JP7254460B2 - 電子吸収変調器用の電子吸収バイアス回路 - Google Patents

電子吸収変調器用の電子吸収バイアス回路 Download PDF

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Description

本開示は電子吸収変調器用の電子吸収バイアス回路に関する。より詳しくは、本開示のいくつかの態様は、光デバイス、例えば光トランシーバ、光サブシステム、光サブアセンブリ等、のワット損要件又は消費電力を低減するために、電子吸収駆動回路への可変負電圧電源の出力電圧を電子吸収変調器の温度に基づいて動的に調整する電子吸収変調器に関する。
光通信システムは高速長距離光通信に使用することができる。光通信システムの光デバイスは送信機を含み得る。或いは、光デバイスはトランシーバを含み得る。光デバイスはビームを提供するレーザを含み得る。例えば、光デバイスは分布帰還型レーザ、レーザダイオード、及び／又は同種のものを含み得る。レーザはそのビームを光通信のために変調するために変調器に光学的に結合され得る。場合によっては、レーザは変調されたビームを提供する有向ＤＦＢレーザを含み得る。或いは、ＤＦＢレーザに電子吸収変調器を結合し、電界を印加してビームを変調し、変調されたビームを提供することができる。
電子吸収変調器は電子吸収変調器のバイアスを制御するために電子吸収バイアス回路に結合することができる。電子吸収バイアス回路は、電源から入力電圧を受電し、バイアス電圧を電子吸収変調器に提供する電子吸収駆動回路を含むことができる。コントローラ又は他のタイプの処理装置（例えば、コントローラ、マイクロプロセッサ等）又は回路が電子吸収駆動回路を制御する信号を供給することができる。コントローラはその信号を電子吸収駆動回路に供給し、電子吸収駆動回路に電子吸収変調器に提供されるバイアス電圧を調整させることができる。
コントローラは電子吸収駆動回路に供給する前記信号をセンサ（例えば、コントローラ内部のセンサ、コントローラ外部のセンサ等）からのセンサ信号に基づいて決定することができる。例えば、電子吸収変調器を含む光学パッケージの動作温度が閾値より低いとき、コントローラは温度センサからセンサ信号を受信し得る。この場合には、コントローラは電子吸収駆動回路に信号を供給して電子吸収駆動回路により提供されるバイアス電圧を閾値電圧より低く減少させることができる（即ち、バイアス電圧はより大きい負に調整される）。同様に、動作温度が閾値より大きいときは、電子吸収駆動回路により提供されるバイアス電圧は閾値電圧より大きく増加され得る（バイアス電圧はより小さい負に調整される）。電子吸収変調器は、受電するバイアス電圧に基づいて、ビームを変調して変調ビームを発生し、その変調ビームは光通信のために提供される。
いくつかの可能な実施形態によれば、電子吸収バイアス回路は温度センサを含むことができる。前記電子吸収バイアス回路は、前記温度センサから受信されるデータに基づいて温度依存制御信号を提供するコントローラを含むことができる。前記電子吸収バイアス回路は前記コントローラからの温度依存制御信号に基づいて出力電圧を提供する電源を含むことができる。前記電子吸収バイアス回路は前記電源により提供される出力電圧に加えられるバイアス電圧を出力する電子吸収駆動回路を含むことができる。
いくつかの可能な実施形態によれば、光デバイスは制御デバイスを含むことができる。前記光デバイスは変調器バイアス回路を含むことができる。前記変調器バイアス回路は、前記光デバイスと関連する温度の関数である負電圧を提供する可変負電圧源を含むことができる。前記負電圧源は前記制御デバイスから制御信号を受信し、前記可変負電圧源により提供される負電圧を制御することができる。前記光デバイスは送信光サブアセンブリ（ＴＯＡＳ）を含むことができる。ＴＯＳＡはビームを提供するためにレーザダイオードを含むことができる。ＴＯＳＡは前記負電圧に基づいて前記ビームを変調するために電子吸収変調器を含むことができる。
いくつかの可能な実施形態によれば、方法は制御デバイスにより入力データを受信するステップを含むことができる。前記入力データはレーザダイオード及び電子吸収変調器と関連する温度を特定する情報を含むことができる。前記方法は、電源及び駆動回路のための一組の制御信号を前記制御デバイスにより決定するステップを含むことができる。前記一組の制御信号は前記電子吸収変調器に供給されるバイアスを前記温度に基づいて変化させることができる。前記方法は前記一組の制御信号を前記電源及び前記駆動回路に提供して前記駆動回路に供給される前記電源の出力電圧を前記温度に基づいて変化させるとともに、前記ドライバ回路により供給されるバイアスを前記温度に基づいて変化させるステップを含むことができる。
本明細書に記載された例示的な実施形態の概観図である。 本明細書に記載された電子吸収変調器の電子吸収バイアス回路の一例の線図である。 本明細書に記載された電子吸収変調器のための電子吸収バイアス回路を制御する方法のフローチャートである。
例示的な実施形態の以下の詳細な説明は添付図面を参照している。異なる図面中の同じ参照番号は同一又は類似の要素を示す。
送信光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）は光通信ネットワークの光トランシーバモジュールにおいて高速データ通信アプリケーションのために使用することができる。ＴＯＳＡは入力電気信号を受信し、出力光信号として、変調されたビームを提供することができる。ＴＯＳＡは、出力光信号を用いて光通信を可能にするためにファイバに結合することができる。ＴＯＳＡはビームを変調して変調ビームを形成するために電子吸収変調器を含むことができる。場合により、ＴＯＳＡは５０ギガビット／秒（Ｇ/ｓ）、１００Ｇ/ｓ、２００Ｇ/ｓ、４００Ｇ/ｓ、等より高いデータレートと関連してよい。場合により、ＴＯＳＡは１０Ｇ/ｓＴＯＳＡ、２５Ｇ/ｓＴＯＳＡ、４０Ｇ/ｓＴＯＳＡ、４×２５Ｇ/ｓＴＯＳＡ、４×２８Ｇ/ｓＴＯＳＡ、４×５０Ｇ/ｓＴＯＳＡ、８×５０Ｇ/ｓＴＯＳＡ、４×１００Ｇ/ｓＴＯＳＡ、等とし得る。しかしながら、閾値、例えば５０Ｇ/ｓ、１００Ｇ/ｓ、２００Ｇ/ｓ、４００Ｇ/ｓ、等より大きいデータ転送速度での送信は、トランシーバ、ＴＯＳＡ、サブシステム等に対して過度のワット損要件を生じ得る。これは過度のコンポーネントの加熱を生じ、電力消費コンポーネント等を組み込むために過度に大きなフォームファクタをもたらす。従って、ワット損要件を低減し、それによってコンポーネントへの熱応力の低減、フォームファクタの縮小、達成可能なデータ転送速度の増加等を可能にするのが有利である。
本明細書に記載されるいくつかの実施形態は電子吸収変調器のための電子吸収バイアス回路を提供することができる。例えば、本明細書に記載されるいくつかの実施形態は負電源を温度に基づいて制御するコントローラを提供することができる。このように、本明細書に記載されるいくつかの実施形態は電子吸収変調器及び／又は電子吸収変調器を含むＴＯＳＡに対するワット損要件を低減することができる。更に、本明細書に記載されるいくつかの実施形態は負電源により他の技術と比較して電力の利用を低減することができ、負電源は電子吸収バイアス回路に定電圧を供給することができる。
図１は本明細書に記載される光デバイス１００の例示的な実施形態の概観図である。図１に示されるように、光デバイス１００は制御デバイス１０２、ＴＯＳＡ１０４、熱電気冷却器１０６（ＴＥＣ１０６として示す）、サーミスタ１０８、フォトダイオード１１０、レーザダイオード１１２、電子吸収変調器１１４（ＥＡＭ１１４として示す）、レンズ１１６、ファイバ１１８、フォトダイオードモニタ１２０、熱電気冷却器コントローラ１２２（ＴＥＣコントローラ１２２として示す）、温度センサ１２４、クロック及びデータ回復回路１２６（ＣＤＲ１２６として示す）、変調器ドライバ１２８、変調器バイアス回路１３０、レーザバイアス回路１３４、及び一組の信号（例えば、光信号及び電気信号）１５０－１９２を含む。
制御デバイス１０２は電子吸収変調器１１４のバイアスを制御するために１つ以上のコンポーネントを含む。例えば、制御デバイス１０２は、プロセッサ、コントローラ、アナログ回路、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等の制御デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は、入力として信号１７０，１７６，１７８及び１８０を受信し、出力として信号１７２，１８２，１８６，１８８及び１９２を出力する一組のディジタル－アナログ変換器を含むことができる。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は、制御装置、サーバ等からの信号１７８を受信する。例えば、制御デバイス１０２は制御デバイス１０２のオペレータ制御を可能にするためにＩ２Ｃ（inter-integrated circuit）信号又はマネジメントデータ入力／出力（ＭＤＩＯ）信号を受信することができる。
ＴＯＳＡ１０４は入力電気信号１５０に基づく出力信号１６０を提供するために１つ以上のコンポーネントを含む。いくつかの実施形態において、ＴＯＳＡ１０４は熱電気冷却器１０６を含むことができ、この冷却器はＴＯＳＡ１０４の他のコンポーネントに対して閾動作温度又は温度範囲が維持されるようにする。いくつかの実施形態において、ＴＯＳＡ１０４は熱電気冷却器１０６を省略することができる。例えば、ＴＯＳＡ１０４に基づいて別の冷却技術、例えばパッシブ冷却技術、別のアクティブ冷却技術等、を使用し、ＴＯＳＡ１０４は熱電気冷却器１０６を省略することができる。いくつかの実施形態において、電子吸収バイアス回路の温度依存制御の実行に基づいて熱電気冷却器１０６を省略し、それによってコスト、消費電力（例えば、熱電気冷却器の消費電力）等を低減することができる。同様に、本明細書に詳しく説明される電子吸収バイアス回路の温度依存制御を使用すると、熱電気冷却器１０６の使用を低減することができ（例えば、熱電気冷却器１０６は閾値範囲外の温度に対してのみ使用することができ）、それによって熱電気冷却器１０６をすべての温度で使用する場合と比較して消費電力を低減することができる。いくつかの実施形態において、ＴＯＳＡ１０４は、例えば調整、データ回復等のためにレーザダイオード１１２の出力をモニタするためにフォトダイオード１１０を含むことができる。例えば、ＴＯＳＡ１０４はレーザダイオード１１２の出力に又は光路内の別のコンポーネント、例えば電子吸収変調器１１４、レンズ１１６、ファイバ１１８等に光学的に結合されたフォトダイオード１１０を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ＴＯＳＡ１０４はビーム１６４，１６６を提供するレーザダイオード１１２を含むことができ、ビーム１６４は電子吸収変調器１１４により変調され、ビーム１６６はフォトダイオード１１０等によりモニタさる。例えば、ＴＯＳＡ１０４は、本明細書に記載されるように、逆バイアス電子吸収変調器１１４に結合された順バイアスレーザダイオード１１２を含むことができる。いくつかの実施形態において、ＴＯＳＡ１０４（例えば、電子吸収変調器１１４）は変調出力光信号１６０をレンズ１１６に提供することができ、レンズ１１６はファイバ１１８又は平面光波回路（ＰＬＣ）に結合される。
フォトダイオードモニタ１２０はレーザダイオード１１２をモニタする１つ以上のコンポーネント又はモニタフォトダイオード１１０を含む。例えば、フォトダイオードモニタ１２０は、レーザダイオード１１２により出力されるビーム部分１６６をモニタするフォトダイオード１１０からの信号１６８を受信することができる。この場合には、フォトダイオードモニタ１２０は出力として信号１７０を制御デバイス１０２に提供し、制御デバイス１０２をイネイブルして、例えば信号１８８をレーザバイアス回路１３４の制御のために提供し、レーザバイアス回路１３４はフォトダイオード１１２に提供される入力を変更する信号１９０を提供する。
熱電気冷却器コントローラ１２２は熱電気冷却器１０６を制御する１つ以上のコンポーネントを含む。いくつかの実施形態において、熱電気コントローラ１２２は制御デバイス１０２から信号１７２を受信し得る。制御デバイス１０２は、例えばＴＯＳＡ１０４の動作温度を特定するサーミスタ１０８からの信号１８０、ＴＯＳＡ１０４の周囲温度を特定する温度センサ１２４からの信号１７６及び／又は同種の信号の受信に基づいて信号１７２を提供し得る。この場合には、熱電気冷却器コントローラ１２２は信号１７４を熱電気冷却器１０６に提供して熱電気冷却器１０６によりＴＯＳＡ１０４の動作温度を維持又は変化させることができる。
温度センサ１２４は光デバイス１００、ＴＯＳＡ１０４又はそのコンポーネントの周囲温度を決定する１つ以上のコンポーネントを含む。例えば、温度センサ１２４は、サーミスタ、熱電対、半導体ベースの温度センサ等を含み、ＴＯＳＡ１０４が動作する位置の周囲温度を決定し、信号１７６を制御デバイス１０２に提供して周囲温度を特定する。この場合には、制御デバイス１０２は信号１７２を熱電気冷却器コントローラ１２２に提供してＴＯＳＡ１０４の熱電気冷却器１０６を制御することができる。加えて又は代わりに、制御デバイス１０２は信号１８６を変調器バイアス回路１３０に提供し、ＴＯＳＡ１０４の電源の電圧出力を温度センサ１２４からの信号１７６の受信に基づいて制御することができ、それによってＴＯＳＡ１０４のワット損要件を電源の一定出力（例えば一定負電圧）を使用する場合と比較して低減することができる。いくつかの実施形態において、温度センサ１２４はＴＯＳＡ１０４の内部、ＴＯＳＡと関連するプリント回路基板（ＰＣＢ）内、コントローラ内等に配置することができる。
クロック及びデータ回復回路１２６は、信号１８２、データ信号１５０、及び／又は信号１５２を用いてクロック及びデータ回復動作を実行する１つ以上のコンポーネントを含む。例えば、信号１８２は双方向データをクロック及びデータ回復回路１２６及び／又は制御デバイス１０２（例えば、コントローラ）に提供することができる。この場合には、クロック及びデータ回復回路１２６からのデータは、アラーム、設定等に関するステータス情報とすることができ、クロック及びデータ回復回路１２６へのデータはクロック及びデータ回復動作を制御することができる。いくつかの実施形態において、信号１５０は光データ信号に変調すべき電気データを含む無線周波信号とすることができる。いくつかの実施形態において、信号１８２はクロック及びデータ回復信号とすることができる。
変調器ドライバ１２８は電子吸収変調器１１４を駆動する１つ以上のコンポーネントを含む。例えば、変調器ドライバ１２８は制御デバイス１０２から信号１９２及びクロック及びデータ回復回路１２６から信号１５２を受信し、電子吸収変調器１１４を駆動する信号１５４を提供する。いくつかの実施形態において、信号１９２は（例えば、振幅、交点等を制御するための）制御信号とし得る。いくつかの実施形態において、信号１５４は高速の電気無線周波データ信号とすることができる。
変調器バイアス回路１３０は電子吸収変調器１１４に供給されるバイアスを制御する１つ以上のコンポーネントを含む。例えば、変調器バイアス回路１３０は制御デバイス１０２から信号１８６（例えば、ＴＯＳＡ１０４又は光デバイス１００と関連する温度に基づく変調器バイアス回路１３０の電源電圧の制御と関連する信号）を受信し、信号１５６を提供することができる。信号１５６及び信号１５４は合成ブロック１３２により合成されて信号１５８を形成し、この信号１５８は電子吸収変調器１１４により受信され、ビーム１６４を変調する。
上述したように、図１は一例として示されているにすぎない。他の例も可能であり、図１に関して記載した例と異なってよい。
図２は電子吸収バイアス回路２００の一つの例示的な実施形態の線図である。図２に示すように、電子吸収バイアス回路２００は、温度センサ２０２と、ディジタル－アナログ変換器２０６－１及び２０６－２を含むコントローラ２０４と、電源２０８と、電子吸収駆動回路２１０（ＥＡＤ２１０として示す）と、電子吸収変調器２１２（ＥＡＭ２１２として示す）とを含む。いくつかの実施形態において、温度センサ２０２は図１に示す温度センサ１２４に対応する。いくつかの実施形態において、コントローラ２０４は図１に示す制御デバイス１０２に対応する。いくつかの実施形態において、電源２０８及び電子吸収駆動回路２１０は図１に示す変調器バイアス回路１３０のコンポーネントであってよい。いくつかの実施形態において、電子吸収変調器２１２は図１に示す電子吸収変調器１１４に対応する。
更に図２に参照番号２２０で示すように、コントローラ２０４は温度センサ２０２からの情報を受信する。例えば、コントローラ２０４は、電子吸収バイアス回路２００が動作する位置（例えば、電子吸収バイアス回路２００に結合されたＴＯＳＡが動作する位置）に関連する周囲温度を特定する情報を受信し得る。加えて又は代わりに、コントローラ２０４は温度センサ２０２からの情報を受信し、コントローラ２０４が結合されるＴＯＳＡ等の動作温度を特定することができる。
更に図２に参照番号２２２で示すように、コントローラ２０４は第１の信号を電源２０８に提供する。いくつかの実施形態において、電源２０８は直流（ＤＣ）を供給する可変の負電圧電源としてよい。例えば、コントローラ２０４はディジタル－アナログ変換器２０６－１を使用してコントローラ２０４を含む光デバイスの周囲温度の関数である第１の信号を提供し、電源２０８により提供される直流出力電圧Ｖｎを制御する。例えば、電源２０８は入力直流電圧（例えば、＋３．３ボルト）を受信し、入力直流電圧及び第１の信号２２２に基づいて０ボルトより低い出力電圧Ｖｎ（例えば、－４．５ボルト、－４ボルト、－３．５ボルト、－３ボルト等）を提供することができる。参照番号２２４で示すように、電源２０８は出力電圧を電子吸収駆動回路２１０に供給し、電子吸収駆動回路２１０が電子吸収変調器２１２を駆動する（例えば、バイアス電圧ＶM0を電子吸収変調器２１２に供給する）のを可能にする。いくつかの実施形態において、バイアス電圧２２８は図１の信号１５６に対応する。
更に図２に参照番号２２６で示すように、コントローラ２０４は、電子吸収駆動回路２１０により供給されるバイアス電圧を制御するために第２の信号２２６（ＶＡcontrolとして示す）を提供する。参照番号２２８で示すように、コントローラ２０４は、電源２０８への第１の信号の供給に基づいて、電源２０８により負出力電圧Ｖｎを電子吸収駆動回路２１０に供給させ、電子吸収駆動回路２１０への第２の信号の提供に基づいて、電子吸収駆動回路２１０によりバイアス電圧を電子吸収変調器２１２に供給させる。従って、バイアス電圧２２８（ＶM0）は電源２０８からの可変出力電圧Ｖｎを用いて電子吸収変調器２１２に提供され得る。これは、電源２０８はより大きい負の出力電圧で動作するときよりもより小さい負の出力電圧で動作するときに、より少ない電力を消費するため及びより小さい負の出力電圧２２４はコントローラ２０４が温度センサ２０２から高い温度を決定するとき第１の信号２２２（Ｖｎcontrol）により要求されるため、有利である。従って、電子吸収バイアス回路２００のワット損は高温度において低減され得る。例えば、温度依存制御信号を用いて温度依存出力電圧を生じさせる技術によれば、変化する温度に対して一定の出力電圧を使用する技術及び／又は温度依存制御信号及び／又は温度依存出力電圧を使用しない別の技術と比較して、温度依存出力電圧は温度の変化に対して消費電力及び／又はワット損の低減と結びつけることができる。
いくつかの実施形態において、複数の電子吸収変調器を単一の電源に結合することができる。例えば、電源２０８は負の出力電圧を複数の電子吸収変調器２１２に、複数の電子吸収駆動回路２１０、単一の電子吸収駆動回路２１０、及び／又は同種のものを介して提供することができる。いくつかの実施形態において、電源２０８は共通の電圧を複数の電子吸収変調器２１２の各々に提供してもよい。加えて又は代わりに、電源２０８は第１の電圧を第１の電子吸収変調器２１２に、及び第２の異なる電圧を第２の電子吸収変調器２１２に（異なる動作温度等を示す異なる制御信号に基づいて）提供してもよい。
上述したように、図１は一例として示されているにすぎない。他の例も可能であり、図２に関して記載した例と異なってよい。
図３は本明細書に記載される電子吸収変調器に対する電子吸収バイアス回路を制御する一つの例示的なプロセス３００のフローチャートである。いくつかの実施形態において、図３の１つ以上のプロセスブロックは制御デバイス１０２により実行することができる。いくつかの実施形態において、図３の１つ以上のプロセスブロックは、別のデバイスによって又は制御デバイス１０２とは別の又は制御デバイス１０２を含む一群の別々のデバイス、例えば、ＴＯＳＡ１０４、熱電気冷却器１０６、サーミスタ１０８、フォトダイオード１１０、レーザダイオード１１２、電子吸収変調器１１４、レンズ１１６、ファイバ１１８、フォトダイオードモニタ１２０、熱電気冷却器コントローラ１２２、温度センサ１２４、クロック及びデータ回復回路１２６、変調器ドライバ１２８、変調器バイアス回路１３０、レーザバイアス回路１３４等、によって実行することができる。
図３に示すように、プロセス３００は入力データを受信するステップを含み得る（ブロック３１０）。例えば、制御デバイス１０２が受信し得る。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２はＴＯＳＡ（例えばＴＯＳＡ１０４）に関する温度データを受信し得る。例えば、制御デバイス１０２は、ＴＯＳＡが動作する場所の周囲温度、ＴＯＳＡの内部温度、ＴＯＳＡのコンポーネント（例えば、ＴＯＳＡの電子吸収変調器）の温度等を特定する温度センサからのデータを受信し得る。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は温度センサ、サーミスタ、及び／又は同種のものからの温度データを受診し得る。
いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は他の入力データ、例えば、電子吸収駆動回路の電源の入力電圧を特定する入力データ、電子吸収バイアス回路に供給すべき最小電圧を特定する入力データ等、を受信し得る。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２はＴＯＳＡの電力消費能力を特定する入力データを受診し得る。
更に図３に示すように、プロセス３００は電源及び駆動回路のための一組の制御信号を決定するステップを含む（ブロック３２０）。例えば、制御デバイス１０２は電源（例えば、電源２０８）及び駆動回路（例えば、電子吸収駆動回路２１０）のための一組の制御信号を決定し得る。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は入力データに基づいて前記信号を決定し得る。例えば、制御デバイス１０２は、駆動回路からの電圧レベルを制御するために第１の制御信号を駆動回路に提供し、且つ駆動回路に提供される直流電圧を制御するために第２の制御信号を電源に提供し、駆動回路が駆動回路からの電圧レベルを提供することを可能にし得る。温度が変化するにつれて、制御デバイス１０２は、制御信号を変化させて電源により駆動回路に供給される電圧及び駆動回路により電子吸収変調器に供給される電圧を変化させて、電源及び／又は駆動回路による消費電力及び／又はワット損を低減することができる。例えば、温度が減少したことを示すデータの受信に基づいて、制御デバイス１０２は電圧の絶対値を増加する（例えば、負電圧をもっと負にする）制御信号を決定する。加えて又は代わりに、温度が増加したことを示すデータの受信に基づいて、制御デバイス１０２は電圧の絶対値を減少させる制御信号を決定し得る。
いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は温度の変化率に基づいて決定することができる。例えば、制御デバイス１０２は温度の変化率に基づいて予測温度を決定することができ、予測温度に基づいて電圧のレベルを制御する制御信号を決定することができる。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は比例積分微分制御技術を用いて電圧のレベルを温度、温度の変化率等に基づいて制御することができる。加えて又は代わりに、制御デバイス１０２は温度を特定するデータに基づいて電圧のレベルを制御する制御信号を決定するために別の制御技術を用いることができる。
いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は逆バイアスされる電子吸収変調器に基づいて一組の制御信号を決定することができる。例えば、ＴＯＳＡは逆バイアス電子吸収変調器に光学的に結合された順バイアスレーザダイオードを含むことができるため、
ＶＭ≦０；
ＶＭ＝ＶM0＋ｖm
であり、ここでＶＭは、電子吸収変調器に入力され、電子吸収変調器に電流を発生させて光通信用にレーザダイオードにより提供されるビームを変調する変調電圧であって、ＶM0は電子吸収変調器にＶＡとして供給される所要のバイアス電圧を表し、ｖmは光パワーを変調する変調電圧を表す。いくつかの実施形態において、ＶM0は温度依存である。例えば、制御デバイス１０２は、ファイバを介して出力として提供される光信号を設定（例えば、最適化）するために、ＶＡをＴＯＳＡの動作温度の変化に基づいて変化させる信号を提供することができる。この場合には、ＶM0は温度が減少するにつれて減少し（例えば、より負になり）、温度が増加するにつれて増加する（例えば、より正になる）。
いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は変調電圧に関連するＴＯＳＡの変調光パワーに基づいて一組の制御信号を決定することができる。例えば、非ゼロ復帰（ＮＲＺ）変調では、
Ｆ(ＶM0＋ｖm)＝Ｐ０；
Ｆ(ＶM0)＝Ｐ；
Ｆ(ＶM0－ｖm)＝Ｐ１；
であり、ここでＰ０は最小変調光パワーを表し、Ｐは平均変調光パワーを表し、Ｐ１は最大変調光パワーを表す。この場合には、制御デバイス１０２は、最小変調光パワーと最大変調光パワーの各々が電子吸収変調器に供給されるバイアス電圧に基づいて電子吸収変調器によって達成されるように一組の制御信号を決定することができる。
いくつかの実施形態において、電源により電子吸収駆動回路に提供される電圧は所要の入力電圧の電子吸収変調器の動作温度に関する関数であるため、
Ｖｎ≦min[ＶM0(Ｔ)]
であり、ここでＶｎは電源により電子吸収駆動回路に提供される電圧を表し、ＶM0は電子吸収変調器に供給される電圧を表し、Ｔは電子吸収変調器の動作温度を表す。例えば、負電源は入力電圧（例えば、＋３．３ボルト）を受信し、入力電圧及び制御デバイス１０２からの信号に基づいて出力電圧Ｖｎを提供することができる。
いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は電子吸収変調器に供給されるバイアスを変更するために一組の制御信号を決定することができる。例えば、制御デバイス１０２は一組の制御信号を、相対的に低い温度は相対的により大きい値（即ち、より負の大きい絶対値）のＶM0に対応し、相対的に高い温度は相対的により小さい値（即ち、少し負の小さい絶対値）のＶM0に対応するように決定することができる。制御デバイス１０２の動作中に、電子吸収変調器は、min[ＶＡ(Ｔ)]＝－４ボルトになるように設定することができる。ここで、ＶＡは電子吸収変調器に供給されるバイアスをＶM0にするために電子吸収ドライバ回路により供給される電圧である。この場合には、制御デバイス１０２は、Ｖｎを－４ボルトより低い値に設定する一組の制御信号を決定することができる。いくつかの実施形態において、コントローラはＶｎの値を－４ボルトからデルタ値（例えば、安全係数）だけ異なる値、例えば－４．２ボルト、－４．５ボルト、－５ボルト等、に設定するように一組の制御信号を決定することができる。ここでＶMO及びデルタ値に関して特定の値を記載したが、他の値も可能である。
更に図３に示すように、プロセス３００は一組の制御信号を提供するステップを含むことができる（ブロック３３０）。例えば、制御デバイス１０２は一組の制御信号を提供する。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は一組の制御信号を提供する前にそれらの制御信号を変換することができる。例えば、制御デバイス１０２のディジタル－アナログ変換器は一組の制御信号をアナログ信号に変換し、それらのアナログ信号を提供する。いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は一組の制御信号を変換することなく提供してもよい。例えば、電子吸収バイアス回路２００のために実装されたアナログ回路は電子吸収変調器の温度に関するアナログ入力データを受信し、ディジタルシグナリングを用いずに、出力としてアナログ信号を提供することができる。
いくつかの実施形態において、制御デバイス１０２は複数の信号を提供し得る。例えば、制御デバイス１０２は第１の信号を負電源に提供し、負電源の出力電圧Ｖｎを制御することができ、且つ第２の信号を電子吸収駆動回路に提供し、電子吸収駆動回路により供給される電圧ＶＡを制御してバイアスＶM0を電子吸収変調器に供給することができる。この場合には、ＴＯＳＡの温度が増加すると、電源により提供される電圧は減少され、よって消費電力及び／又はワット損要件が減少する。
図３はプロセス３００の例示的なブロックを示すが、いくつかの実施形態において、プロセス３００は、追加のブロック、もっと少ないブロック、異なるブロック、又は図３に示すブロックと異なる配列のブロックを含んでよい。加えて又は代わりに、プロセス３００の２つ以上のブロックを並列に実行してもよい。
このように、温度依存制御信号を用いて電源の電圧出力を動的に変化させる技術に基づけば、定電圧出力の電源を用いる場合と比較して、消費電力要件を５０ミリワット以上、７５ミリワット以上、１００ミリワット以上～低減することができる。
以上の開示は例証及び説明のために提示されているが、網羅的な説明を意図するものでも、実施形態を開示の正確な形態に限定することを意図するものでもない。様々な変更や変形が以上の開示に照らして可能であり、また実施形態の実施から得ることができる
本明細書で使用されるコンポーネントという語はハードウェア、ファームウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして広く解釈されることが意図されている。
いくつかの実施形態は本明細書中に閾値と関連して記載されている。本明細書において、閾値を満たすとは、値が閾値より大きい、閾値を超える、閾値より高い、閾値に等しいかそれより大きい、閾値未満、閾値より少ない、閾値より低い、閾値に等しいかそれより少ない、閾値に等しい、等を意味し得る。
本明細書に記載のシステム及び／又は方法は、ハードウェアの形態、ファームウェアの形態、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形態で実装することができる。これらのシステム及び／又は方法を実装するために使用される実際の専用制御ハードウェア又はソフトウェアコードはそれらの実装を制限しない。従って、これらのシステム及び／又は方法の動作及び挙動は特定のソフトウェアコードと関連して記載されていないが、これらのシステム及び／又は方法は本明細書の記載に基づいてソフトウェア及びハードウェアで設計し実装することができることを理解されたい。
特定の特徴の組み合わせが請求の範囲に列挙され及び／又は明細書に開示されているが、これらの組み合わせは可能な実施形態の開示を限定するものではない。実際には、これらの特徴の多くは請求の範囲に明確に列挙されていない及び／又は明細書に開示されていない方法で組み合わせてもよい。以下に列挙される各従属請求項は一つの請求項にのみ直接従属してよいが、可能な実施形態の開示は各従属請求項と請求の範囲内のすべての他の請求項との組み合わせも含むものである。
本明細書で使用する要素、操作又は指示は、特に明記されない限り、決定的又は本質的と解釈されるべきである。また、冠詞"a"及び"an"は一以上の要素を含むことが意図され、「一以上」と互換的に使用され得る。更に、本明細書で使用される「組」は一以上の要素（例えば、関連要素、非関連要素、関連要素及び関連要素の組み合わせ等）を含むことが意図され、「一以上」と互換的に使用され得る。唯一の要素が意図される場合には、「一つ」又は類似の語が使用される。また、本明細書で使用する語「有する」、「有している」等はオープンエンデッドタームであることが意図されている。更に、語句「基づく」は特に明記されない限り「少なくとも部分的に基づく」を意味することが意図されている。

Claims (13)

  1. 温度センサと、
    前記温度センサから受信されるデータに基づいて温度依存制御信号を提供するコントローラと、
    前記コントローラからの温度依存制御信号に基づいて出力電圧を供給する電源と、
    前記電源により提供される出力電圧及び前記コントローラから受信される別の制御信号に基づいてバイアス電圧を出力する電子吸収駆動回路と、
    を備える、電子吸収バイアス回路。
  2. 前記別の制御信号は前記温度センサから受信されるデータに基づいて決定される別の温度依存制御信号である、請求項１に記載の電子吸収バイアス回路。
  3. 前記コントローラは更に、前記データに基づいて温度の変化を特定し、前記温度依存制御信号を前記温度の変化の特定に基づいて前記電源の出力電圧の絶対値を変化するように決定する、請求項１に記載の電子吸収バイアス回路。
  4. 前記電源は負電源である、請求項１に記載の電子吸収バイアス回路。
  5. 前記出力電圧は、電子吸収変調器の温度の関数である直流出力電圧である、請求項１に記載の電子吸収バイアス回路。
  6. 前記温度センサから受信されるデータは電子吸収変調器の温度に関する温度データである、請求項１に記載の電子吸収バイアス回路。
  7. 前記温度依存制御信号は前記電子吸収駆動回路により消費電力又はワット損を減少させる、請求項１に記載の電子吸収バイアス回路。
  8. 制御デバイスで入力データを受信するステップであって、前記入力データはレーザダイオード及び電子吸収変調器と関連する温度を特定する情報を含む、ステップと、
    前記制御デバイスにより電源及び駆動回路のための一組の制御信号を決定するステップであって、前記一組の制御信号は前記電子吸収変調器に供給されるバイアスを前記温度に基づいて変化させる、ステップと、
    前記一組の制御信号を前記電源及び前記駆動回路に提供して前記駆動回路に供給される前記電源の出力電圧を前記温度に基づいて変化させるとともに、前記駆動回路により供給されるバイアスを前記温度に基づいて変化させるステップと、
    を含む方法。
  9. 前記一組の制御信号を決定するステップは、
    前記入力データに基づいて温度の低下を特定するステップと、
    前記一組の制御信号を前記温度の低下の特定に基づいて前記電源の出力電圧の絶対値を増加させるように決定するステップと、
    を備える、請求項８に記載の方法。
  10. 前記一組の制御信号を決定するステップは、
    前記入力データに基づいて前記温度の増加を特定するステップと、
    前記一組の制御信号を前記温度の増加の特定に基づいて前記電源の出力電圧の絶対値を減少させるように決定するステップと、
    を備える、請求項８に記載の方法。
  11. 前記電源は直流負電圧電源である、請求項８に記載の方法。
  12. 前記レーザダイオードは少なくとも１００ギガビット／秒のデータレートと関連する光トランシーバに含まれている、請求項８に記載の方法。
  13. 前記一組の制御信号は前記出力電圧を温度に基づいて変化させ、温度に基づいて変化しない一定の出力電圧と比較して、消費電力の低減又はワット損の低減の少なくとも一つをもたらす、請求項８に記載の方法。
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