つの実施形態によるデバイスの温度を調節する方法例についてのフローチャートを示す。一実施形態において、方法３００は、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図４に示す温度調節システム１００、２００Ａ、２００Ｂ、４１０のような温度調節システムにより実行されてもよい。複数の個別的なブロックにより示されているが、所望の実施形態に依存して、個々のブロックは更なるブロックに分割されてもよいし、複数のブロックがより少数のブロックに統合されてもよいし、１つ以上のブロックが省略されてもよい。

方法３００はブロック３０２から始まり、ブロック３０２では第１及び第２の増幅率が選択される。第１及び第２の増幅率は、温度依存性を有する２つの電流源によりそれぞれ生成される第１及び第２の電流に適用される増幅率である。第１及び第２の増幅率は、ランダムに選択されてもよいし、或いは、方法３００を実行する温度調節システムにより使用された過去の増幅率に基づいていてもよい。第１及び第２の増幅率は、第１及び第２の中間電流を生成するために第１及び第２の電流に適用される。

ブロック３０４において、第３の増幅率が調節される。第３の増幅率は、第１及び第２の中間電流の合計に適用される増幅率である。第１及び第２の中間電流の増幅された合計は、デバイスの温度に依存する値の出力を生成するデバイスの温度を調節するための熱を生成するように使用される。

ブロック３０６において、デバイスの出力が特定の値に等しい又は近似的に等しいかどうかが判断される。特定の値はデバイスの出力についての所望値であってもよい。デバイスの出力が所望値に等しい又は近似的に等しい場合、方法３００はブロック３０８に進む。デバイスの出力が所望値に等しくなく、近似的にも等しくない場合、方法３００はブロック３０４に戻る。

ブロック３０８において、デバイスの温度は変わったか否かが判断される。一実施形態において、デバイスの温度が変動しかつ安定したか否かが判断されてもよい。一実施形態において、デバイスの出力値の変化に基づいて、デバイスの温度が変わったか否かが判断されてもよい。デバイスの温度が変わっている場合、方法３００はブロック３１０に進む。デバイスの温度が変わってない場合、方法３００はブロック３０８に戻る。

ブロック３１０において、第１及び第２の増幅率が調節される。一実施形態において、ブロック３０２において選択された第１及び第２の増幅率の関係と、第１及び第２の増幅率が適用される第１及び第２の電流とに基づいて、第１及び第２の増幅率が調節されてもよい。

当業者は、本願により開示される上記及び他のプロセス並びに方法に関し、プロセス及び方法で実行される機能は異なる順序で実行されてもよいことを認めるであろう。説明されたステップ及び処理は単なる例示として与えられているに過ぎず、開示される実施形態の本質から逸脱することなく、ステップ及び処理のうちの一部は選択的であってもよいし、より少数のステップ及び処理に統合されてもよいし、ステップ及び処理を追加するように拡張されてもよい。

例えば、方法３００は、デバイスの出力が特定の値に等しい又は近似的に等しくなるように、第１及び第２の増幅率が調節されているか否かを判断するステップを更に含んでもよい。デバイスの出力が特定の値に等しい又は近似的に等しくなるように、第１及び第２の増幅率が調整されていない場合、方法３００はブロック３０２を再び開始してもよい。

図４は本願で説明される少なくとも１つの実施形態に従って形成される温度調節システムを担うシリコンダイ４００を示す。シリコンダイ４００はシリコンダイ上に形成される第１のデバイス４２０及び第２のデバイス４３０を含む。第１のデバイス４２０は、温度に依存する値を有する出力を生成するように形成されるデバイスであってもよい。第２のデバイス４３０は、シリコンダイ４００を含むシステムの動作に関連する動作を行うデバイスであってもよい。第２のデバイス４３０は、第１のデバイス４２０の温度に影響を及ぼす熱をその動作中に発生するかもしれない。

第１のデバイス４２０の出力が特定の値に等しくなる又は近似的に等しくなるように、温度調節システム４１０は、第１のデバイス４２０の温度を所望温度に調整するように形成され、特定の値は、例えば、シリコンダイ４００を含むシステムの動作に対する所望値であってもよい。温度調節システム４１０は、システム内の設定（例えば、増幅率の設定）を調節することにより、第１の校正段階の際に、第１のデバイス４２０の温度を所望温度に調節してもよい。第２のデバイス４３０の動作が第１のデバイス４２０の温度に影響を及ぼす期間の後、温度調節システム４１０は、システム内の設定（例えば、増幅率の設定）を調節することにより、第２の校正段階の際に、温度を所望温度に調節してもよい。温度調節システム４１０は、第２の校正段階の後、第２のデバイス４３０による変化に起因する第１のデバイス４２０の更なる温度変化を、システム内の設定を調整することなく、自動的に補償するように形成されていてもよい。

一実施形態において、温度調節システム４１０の機能は、温度調節システム４１０に含まれるプロセッサ４１２及びメモリ４１４により実行又は制御されてもよい。プロセッサ４１２は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでいてもよいし、或いは、プログラム命令を解釈及び/又は実行する及び/又はデータを処理するように形成される他の任意のディジタル又はアナログ回路を含んでいてもよい。一実施形態において、プロセッサ４１２は、プログラム命令を解釈及び/又は実行し、及び/又は関連するメモリに保存されているデータを処理する。図１には単独のプロセッサ４１２が示されているが、温度調節システム４１０は複数のプロセッサ４１２を含んでいてもよい。

メモリ４１４は或る時間期間の間にプログラム命令及び/又はデータを保持するように形成される適切な如何なるコンピュータ可読媒体（コンピュータにより読み取られることが可能な媒体）を含んでもよい。限定ではない具体例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、有形の及び/又は一時的ではないコンピュータ可読記憶媒体を含み、例えば、半導体メモリ装置、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能プログラム可能なリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）又は他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又は他の磁気ストレージ装置、フラッシュメモリ装置（例えば、ソリッドステートメモリデバイス）を含んでもよく、或いは、コンピュータにより実行可能な命令又はデータ構造の形式で所望のプログラムコードを担う又は保存するために使用されかつプロセッサ４１２によりアクセスされる他の任意の記憶媒体を含んでもよい。上記に列挙したものの組み合わせもコンピュータ可読媒体の範囲に含まれる。コンピュータにより実行可能な命令は、例えば、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ又は特定用途処理装置（例えば、プロセッサ４１２）が所定の機能又は機能群を実行することを引き起こす命令及びデータを含む。

本願の開示範囲から逸脱することなく、シリコンダイ４００に対する変形、付加又は省略等がなされてもよい。例えば、一実施形態において、シリコンダイ４００は、意図されている動作の副産物（又は結果）として熱を生成する複数の他の装置を含んでもよい。別の例として、温度調節システム４１０は、プロセッサ４１２及びメモリ４１４を含まず、温度調節システム４１０の機能がアナログ回路により実現されてもよい。代替的又は追加的に、温度調節システム４１０の機能は、アナログ及びディジタル回路及び/又は他のハードウェアの組み合わせを利用して実行されてもよい。例えば、ハードウェアは、温度調節システム４１０の機能を発揮するように命令を実行するように形成される特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでいてもよい。

図５は本願により開示される少なくとも１つの実施形態により行われる別のデバイス温度調節方法例についてのフローチャートを示す。一実施形態において、方法５００は、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図４にそれぞれ示される温度調節システム１００、２００Ａ、２００Ｂ、４１０のような温度調節システムにより実行されてもよい。複数の個別的なブロックにより示されているが、所望の実施形態に依存して、個々のブロックは更なるブロックに分割されてもよいし、複数のブロックがより少数のブロックに統合されてもよいし、１つ以上のブロックが省略されてもよい。

方法５００はブロック５０２から始まり、ブロック５０２では、温度依存性を有する第１の電流源から提供される第１の電流に、第１の増幅率が適用され、第１の中間電流を生成する。一実施形態において、第１の電流源は、第１の電流が温度変化に対して実質的に正の比例係数に従って変化するような温度依存性を示してもよい。

ブロック５０４においては、温度依存性を有する第２の電流源から提供される第２の電流に、第２の増幅率が適用され、第２の中間電流を生成する。一実施形態において、第２の電流源は、第２の電流が温度変化に対して実質的に負の比例係数に従って変化するような温度依存性を示してもよい。

ブロック５０６において、ヒータを用いて第１及び第２の中間電流に基づいて、熱が生成される。生成される熱は、第１のデバイスの温度を初期の温度に調整するためのものである。

ブロック５０８において、少なくとも１つの第２のデバイスにより、第１のデバイスに追加的な熱が加えられた後、追加的な熱による第１及び第２の電流源の温度変化に起因する第１及び第２の電流の変化が、ヒータにより生成される熱の変化となってデバイスの初期温度を近似的に維持するように、第１及び第２の増幅率が調節される。

一実施形態において、方法５００は、追加的な熱が第１のデバイスに加わる前に、第１のデバイスの出力に基づいて、第１の増幅率及び第２の増幅率を調節するステップを更に含んでいてもよい。これら及び他の実施形態において、第１のデバイスが特定の値で出力を生成するようになるまで、第１の増幅率及び第２の増幅率は、ヒータにより生成される熱を調節するように調節されてもよい。ヒータにより生成される熱が、第１のデバイスが初期温度にある状態をもたらす結果となる場合、第１のデバイスは、特定値で出力を生成する。

一実施形態において、方法５００は、少なくとも１つの第２のデバイスにより追加的な熱が第１のデバイスに加えられた後に、デバイスの初期温度を近似的に維持するように第１及び第２の増幅率を調整する調整量を算出するステップを更に含んでもよい。これら及び他の実施形態において、少なくとも第２のデバイスにより追加的な熱が第１のデバイスに加わる前に成立している第１及び第２の増幅率の間の関係を維持することに基づいて、第１及び第２の増幅率の調整量が算出されてもよい。

以上の内容は構造的な特徴及び/又は方法的な処理に特化した言葉で説明されてきたが、本願により説明される対象は、上述した具体的な特徴や処理に必ずしも限定されないことが、理解されるべきである。むしろ、説明された上記の具体的な特徴や処理は、本願による実施形態の具体的な例として開示されているに過ぎない。

本願に登場する全ての具体例及び条件を付する言葉は、本願による説明内容、及び、技術進歩に発明者等が貢献した概念を読者が理解することを促すように教示的な観点から解釈されるべきである。本願による実施形態は詳細に説明されているが、様々な変形、様々な置換及び様々な代替等が、開示の範囲及び精神から逸脱することなくなされてよいことが、理解されるべきである。

１００ システム
１１０ 第１の電流源
１１２ 第２の電流源
１２０ 第１の増幅器
１２２ 第２の増幅器
１３０ 第３の増幅器
１４０ ヒータ
１５０ コントローラ
１５２ センサ
１６０ デバイス

Claims (20)

1. 温度変化に対して正に比例する第１の電流を生成するように形成される第１の電流源と、
   温度変化に対して負に比例する第２の電流を生成するように形成される第２の電流源と、
   第１の中間電流を生成するために前記第１の電流に第１の増幅率を適用するように形成される第１の増幅器と、
   第２の中間電流を生成するために前記第２の電流に第２の増幅率を適用するように形成される第２の増幅器と、
   前記第１の中間電流と前記第２の中間電流との和に基づいて熱を生成するように形成される抵抗素子であり、前記生成された熱が第１のデバイスに作用する位置に配置される前記抵抗素子と、
   前記第１のデバイスのそばで前記抵抗素子の周囲の領域に更なる熱が与えられたことによる前記第１の電流源及び前記第２の電流源の温度変化に起因した前記第１の電流及び前記第２の電流の変化が、前記抵抗素子により生成される熱の変化となって前記第１のデバイスの温度を所望の温度に維持するように、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を調節するように形成されるコントローラと、
   を有する温度調節システム。
2. 前記第１の中間電流と前記第２の中間電流との和に第３の増幅率を適用して熱電流を生成するように形成される第３の増幅器を更に有し、前記抵抗素子は前記熱電流に基づいて熱を生成するように形成される、請求項１に記載の温度調節システム。
3. 前記コントローラは、前記抵抗素子により生成される熱を調節するために、前記第３の増幅器の前記第３の増幅率を調節するように更に形成される、請求項２に記載の温度調節システム。
4. 前記コントローラは、前記第１のデバイスのそばで前記抵抗素子の周囲の領域に前記更なる熱が与えられた後に、前記所望の温度を維持するように前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を計算するように更に形成される、請求項１に記載の温度調節システム。
5. 前記コントローラは、前記第１のデバイスのそばで前記抵抗素子の周囲の領域に前記更なる熱が与えられる前に成立する前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率の間の関係を維持することに基づいて、前記所望の温度を維持するための前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率に対する調整量を算出するように更に形成される、請求項４に記載の温度調節システム。
6. 前記抵抗素子の周囲の領域に前記更なる熱が与えられる前に成立する前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率の間の関係は、前記所望の温度における前記第１の電流及び前記第２の電流に基づいている、請求項５に記載の温度調節システム。
7. 当該温度調節システムは、出力を生成するように形成される前記第１のデバイスを含むシステムに含まれており、該出力の値は前記第１のデバイスの温度に依存し、当該温度調節システムは前記第１のデバイスの出力の値を検出するように形成されるセンサを更に有し、前記コントローラは、前記センサによって検出される値が特定の値に近似的に等しくなるまで、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を調節するように更に形成される、請求項１に記載の温度調節システム。
8. 前記第１のデバイスは光学デバイスであり、前記出力は電磁ビームであり、前記出力の値は前記電磁ビームの波長を示す、請求項７に記載のシステム。
9. 出力を生成するように形成されるデバイスであって、前記出力の値は前記デバイスの温度に依存する、デバイスと、
   前記デバイスの温度を調節するように形成される温度調節システムと、
   を有するシステムであって、前記温度調節システムは、
   温度依存性を有し、第１の電流を生成するように形成される第１の電流源と、
   前記第１の電流源の温度依存性と対称的である温度依存性を有し、第２の電流を生成するように形成される第２の電流源と、
   第１の中間電流を生成するために前記第１の電流に第１の増幅率を適用するように形成される第１の増幅器と、
   第２の中間電流を生成するために前記第２の電流に第２の増幅率を適用するように形成される第２の増幅器と、
   生成される熱が前記デバイスの出力の値に影響を及ぼすように、前記第１の中間電流と前記第２の中間電流との和に基づいて熱を生成するように形成されるヒータと、
   前記第１の電流源及び前記第２の電流源の温度変化に起因する前記第１の電流及び前記第２の電流の変化が、前記ヒータにより生成される熱の変化となって前記デバイスの温度を近似的に等しく維持するように、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を調節するように形成されるコントローラと、
   を有するシステム。
10. 前記第１の電流は温度変化に対して正に比例し、前記第２の電流は温度変化に対して負に比例する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記温度調節システムは、前記第１の中間電流と前記第２の中間電流との和に第３の増幅率を適用して熱電流を生成するように形成される第３の増幅器を更に有し、前記ヒータは前記熱電流に基づいて熱を生成するように形成される、請求項９に記載のシステム。
12. 前記コントローラは、前記ヒータの周囲の温度を調節するために、前記第３の増幅器の前記第３の増幅率を調節するように更に形成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記温度調節システムは、前記デバイスの出力の値を検出するように更に形成されるセンサを更に含み、前記コントローラは、前記センサにより検出される値が特定の値に近似的に等しくなるまで、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を調節するように形成される、請求項９に記載のシステム。
14. 前記コントローラは、前記デバイスの周囲の領域に対して第２のデバイスにより熱が与えられた後に、前記デバイスの温度を近似的に等しく維持するための前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率に対する調整量を算出するように更に形成される、請求項９に記載のシステム。
15. 前記コントローラは、前記デバイスの周囲の領域に対して前記第２のデバイスにより熱が与えられる前に成立する前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率の間の関係を維持することに基づいて、前記デバイスの温度を近似的に等しく維持するための前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率に対する調整量を算出するように形成される、請求項１４に記載のシステム。
16. デバイスの温度を調節する方法であって、
    温度依存性を有する第１の電流源から提供される第１の電流に第１の増幅率を適用して第１の中間電流を生成するステップと、
    前記第１の電流源の温度依存性と対称的である温度依存性を有する第２の電流源から提供される第２の電流に第２の増幅率を適用して第２の中間電流を生成するステップと、
    ヒータを利用して、前記第１の中間電流と前記第２の中間電流との和に基づいて、第１のデバイスの温度を所望の温度に調整するように、熱を生成するステップと、
    少なくとも１つの第２のデバイスにより前記第１のデバイスに追加的な熱が加えられた後に、前記追加的な熱による前記第１の電流源及び前記第２の電流源の温度変化に起因する前記第１の電流及び前記第２の電流の変化が、前記ヒータにより生成される熱の変化となって前記第１のデバイスの前記所望の温度を近似的に維持するように、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を調節するステップと、
    を有する方法。
17. 前記第１の電流は温度変化に対して正に比例し、前記第２の電流は温度変化に対して負に比例する、請求項１６に記載の方法。
18. 当該方法は、温度依存性を有する前記第１のデバイスの出力に基づいて、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を調節するステップを更に有し、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率は、前記第１のデバイスが特定の値で出力を生成するまで、前記ヒータにより生成される熱を調節するために調節され、前記第１のデバイスは、前記ヒータにより生成される熱が、前記第１のデバイスを前記所望の温度にする場合に、前記特定の値で前記出力を生成する、請求項１６に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つの第２のデバイスにより追加的な熱が前記第１のデバイスに加えられた後に、前記第１のデバイスの前記所望の温度を近似的に維持するための前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率に対する調整量を算出するステップを更に有する請求項１６に記載の方法。
20. 前記少なくとも１つの第２のデバイスにより追加的な熱が前記第１のデバイスに加えられる前に成立する前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率の間に成立する関係を維持することに基づいて、前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率に対する調整量が算出される、請求項１９に記載の方法。

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