JPH11298417A - 光送信器 - Google Patents

光送信器

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JPH11298417A
JPH11298417A JP10096022A JP9602298A JPH11298417A JP H11298417 A JPH11298417 A JP H11298417A JP 10096022 A JP10096022 A JP 10096022A JP 9602298 A JP9602298 A JP 9602298A JP H11298417 A JPH11298417 A JP H11298417A
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JP
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laser diode
bias current
driver
current
modulation current
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JP10096022A
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English (en)
Inventor
Toshitaka Ushiyama
敏孝 牛山
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光送信器では、厳しい温度環境下での
LDバイアス電流量及びLDドライバ変調電流量の最適
制御が困難であるという問題があった。 【解決手段】 この発明による光送信器では、温度セン
サと電流検出器の検出情報を入力することで、LDバイ
アス電流量及びLDドライバ変調電流量の制御を行う回
路を、従来の温度補償手段に代わって付加した構成とす
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光通信用の光送信
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は一般に光通信用に使用されるレー
ザダイオード(以下LDと略す。)とそれを駆動する手
段を有する従来の光送信器を示した図である。図におい
て1は発光素子としてのLD、2は前記LD1を変調駆
動するためのLDドライバ、3はLD1にバイアス電流
を供給するLDバイアス電流供給回路、4はLDドライ
バ2に変調電流を供給するLDドライバ変調電流供給回
路、5は光出力特性安定化のためにLDドライバ変調電
流供給回路4に付加した温度補償回路、6はLD1の背
面光を入力とするモニタ用フォトダイオード(以下モニ
タPDと略す。)、7はLD1の出力光強度を一定に保
つように供給するバイアス電流量を制御するAPC(A
utomatic Power Control)回路
である。次に動作について説明する。LD1は図5に示
すような光出力強度−LD電流特性(以下P−I特性と
いう。)を有し、LD1はLDバイアス電流供給回路3
より供給されるLDバイアス電流量によって定まるバイ
アス点と、LDドライバ2より供給される変調電流量に
よって定まる変調振幅により、一定の出力振幅で出力光
を発生する。例えば図5(b)に示すP−I特性を有す
るLD1を駆動する際、LDバイアス供給回路3よりバ
イアス電流を供給し同図13にバイアス点を定め、同図
14の振幅の矩形波をLDドライバ2より供給すると、
同図15に示す振幅でLD1は変調光を出力することに
なる。ここで、一般にP−I特性は図5(a)〜(c)
に示すようにLD1の素子温度によって変動するため、
素子温度を制御する手段を持たないLD1を駆動する場
合、光出力特性(例えば光出力強度、光出力振幅、消光
比などである。)を最適状態に固定するためには、送信
器外部温度変動に追従してLDバイアス電流量及びLD
ドライバ変調電流量を常に最適量に制御する必要があ
る。LDドライバ変調電流供給回路4には温度補償用半
導体素子を用いた温度補償回路5を用いてLDドライバ
変調電流量の安定化を行う。LDバイアス電流供給回路
3に対しては、モニタPD6とAPC回路7により構成
される温度補償回路を用いて、LDバイアス電流の安定
化を行う。LD1は発光することにより背面光を発し、
モニタPD6は背面光に比例した電流(以下モニタPD
電流と略す。)を発生する。APC回路7はこのモニタ
PD電流の変動量を検出してLDバイアス電流供給回路
3に帰還制御をかけ、LDバイアス電流量を安定化する
回路である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光送信
器では、以下に述べる2つの問題点がある。第1に前記
APC回路及び温度補償用半導体素子を用いた温度補償
回路は送信器外部温度変動に対する温度補償能力の安定
性に限界があり、極低温、極高温の環境下においては、
光出力特性の変動が生じるという問題である。一般にP
−I特性はLD素子温度が高くなることで図5の(a)
から(c)へ特性が変化する。図5(a)、(c)を比
較すると閾値電流16は温度が高くなるにつれて大きく
なり、直線の傾きで表されるP−I変換効率は温度が高
くなるにつれて傾きが緩やかになり効率が悪くなってい
ることがわかる。すなわち、図5(a)のP−I特性に
基づきLDバイアス電流及びLD変調電流を最適状態に
設定したとしても、LDの素子温度が変動しP−I特性
が図5(c)の状態に推移した際に、図(a)における
最適状態と同等の光出力特性を得るためには、LDバイ
アス電流及びLD変調電流を変化させ、新たに最適状態
にする必要がある。通常、温度変動時においても安定し
た光出力特性を得るための手段として、LDバイアス電
流に対してはモニタPDとAPC回路により構成される
温度補償回路を用いていた。LDドライバ変調電流に対
しては、温度補償用半導体素子を用いた温度補償回路を
用いていた。しかし両者ともにその温度補償能力には限
界があり、送信器外部温度環境が厳しくなる程、LDバ
イアス電流量及びLDドライバ変調電流量の最適状態か
らの変動は顕著に現れ、温度変動にあわせて精密にLD
バイアス電流量とLDドライバ変調電流量を変化させ、
光出力特性の最適状態を維持することが困難となる。
【0004】また、第2に、LDバイアス電流量及びL
Dドライバ変調電流量をP−I特性に合わせて最適値に
調整する過程において、両者の調整部が独立しているた
め相互の関係を考慮しながらの調整が困難であるという
問題である。従来の光送信器ではLDドライバ変調電流
量を一定値に固定した後、LDバイアス電流量を調整し
(もしくはその逆の手順で)光出力特性を最適な状態に
調整していた。すなわち、光出力特性を調整する際に
は、LDバイアス電流調整とLDドライバ変調電流調整
の2回の調整工程を要し、双方の値を見ながらの調整が
必要であったため、両者の値を最適値に調整するために
時間を要していた。
【0005】この発明は前記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、送信器外部温度変動に関係
なくLDバイアス電流量及びLDドライバ変調電流量の
精密な最適制御を可能にし、常に安定した光出力特性を
得ることを目的としている。また、LDバイアス電流量
とLDドライバ変調電流量の無調整による最適化を目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明による光送信
器では、前記LDバイアス電流供給回路にLDバイアス
電流検出器と、外部温度変動を検出するための温度セン
サと、外部温度変動に対する最適なLDバイアス電流量
の情報を記憶し、LDバイアス電流供給回路に帰還制御
を課すLDバイアス電流記憶・制御回路を付加した構成
とするものである。
【0007】また、第2の発明による光送信器では、前
記LDドライバ変調電流供給回路にLDドライバ変調電
流検出器と、外部温度変動を検出するための温度センサ
と、外部温度変動に対する最適なLDドライバ変調電流
量の情報を記憶し、LDドライバ変調電流供給回路に帰
還制御を課すLDドライバ変調電流記憶・制御回路を付
加した構成とするものである。
【0008】また、第3の発明による光送信器では、前
記LDバイアス電流供給回路及びLDドライバ変調電流
供給回路に各電流の検出器と、外部温度変動を検出する
ための温度センサと、外部温度変動に対する最適なLD
バイアス電流量及びLDドライバ変調電流量の情報を記
憶し、LDバイアス電流供給回路及びLDドライバ変調
電流供給回路に帰還制御を課す電流記憶・制御回路を付
加した構成とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示す図であり、図において1〜5は従来
例と同様である。8はLD1に供給されるLDバイアス
電流量を検出するためのLDバイアス電流検出器、9は
送信器の外部温度変動を検出するための温度センサ、1
0は外部温度変動に対するLDバイアス電流の変動量を
記憶し、LDバイアス電流供給回路3に帰還制御をかけ
るLDバイアス電流記憶・制御回路である。次に動作に
ついて説明する。LD1はLDドライバ2により変調電
流を、LDバイアス電流供給回路3によりLDバイアス
電流を供給されることにより、P−I特性によって決定
される変調光を出力する。ここでLD1のP−I特性は
LD1の素子温度によって変動するため、これに対応し
た最適のLDバイアス電流、LD変調電流を供給できる
ように温度補償手段を付加する。LDドライバ変調電流
に対しては従来の温度補償用半導体素子を用いた温度補
償回路5を用いる。LDバイアス電流に対しては従来の
モニタPDとAPC回路を組み合わせた温度補償回路に
代わり、LDバイアス電流供給回路3にLD1に供給さ
れるLDバイアス電流量を検出するためのLDバイアス
電流検出器8と、外部温度の変動を検出するための温度
センサ9と、外部温度変動に対する最適なLDバイアス
電流量の情報を記憶し、LDバイアス電流供給回路3に
帰還制御を課すLDバイアス電流記憶・制御回路10を
付加した構成を用いる。送信器は電源が投入されること
により、温度センサ9は外部温度を検出し、LDバイア
ス電流検出器8はLDバイアス電流量を検出し、LDバ
イアス電流記憶・制御回路10はそれぞれの検出値を記
憶する。ここでLDバイアス電流量を最適値に調整し、
送信器外部温度に対する最適LDバイアス電流量のデー
タをLDバイアス電流記憶・制御回路10に記憶させ
る。更に、これら一連の動作を送信器外部温度を変動さ
せて繰り返し行うことによって、送信器外部温度変動に
対する最適LDバイアス電流量の対応データが記憶され
る。すなわち、送信器外部温度変動時に、これら記憶情
報をLDバイアス電流供給回路3に帰還することによ
り、LDバイアス電流は送信器の外部温度変動に関係な
く常に最適状態に固定することが可能となる。以上動作
により、送信器外部温度変動に関係なくLDバイアス電
流量の精密な最適制御が可能となり、常に安定した光出
力特性を得ることができる。また、送信器外部温度対L
Dバイアス電流量のデータ取得を出力光モニタ等と連動
させ自動で行えば、LDバイアス電流量は調整無しで常
に最適な状態に安定化される。
【0010】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示す図であり、図において1〜4、9は実施の形
態1と同様である。6、7は従来例と同様である。11
はLDドライバ2に供給されるLDドライバ変調電流量
を検出するためのLDドライバ変調電流検出器、12は
外部温度変動に対するLDドライバ変調電流の変動量を
記憶し、LDドライバ変調電流供給回路4に帰還制御を
かけるLDドライバ変量電流記憶・制御回路である。次
に動作について説明する。図において、1〜4における
動作は実施の形態1と同様であるため、ここではLDド
ライバ変調電流供給回路4に付加した温度補償回路の動
作について説明する。LDバイアス電流に対しては、従
来のモニタPD6とAPC回路7を組み合わせた温度補
償回路を用いて光出力特性の安定化を行う。LDドライ
バ変調電流に対しては従来の温度補償用半導体素子を用
いた温度補償回路5に代わり、LDドライバ変調電流供
給回路4にLDドライバ2に供給されるLDドライバ変
調電流量を検出するためのLDドライバ変調電流検出器
11と、外部温度の変動を検出するための温度センサ9
と、外部温度変動に対する最適なLDドライバ変調電流
量の情報を記憶し、LDドライバ変調電流供給回路4に
帰還制御を課すLDドライバ変調電流記憶・制御回路1
2を付加した構成を用いる。送信器は電源が投入される
ことにより、温度センサ9は外部温度を検出し、LDド
ライバ変調電流検出器12はLDドライバ変調電流量を
検出し、LDドライバ変調電流記憶・制御回路11はそ
れぞれの検出値を記憶することができる。ここでLDド
ライバ変調電流量を最適値に調整し、送信器外部温度に
対する最適LDドライバ変調電流量のデータをLDドラ
イバ変調電流記憶・制御回路12に記憶させる。更に、
これら一連の動作を送信器外部温度を変動させて繰り返
し行うことによって、送信器外部温度変動に対する最適
LDドライバ変調電流量の対応データが記憶される。す
なわち、送信器外部温度変動時に、これら記憶情報をL
Dドライバ変調電流供給回路4に帰還することにより、
LDドライバ変調電流は送信器の外部温度変動に関係な
く常に最適状態に固定することが可能となる。以上動作
により、送信器外部温度変動に関係なくLDドライバ変
調電流量の精密な最適制御が可能となり、常に安定した
光出力特性を得ることができる。また、送信器外部温度
対LDドライバ変調電流量のデータ取得を出力光モニタ
等と連動させ自動で行えば、LDドライバ変調電流量は
調整無しで常に最適な状態に安定化される。
【0011】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3を示す図であり、図において1〜4、8〜10は実
施の形態1と同様であり、11、12は実施の形態2と
同様である。次に動作について説明する。本実施の形態
では、従来の温度補償回路に代わり、LDバイアス電流
供給回路3及びLDドライバ変調電流供給回路4に、電
流検出器と温度センサの検出情報を入力とする電流記憶
・制御回路を付加した構成を用いる。以上により、送信
器外部温度変動に関係なくLDバイアス電流及びLDド
ライバ変調電流量の精密な最適制御が可能となり、常に
安定した光出力特性を得ることができる。また、送信器
外部温度対LDバイアス電流量、LDドライバ変調電流
量のデータ取得を出力光モニタ等と連動させ自動で行え
ば、LDバイアス電流量及びLDドライバ変調電流量は
調整無しで常に最適な状態に安定化される。
【0012】図1〜3において発光素子としては代表と
してLD1としたが、他の発光素子でも構わない。図2
において受光素子としてはPD6としたが、他の受光素
子でも構わない。
【0013】
【発明の効果】第1の発明によれば、温度センサとLD
バイアス電流検出器の検出情報を入力とするLDバイア
ス電流記憶・制御回路をLDバイアス電流供給回路に付
加することにより、送信器外部温度変動に関係なくLD
バイアス電流量の精密な最適制御が可能となり、常に安
定した光出力特性を得ることができる。また、LDバイ
アス電流量を無調整で安定化することができる。
【0014】また、第2の発明によれば、温度センサと
LDドライバ変調電流検出器の検出情報を入力とするL
Dドライバ変調電流記憶・制御回路をLDドライバ変調
電流供給回路に付加することにより、送信器外部温度変
動に関係なくLDドライバ変調電流量の精密な最適制御
が可能となり、常に安定した光出力特性を得ることがで
きる。また、LDドライバ変調電流量を無調整で安定化
することができる。
【0015】また、第3の発明によれば、温度センサと
LDバイアス電流検出器の検出情報を入力とするLDバ
イアス電流記憶・制御回路を、LDバイアス電流供給回
路に付加し、温度センサとLDドライバ変調電流検出器
の検出情報を入力とするLDドライバ変調電流記憶・制
御回路を、LDドライバ変調電流供給回路にそれぞれ付
加することにより、送信器外部温度変動に関係なくLD
バイアス電流量及びLDドライバ変調電流量の精密な最
適制御が可能となり、LDバイアス電流量及びLDドラ
イバ変調電流量の精密な最適制御を可能にし、常に安定
した光出力特性を得ることができる。また、LDバイア
ス電流量及びLDドライバ変調電流量を無調整で安定化
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による光送信器の実施の形態1を示
す図である。
【図2】 この発明による光送信器の実施の形態2を示
す図である。
【図3】 この発明による光送信器の実施の形態3を示
す図である。
【図4】 この発明の従来例を示す図である。
【図5】 P−I特性を示す図である。
【符号の説明】
1 発光素子としてのLD、2 LDドライバ、3 L
Dバイアス電流供給回路、4 LDドライバ変調電流供
給回路、5 温度補償回路、6 モニタPD、7 AP
C(Automatic Power Contro
l)回路、8 LDバイアス電流検出器、9 温度セン
サ、10 LDバイアス電流記憶・制御回路、11 L
Dドライバ変調電流検出器、12 LDドライバ変調電
流記憶・制御回路、13 LDバイアス点、14 LD
変調振幅、15 LD変調出力光振幅、16 閾値電
流。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電流に対応した光を出力するレーザ
    ダイオードと、前記レーザダイオードに信号に応じた変
    調電流を印加するレーザダイオードドライバと、前記レ
    ーザダイオードにバイアス電流を供給するレーザダイオ
    ードバイアス電流供給回路と、前記レーザダイオードド
    ライバに変調電流を供給するレーザダイオードドライバ
    変調電流供給回路と、光出力特性安定化のために前記レ
    ーザダイオードドライバ変調電流供給回路に付加した温
    度補償回路と、前記レーザダイオードに供給されるバイ
    アス電流量を検出するレーザダイオードバイアス電流検
    出器と、外部温度を検出する温度センサと、前記レーザ
    ダイオードバイアス電流検出器と温度センサの検出情報
    を入力とし、レーザダイオードバイアス電流供給回路に
    帰還制御を課すレーザダイオードバイアス電流記憶・制
    御回路とからなる光送信器。
  2. 【請求項2】 入力電流に対応した光を出力するレーザ
    ダイオードと、前記レーザダイオードに信号に応じた変
    調電流を印加するレーザダイオードドライバと、前記レ
    ーザダイオードにバイアス電流を供給するレーザダイオ
    ードバイアス電流供給回路と、前記レーザダイオードド
    ライバに変調電流を供給するレーザダイオードドライバ
    変調電流供給回路と、前記レーザダイオードの背面光を
    入力とするモニタ用受光素子と、前記レーザダイオード
    の出力光を一定に保つように供給するバイアス電流量を
    制御するAPC(Automatic Power C
    ontrol)回路と、前記レーザダイオードドライバ
    に供給されるレーザダイオードドライバ変調電流量を検
    出するレーザダイオードドライバ変調電流検出器と、外
    部温度を検出する温度センサと、前記レーザダイオード
    ドライバ変調電流検出器と温度センサの検出情報を入力
    とし、レーザダイオードドライバ変調電流供給回路に帰
    還制御を課すレーザダイオードドライバ変調電流記憶・
    制御回路とからなる光送信器。
  3. 【請求項3】 入力電流に対応した光を出力するレーザ
    ダイオードと、前記レーザダイオードに信号に応じた変
    調電流を印加するレーザダイオードドライバと、前記レ
    ーザダイオードにバイアス電流を供給するレーザダイオ
    ードバイアス電流供給回路と、前記レーザダイオードド
    ライバに変調電流を供給するレーザダイオードドライバ
    変調電流供給回路と、前記レーザダイオードに供給され
    るバイアス電流を検出するレーザダイオードバイアス電
    流検出器と、前記レーザダイオードドライバに供給され
    るレーザダイオードドライバ変調電流量を検出するレー
    ザダイオードドライバ変調電流検出器と、外部温度を検
    出する温度センサと、前記レーザダイオードバイアス電
    流検出器と温度センサの検出情報を入力とし、レーザダ
    イオードバイアス電流供給回路に帰還制御を課すレーザ
    ダイオードバイアス電流記憶・制御回路と、前記レーザ
    ダイオードドライバ変調電流検出器と温度センサの検出
    情報を入力とし、レーザダイオードドライバ変調電流供
    給回路に帰還制御を課すレーザダイオードドライバ変調
    電流記憶・制御回路とからなる光送信器。
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Cited By (4)

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