JPH04196377A - 光送信器 - Google Patents

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、光フアイバ通信などに用いて好適な光送信器
に関する。

〔従来の技術〕

半導体レーザの出射光を直接強度変調し、光ファイバに
より、伝送するシステムにおいては、光信号の立上り時
に発生する光信号スペクトルの拡がりが光フアイバ伝送
中の光送信波形を劣化させ、符号量干渉等による受信感
度劣化をまねく。この受信感度劣化量は、特に、半導体
レーザの発振波長と光ファイバの零分散波長帯が異なる
場合に大きく、無中継伝送距離に制限を与える要因とな
る。

従来、かかる受信感度劣化を低減するためには、単一モ
ード性の優れた狭スペクトル線幅の半導体レーザを使用
することが主流であった。かかる光送信器において、半
導体レーザと半導体レーザ粁動回路間に寄生リアクタン
ス成分を抑圧するためのインピーダンス整合を設ける技
術が知られている（たとえば、１９８９年電子情報通信
学会春季全国大会、第４−１０５ページ）。

第１０図はかかる従来の光送信器を示すブロック図であ
って、１は半導体レーザ睨動回路、２は半導体レーザ温
度安定化回路、３は熱電子冷却素子、４は温度検出器、
５は入力端子、６は光出力安定化回路、７は半導体レー
ザダイオードモジュール、８は半導体レーザ、９はモニ
タフォトダイオード、１０はインピーダンス整合回路、
１１は抵抗である。

同図において、入力端子５からの入力信号ａは半導体レ
ーザ駆動回路１に供給され、光変調信号電流ユ９となっ
て直流バイアス電流Ｉａが重畳され。

インピーダンス整合回路１０を介して半導体レーザダイ
オードモジュール７に収納されている半導体レーザ８に
供給される。これによって半導体レーザ８は発生し、そ
の前方出力光は図示しない光ファイバに導かれるが、後
方出力光はモニタフォトダイオード９に照射される。モ
ニタフォトダイオード９からはこの入射光に応じて電流
を出力し、この電流は抵抗１１で電圧に変換されて光出
力安定化回路６に供給される。この光出力安定化回路６
は入力電圧に応じて半導体レーザ駆動回路１を制御し、
モニタフォトダイオード９の出力電流が一定となるよう
に光変調信号電流ｊ、や直流バイアス電流■１の振幅を
設定する。

一方、半導体レーザ８の温度が温度検出器４によって検
出され、その検出出力に応じて半導体レーザ温度安定化
回路２が熱電子冷却素子３を制御する。これにより、半
導体レーザ８の温度が一定に保持される。

かかる光送信器において、半導体レーザ８の出力光の変
調信号８力端子から半導体レーザ８のＰ極終端回路まで
のインピーダンス整合回路１０゜半導体レーザ８および
半導体レーザ８のｎ＋Ｐ極に接続された半導体レーザダ
イオードモジュール７のリードを含む回路のＳｚｘパラ
メータの周波数特性は、一般に、第１１図に示すような
ピーキングを有する高域遮断特性を示している。但し、
同図において、ｆｐはピーキング周波数、ｆｏユはＳ２
□パラメータが３ｄＢ低下する周波数である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ｓｘｚパラメータの周波数特性に、第１１図
に示すようなピーキングがあると、このピーキングによ
って光出力波形の立上りオーバシュートや光信号スペク
トルの拡がりが生じ、光ファイバの分散によって受信感
度が劣化する。このピーキングは半導体レーザ自体の共
振周波数特性が反映されたものである。

第１２図は、第１１図に示すＳ２□パラメータの周波数
特性に対し、半導体レーザ駆動回路１にマーク率が５０
％のＮＲＺ擬似ランダムパターン信号を入力信号ａとし
て供給し、半導体レーザ８に印加するバイアス電流工お
を半導体レーザ８の発振閾値電流工、ゎの０．８倍とし
たときの半導体レーザ８の光出力波形を示すものであり
、第１１図におけるピーキング特性により、波形の立上
り時に大きなオーバシュート、アンダーシュートが生じ
、アイ開口領域が充分に得られない。なお、この波形の
立下り時間ｔ２．は第１１図における遮断帯域周波数ｆ
。、で決まり、２００ｐｓｅｃである。

第１３図は上記入力信号ａを半導体レーザ駐動回路１に
供給し、バイアス電流工８を上記と同しにしたときの第
１１図に示すＳ２□パラメータの周波数特性に対する２
５ｄＢダランのスペクトル線幅Δλを示すものであり、
光信号スペクトルの拡がりを示すものであって、この場
合、スペクトル線幅Δλはかなり広い。

第１４図は、第１１図に示す５１１パラメータの周波数
特性に対し、上記入力信号ａを半導体レーザ駐動回路１
に供給し、バイアス電流■□を上記と同じとしたときの
Ｂａｃｋ　　ｔｏ　　Ｂａｃｋと、１．３μｍ帯に零分
散波長を有する８０ｋｍの光ファイバで伝送したときの
符号誤り率特性を示すものである。この場合の受信感度
劣化量Ｐｄはかなり大きい。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、Ｓ２□パラメー
タの周波数特性でのピーキングを抑圧し、光ファイバの
分散による受信感度の劣化を低減することができるよう
にした光送信器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、半導体レーザ駆
動回路と半導体レーザとの間に帯域遮断フィルタを設け
る。

〔作用〕

帯域遮断フィルタの中心周波数、遮断帯域を夫々半導体
レーザの５２□パラメータの周波数特性におけるピーキ
ング周波数、ピーキング領域に合わせることにより、こ
のＳＺＸパラメータの周波数特性は、ピーキングが抑圧
され、平坦な特性となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による光送信器の一実施例を示すブロッ
ク図であって、１２は帯域遮断フィルタであり、第１０
図に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を
省略する。

第１０図に示した従来の光送信器では、半導体レーザダ
イオードモジュール７とは別体にして、半導体レーザ即
動回路１と半導体レーザ８との間にインピーダンス整合
回路１０を設けたが、第１図においては、このインピー
ダンス整合回路１０の代りに、帯域遮断フィルタ１２が
設けられ、これが半導体レーザダイオードモジュール７
に収納されている。もちろん、第２図に示すように、帯
域遮断フィルタ１２を半導体レーザダイオードモジュー
ル７の外付けとして設けるようにしてもよい。

したがって、第１図、第２図において、半導体レーザ駆
動回路１から出力される直流バイアス電流工おが重複さ
れた光変調信号電流１１は、帯域遮断フィルタ１２を介
し、半導体レーザ８に供給される。この点以外は第１ｏ
図に示した従来の光送信器と同様である。

第３図は第１図、第２図における帯域遮断フィルタの一
具体例を示す回路図であって、Ｃ０〜Ｃ５はコンデンサ
、Ｌ□〜Ｌ、はコイルである。

第１図、第２図において、帯域遮断フィルタ１２を設け
ない場合、ｓ２□パラメータの周波数特性は、第１１図
と同様、第４図におけるピーキング周波数ｆ、で破線で
示すようなピーキングを有する周波数特性となるが、第
１図、第２図に示すように帯域遮断フィルタ１２を設け
、第４図の一点鎖線で示すように、中心周波数ｆ、をこ
のピーキング周波数ｆｐに一致させ、遮断帯域幅Δｆ、
をピーキング幅にほぼ一致させると、半導体レーザ８の
出力光の変調信号出力端子から半導体レーザ８のＰ極終
端回路までの帯域遮断フィルタ１２゜半導体レーザ８お
よび半導体レーザ８のｎｙＰ極に接続された半導体レー
ザダイオードモジュール７のリードを含む回路の５２１
パラメータの周波数特性は、第４図に実線で示すように
、３ｄＢ遮断周波数ｆ　ａｌを低下させることなく、ピ
ーキングが除かれて平坦化される。

いま、半導体レーザ８の出力変調ビットレートが６２２
Ｍｂ　ｉ　ｔ　ｓ／ｓ　ｅ　ｃ、３ｄＢ遮断帯域周波数
ｆ　ｏｌを４　Ｇ　Ｈｚとし、半導体レーザ８としてピ
ーキング周波数ｆ、が２　、２　Ｇ　Ｈｚで１．５５μ
ｍ帯に発振波長をもつＤＦＢレーザダイオードを使用し
た場合、第３図において、コンデンサＣ２゜Ｃ４の容量
を０．１５ｐＦ、コンデンサＣ３の容量を０．０４ｐＦ
、：ＭｚデンサＣ１，Ｃ５の容量を０．０１　Ｐ　Ｆと
し、コイルＬ１のインダクタンスを０．６ｎＨ，コイル
Ｌ３のインダクタンスを０．１ｎ　Ｈ、コイルＬ５のイ
ンダクタンスを０．５ｎＨ。

コイルＬ２．Ｌ４のインダクタンスを０．０１ｎＨとす
ると、帯域遮断フィルタ１２の中心周波数ｆ、はピーキ
ング周波数ｆ、に等しく２．２ＧＨｚ。

遮断帯域幅Δｆ、は４００　Ｍ　Ｈｚとなり、ｓ２□パ
ラメータの周波数特性は、第４図の実線で示すように、
３ｄＢ遮断帯域周波数ｆ０□が低下せずにピーキングが
ない平坦な特性となる。

第５図は第１図、第２図において、先の従来技術のよう
に、入力信号ａをマーク率が５０％のＮＲＺｉ似ラング
ランダムパターン信号半導体レーザ８に印加するバイア
ス電流■、を半導体レーザ８の発振閾値電流工、□の０
．８倍としたときの半導体レーザ８の光出力波形を示す
ものである。

この波形は、第１２図に示した波形に比べ、立上り時で
のオーバシュート、アンダーシュートが抑圧されること
になり、広いアイ開口領域が得られた。また、第４図で
の遮断帯域周波数ｆ、ユは、第、１１図の場合と同一の
４　Ｇ　Ｈｚであるから、この波形の立下り時間ｔＩ２
も第１２図における立下り時間ｔＨと等しく、２００ｐ
ｓｅｃであった。

第６図は第１図、第２図に示した実施例に対し、入力信
号ａおよび半導体レーザ８に印加されるバイアス電流工
、が上記と同様である場合の２５ｄＢダウンのスペクト
ル線幅Δλを示し、第１３図に示したスペクトル線幅Δ
λよりも０．２〜０．５ｎｍ程狭くなっていた。したが
って、光スペクトルの拡がりが抑圧されている。

第７図は第１図、第２図に示した実施例に対し、入力信
号ａおよび半導体レーザ８に印加されるバイアス電流■
３が上記と同様である場合のＢａｃｋｔｏ　　Ｂａｃｋ
と、１．３μｍ帯に零分散波長を有する８０ｋｍの光フ
ァイバで伝送したときの符号誤り率特性を示すものであ
る。これによると、受信感度劣化量Ｐｃｔは、第１４図
に示す受信感度劣化量Ｐｄに比べ、０．５ｄＢ程小さく
なっていた。

第８図、第９図は夫々本発明による光送信器の他の実施
例を示すものであって、第８図に示す実施例は第１図に
示した実施例で半導体レーザ８の温度安定化手段が省か
れたもの、第９図に示す実施例は第２図に示した実施例
で半導体レーザ８の温度安定化手段が省かれたものであ
る。いずれも第１図、第２図で示した実施例と同様の効
果が得られることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、半導体レーザの
発振波長と光ファイバの零分散波長帯が異なっても、該
光ファイバの零分散による受信感度の劣化を低減するこ
とができるし、また、半導体レーザの光出力波形のアイ
開口領域を拡げ、受信感度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々本発明による光送信器の実施
例を示すブロック図、第３図は第１図。 第２図における帯域遮断フィルタの一具体例を示す回路
図、第４図は第１図、第２図に示した実施例での５２□
パラメータの周波数特性図、第５図は第１図、第２図に
おける半導体レーザの出力光の波形図、第６図は同じく
光スペクトル図、第７図は同じく符号誤り率の特性図、
第８図および第９図は夫々本発明による光送信器の他の
実施例を示すブロック図、第１０図は光送信器の一従来
例を示すブロック図、第１１図は第１０図に示した従来
例でのｓ２□パラメータの周波数特性図、第１２図は第
１０図における半導体レーザの出方光の波形図、第１３
図は同じく光スペクトル図、第１４図は同じく符号誤り
率の特性図である。 １・・・半導体レーザ駆動回路。 ５・・・入力端子。 ７　・半導体レーザダイオードモジュール。 ８・・・半導体レーザ、　　　　１２・・・帯域遮断フ
ィルタ。 代理人弁理士　ｔＪｓ　　川　勝　男又ト〉・′為　１
　図 σ 第２図 嶌　３　図 稟　４−　図 稟　５　図 集　６　図 ８７　目 第　８　図 阜９図 察　　　メθ　　　し］ 集　１１　　図 宿 と

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザ駆動回路から半導体レーザに入力信号
   に応じた光変調信号電流が供給され、該光変調信号電流
   によって該半導体レーザの出射光を強度変調するように
   した光送信器において、該半導体レーザ駆動回路と該半
   導体レーザとの間に帯域遮断フィルタを設け、 前記光変調信号電流を該帯域遮断フィルタを介して該半
   導体レーザに供給することを特徴とする光送信器。