JPH04142127A

JPH04142127A - 光送信装置

Info

Publication number: JPH04142127A
Application number: JP2264485A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Takahashi; 靖浩高橋; Tetsuo Sakanaka; 徹雄坂中; Haruo Konno; 晴夫今野; Seizaburou Idekura; 靖三郎出藏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、少なくとも発光素子、発光素子駆動手段ない
し回路、ＡＰＣ（自動発光量制御）手段ないし回路を含
む光送信装置ないし回路に関する［従来の技術］従来、第５図に示す様な構成の光送信回路が知られてい
る。

同図において、駆動回路５４に入力された変調信号は、
その振幅によって発光素子５１の駆動電流を変化させ、
発光素子５１から出力される光出力を変調する。

レーザダイオード（ＬＤ）を発光素子５１として使用し
た場合、ＬＤの順方向電流工、と光出力Ｐの関係は温度
に対する依存性が高い為、光出力パワーＰを一定にする
目的でモニタ用ホトダイオード５２を設け、発光素子５
１からの平均送信パワーの検出を行なっている。即ち、
ホトダイオード５２で光−電気変換された信号はＡＰＣ
回路５３に入力され、ＡＰＣ回路５３により、ＬＤ５１
からの光出力（平均送信パワー）が一定になる様に上記
駆動回路５４の駆動電流が制御される。

ところで、一般にＬＤ５１の電流−光出力特性は直線性
が悪（、直接輝度変調を行なうと高次歪が多数発生し信
号品質が劣化してしまう。従って、振幅方向に情報を持
たない変調方式、例えば周波数変調を副搬送波に対して
行ない、その予変調された信号を第５図の変調信号入力
として駆動回路５４に入れている。

また、ＬＤの順電流工１と光臼力Ｐとの関係は第６図の
如くなっており、成る決まった電流値Ｉｎから急激に光
出力Ｐが大きくなる特性を持っている。

この様なＬＤを、上記の如（先に予変調された信号で輝
度変調する場合、予めＬＤに第６図に示す工。なる電流
を流しておき、予変調された信号によって得られる工、
なる電流でバイアス電流工。に変調を加えている。

このとき、ＬＤの順電流ＩＦ対光出力Ｐの関係が、Ｉｔ
ｈ以上の順電流値において直線性が保たれるならば、 ■。−Ｉｔ、、＞Ｉ− の範囲では無歪伝送が可能であり、そのときの変調度ｍ
はｍ＝１．／（Ｉ。−Ｉ　を駒ｘ　１００　（％）で与え
られる。

以上の動作、構成において、上記ＡＰＣ回路５３は、モ
ニタ用ホトダイオード５２から直流結合で検出された信
号より直流分を抽出し、光出力Ｐ（第６図参照）が一定
になる様に駆動回路５４を制御する。

［発明が解決しようとする課Ｂ］しかしなから、ＬＤ５１の順電流１２対光出力Ｐの特性
は、先にも述べた様に大きな温度依存性を有し、Ｉｒ−
Ｐ特性は温度に対して第７図の様に変化する。即ち、第
７図に示す様に、電流工。

のしきい（ＩＩｔ、及びＩ　ｔｈ以上の電流時の特性の
傾きが温度の変化によって変化する。

よって、ＡＰＣ回路５３により光の平均出力Ｐ。は一定
に保つことが可能であるが、予変調電流工、が従来例で
は常に一定であるが為に、温度Ｔによる１、−Ｉｔ、の
変動（ＴＮＴ。では１．−Ｉｔｌｌｌ　となり、Ｔ　＝
　Ｔ　ｏではＩ　＋１−　Ｉ　ｔｈｏとなり、Ｔ　＞　
Ｔ　ｏではｌｌ−Ｉｔｒ＋ａとなる）によって変調度（
１，／　（１，−Ｉｔ、）Ｘ１００）が変化してしまう
。こうして、低温時に波形歪が大きくなったり、高温時
に信号成分の電力が減少してしまい、高効率の伝送が出
来なくなってしまうと貫う欠点が従来例にはあった。

従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑み、温度の変
化によっても、光平均出力と共に変調度ｍを一定とし、
効率が良（歪の少ない光送信信号を得ることが出来る光
送信装置ないし回路を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］上記目的を達成する本発明では、レーザダイオードなど
の発光素子と、発光素子の出力光を強度変調する為の駆
動手段と、発光素子からの光出力信号のモニタ手段（ホ
トダイオードなど）と、モニタ手段からの出力で発光素
子の平均光出力を一定にするＡＰＣ手段と、駆動手段か
ら発光素子に供給される駆動信号のバイアス成分と変調
信号成分を検出することによって発光素子の出力光の光
変調度ｍ（上式ではｍは電流を用いて定義されているが
、そこでは順電流・光出力特性の直線性を前提としてい
るので光変調度と同じである）を温度変化に対して一定
にする手段が設けられているより具体的には、上記変調
度を一定にする手段は、駆動手段からの駆動信号のバイ
アス成分を検出する手段、駆動信号の変調成分を検出す
る手段、外部よりの信号で増幅度を可変出来る可変利得
増幅手段、該２つの検出手段からの信号に応じて該可変
利得増幅手段の増幅度を制御する変調信号制御手段を有
し、該可変利得増幅手段を介して駆動手段に入力される
適当に制御された変調信号により変調度が温度変化に対
しても一定になる様になっている。また、前記バイアス
成分を検出する手段はこれを直接的に検出してもよいし
、ＡＰＣ手段の検出信号である光平均出力から間接的に
このバイアス成分を検出しても良（、駆動手段はバイア
ス成分供給に関わる部分と変調信号成分供給に関わる部
分を有していたりする。更に、変調信号制御手段は、少
なくとも上記２つの検出手段からの駆動電流の両成分を
用いて（更に、ＬＤの順電流・光出力特性の温度依存性
を用いてもよい）増幅度を制御する。

Ｃ実施例］第１図は本発明による光送信回路の実施例のブロック図
である。同図において、１．２．３は、夫々、ＬＤ、モ
ニタ用ホトダイオード、ＡＰＣ回路であり、４はＡＰＣ
回路３からの信号に応じて駆動電流のバイアス成分Ｉ０
を変化させてＬＤＩに流す駆動回路、５はＬＤＩに流れ
るバイアス電流成分工。を検出する検出回路、６は入力
変調信号の振幅に応じてバイアス成分Ｉｏに変調信号成
分工、を重畳して駆動電流を変化させる変調信号用駆動
回路、７はＬＤＩに流れるこの変調信号成分の電流工、
の検出回路、８はこれらの検出回路５．７で得られた各
電流値から制御電圧を発生する変調信号制御回路、９は
この制御電圧に応じて変調信号の振幅レベルを制御する
為の可変利得増幅器である。

以上の構成において、ＡＰＣ回路３は、光平均出力電力
Ｐ０　（第６図参照）が温度変化に対して一定になる様
に、駆動回路４を介してＬＤＩへのバイアス電流工。を
制御する（第７図参照）、このバイアス電流工。は駆動
電流検出回路５により検出されるが、ここで更に変調入
力信号により流されるＲＦ駆動電流即ち変調電流１．も
変調信号検出回路７で検出され、これら２つの検出信号
が変調信号制御回路８に入力されるので、この制御回路
８では、温度に従ってＬＤＩの順電流Ｉ、対対光出力性
特性どう変化するか（即ち、第７図の特性の変化）をメ
モリしておけば、上記２つの検出信号から動作状態にお
ける変調度ｍ（＝Ｉ、／（工。−Ｉｔｈ）Ｘ１００）の
変化が分かる。よって、制御回路８では、変調度ｍが一
定となる様に、可変利得増幅器９に供給される制御電圧
を変化させ、これにより可変利得増幅器９の利得ないし
増幅度が制御される。こうして、変調信号用駆動回路６
に入力される適当に制御された変調信号により変調電流
１．が制御されて、ＬＤＩのバイアス電流工。の変動（
このときしきい値Ｉ　ｔｈも変化する）に対して、変調
電流Ｉ、が、常に変調度ｍを一定にする様に変化される
。

第２図は駆動回路４と変調信号用駆動回路６の回路例で
ある。同図において、１１．１８は高周波チョークコイ
ル、１２．１４．１７．２２はバイパスコンデンサ、１
３は駆動電流（バイアス電流）Ｉ０検出端子（駆動電流
検出回路５につながる）、１５．２５．２６はバイアス
抵抗、１６はレーザーダイオード駆動用トランジスタ、
１９は直流阻止用コンデンサ、２０は変調信号電流（Ｒ
Ｆ駆動電流）検波用ダイオード、２１は抵抗、２２はコ
ンデンサであり、抵抗２１とコンデンサ２２で低域通過
濾波器（ローパスフィルタ）を構成する。更に、２３は
変調信号電流の検出端子（変調信号検出回路７につなが
る）、２４は駆動電流（バイアス電流）■。の検出用抵
抗、２７は変調信号電流駆動用トランジスタ、２８は変
調信号入力端子（可変利得増幅器９につながる）、２９
はＡＰＣ電圧入力端子（ＡＰＣ回路３につながる）であ
る、ＡＰＣ回路３からの信号によりトランジスタ１６を
介して流れる電流Ｔ２が制御され（ひいてはＩ　ｏ　”
　Ｉ　＋　＋　Ｉ　ａの関係にあるＩｏが制御される）
、端子１３には駆動電流工。に対応する電圧が生じ（変
調信号電流１１分は高周波チョークコイル１１．１８で
カットされる）、可変利得増幅器９かもの変調信号によ
りトランジスタ２７を介して流れる電流１．＋Ｉ、が制
御され（変調信号電流Ｉ、のみが変調される）、端子２
３には変調信号電流■、に対応する電圧が生じる（直流
阻止用コンデンサ１９によりバイアス分工。はカットさ
れる）。

第３図は変調信号制御回路８の例である。入力端子３０
に入力される変調信号検出信号は、抵抗３１、可変抵抗
３２及びオペアンプ３３より成る直流増幅器にて増幅さ
れ、一方、入力端子４３に入力される駆動電流検出信号
は、同様に、抵抗４０．４１及びオペアンプ４２から成
る直流増幅器にて増幅される。夫々の電圧は、抵抗３４
．３５．３７．３８及びオペアンプ３６から成る減算器
に入力され、出力端子３９に誤差信号を得る。可変抵抗
３２は変調度ｍの設定用に可変となっている。この例で
は、変調度ｍ（＝１．／（Ｉ。−Ｉｔｎ）　Ｘ　１００
　＃　Ｉ　＊　／　Ｉ。ｘｌＯＯ）として設定している
が、しきい値１　ｔｒ＋の変化が無視出来ない時は、そ
れの温度依存性をメモリしておいて工。

の変動から工。の変動を判断しそれに応じて抵抗３８な
どを可変にすれば良い。

さて、ここで得られた誤差電圧は、制御電圧として可変
利得増幅器９に印加され、変調度ｍが一定となる様にこ
の増幅器９の利得を制御する。可変利得増幅器９は、上
記制御電圧に対してバイアス等を変化させる増幅回路、
ｐｉｎダイオードによる可変アッテネータ（ａｔｔｅｎ
ｕａｔｏｒ）等で実現出来る。

第４図は、本実施例における温度Ｔに対する、バイアス
電流Ｉ０の変化（ＡＰＣ回路３による）、変調電流工、
の変化（変調信号制御回路８等による）、及び変調度ｍ
（一定）の関係を示す。

ＡＰＣ回路３では、ＬＤの駆動電流工。に対応する光平
均出力Ｐ、（第６図参照）を検出する為、その検出信号
を、駆動電流１゜の検出信号として用いることが出来る
。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明の光送信装置ないし回路によ
れば、温度の変化に対して光出力電力を一定に保つのみ
ならず、変調度ｍも略一定にすることができ、更に変調
信号振幅の変動に対しても一定の変調度ｍを与えること
が出来る為、高効率、低歪の伝送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は駆動回
路と変調信号用駆動回路の回路例を示す図、第３図は変
調信号制御回路の例を示す図、第４図は本発明における
各電流及び変調度の特性の例を示す図、第５図は光送信
回路の従来例を示すブロック図、第６図はレーザーダイ
オードの順電流Ｉ、と光出力電力Ｐの関係及び変調信号
入力に対する光出力信号の関係を示す図、第７図はレー
ザーダイオードの順電流工、と光出力電力Ｐの温度依存
性を表わすグラフである。１・・・・・発光素子（レーザーダイオード）、２・・
・・・モニタ用ホトダイオード、３・・・・・ＡＰＣ回
路、４・・・・・駆動回路、５・・・・・駆動電流検出
回路、６・・・・・変調信号用駆動回路、７・・・・・
変調信号検出回路、８・・・・・変調信号制御回路、９
・・・・・可変利得増幅器、

Claims

【特許請求の範囲】１、発光素子と、該発光素子の出力光を強度変調する為
の駆動手段と、該発光素子からの光出力信号のモニタ手
段と、そのモニタ出力で該発光素子の平均光出力を一定
にするＡＰＣ手段を備えた光送信装置において、前記駆
動手段から発光素子に供給される駆動信号のバイアス成
分と変調信号成分を検出することによって前記発光素子
の出力光の変調度を温度変化に対して一定にする手段を
有することを特徴とする光送信装置。２、前記変調度を一定にする手段は、前記駆動手段から
の駆動信号のバイアス成分を検出する手段、駆動信号の
変調信号成分を検出する手段、外部よりの信号で増幅度
を可変できる可変利得増幅手段、該２つの検出手段から
の信号に応じて該可変利得増幅手段の増幅度を制御する
変調信号制御手段を有し、該可変利得増幅手段を介して
駆動手段に入力される適当に制御された変調信号により
変調度が温度変化に対しても一定になる様に構成される
請求項１記載の光送信装置。３、前記バイアス成分を検出する手段は駆動信号のバイ
アス成分を直接的に検出する請求項２記載の光送信装置
。４、前記バイアス成分を検出する手段は、前記ＡＰＣ手
段の検出信号である光平均出力から間接的に駆動信号の
バイアス成分を検出する請求項２記載の光送信装置。５、前記発光素子はレーザーダイオードであり、前記変
調信号制御手段は、少なくとも前記２つの検出手段から
の駆動電流のバイアス成分と変調成分を用いて可変利得
増幅手段の増幅度を制御する請求項２記載の光送信装置
。