JPWO2003084015A1 - レーザアレー装置及びレーザアレー制御方法 - Google Patents
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Abstract
レーザアレー装置において、送信ユニット３０の各レーザ光源と受信ユニット２０の各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源３０−１と光検出器２０−１、およびレーザ制御回路１０−１を含む単位モジュール４０を複数個形成し、各単位モジュールが、レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して光検出器に入力させ、光検出器からの検出信号に基づいてレーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合にレーザ光源の出力を停止する。
Description
技術分野
本発明は、レーザアレー装置及びレーザアレー制御方法に係り、特に、レーザアレーの個々のレーザからの光出力をそれぞれ独立に検出し制御するレーザアレー装置及びレーザアレー制御方法に関する。
背景技術
近年、光通信技術の進歩に伴い、情報処理装置間を光ファイバケーブルで接続し、光ファイバケーブルを介して光信号を送受信することで、情報処理装置間の通信が行われるようになった。レーザアレー装置は、レーザ光源からのレーザ光を伝送情報に応じて光ファイバケーブルに出力するために用いられ、通常はレーザ安全回路を備えている。レーザ安全回路は、レーザアレー装置から出力されるレーザ光の強度がレーザ安全規格を満足するように、レーザアレーの出力を制御するために設けられている。
図１は、従来のレーザアレー装置の構成を示す。図１に示したように、従来のレーザアレー装置は、レーザアレードライバＩＣ１００と、レーザアレー３００と、モニタフォトダイオードＭＤ１およびモニタフォトダイオードＭＤ２とからなる。
レーザアレードライバＩＣ１００とモニタフォトダイオードＭＤ１は、レーザ安全回路の第１の検出・制御ループを構成し、レーザアレードライバＩＣ１００とモニタフォトダイオードＭＤ２は、レーザ安全回路の第２の検出・制御ループを構成する。レーザアレー３００は、通信用レーザアレー３１０と、モニタ検出専用レーザ３０１と、出力制御専用レーザ３０２とからなる。モニタフォトダイオードＭＤ１はモニタ検出専用レーザ３０１から出力されるレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ１００にフィードバックする。モニタフォトダイオードＭＤ２は出力制御専用レーザ３０２から出力されるレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ１００にフィードバックする。
図１の例では、説明の便宜上、通信用レーザアレー３１０が６チャネル（又は、ビット）のレーザ光を出力するものとする。この従来のレーザアレー装置では、第１および第２の検出・制御ループでモニタ検出専用レーザ３０１および出力制御専用レーザ３０２から出力されるレーザ光をモニタすることにより、通信用レーザアレー３１０を制御している。
レーザアレードライバＩＣ１００は、通信用レーザアレー３１０が出力する６チャネルの各レーザ光の強度を制御している。すなわち、伝送すべき情報に応じた６チャネルの入力データがレーザアレードライバＩＣ１００に入力され、レーザアレードライバＩＣ１００は、６チャネルの入力データに応じて通信用レーザアレー３１０の各レーザを駆動する。通信用レーザアレー３１０の各レーザから出力されるレーザ光は６本の光ファイバケーブルに出力される。
上記従来のレーザアレー装置では、モニタ検出専用レーザ３０１の性能が劣化、あるいはレーザ出力効率が低下した場合、通信用レーザアレー３１０が出力する各レーザ光の強度を増加させるための情報がフォトダイオードＭＤ１からレーザアレードライバＩＣ１００へ送られることになる。このため、正常な通信用レーザアレー３１０の出力が、レーザ安全規格に定められたレーザ光強度の安全基準値を超えてしまう場合がある。
これを防ぐため、モニタフォトダイオードＭＤ２と出力制御専用レーザ３０２からなる第２の検出・制御ループが設けてあり、モニタフォトダイオードＭＤ２の検出する出力制御専用レーザ３０２の出力レーザ光の強度が上記の安全基準値を超えた場合には、レーザアレードライバＩＣ１００がその過大なレーザ光強度を検出し、通信用レーザアレー３１０の出力を停止する制御を行う。
しかしながら、上記従来のレーザアレー装置では、モニタ専用レーザ３０１と出力制御専用レーザ３０２が共に故障した場合、上記の安全基準値を超えるレーザ光の出力を停止する機能が働かなくなる。すなわち、この場合、通信用レーザアレー３１０から過大なレーザ光が出力されてしまう可能性がある。
このように、上記従来のレーザアレー装置は、通信用レーザアレー３１０とは別個にモニタ専用レーザ３０１と出力制御専用レーザ３０２を設け、これら専用レーザに対応させてモニタフォトダイオードＭＤ１とＭＤ２を設ける構成であり、専用レーザ３０１と３０２又はフォトダイオードＭＤ１とＭＤ２が故障した場合に対する対策について、十分な配慮がなされていなかった。
また、専用レーザ３０１と３０２又はフォトダイオードＭＤ１とＭＤ２が故障した場合には、通信用レーザアレー３１０の個々のレーザが故障していなくても、通信用レーザアレー３１０の全てのレーザが発振を停止してしまうという現象が起き、レーザアレー装置を搭載しているシステム全体が停止してしまうという問題があった。
発明の開示
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、レーザアレーの光出力をそれぞれ個々に検出し制御することにより安全性を向上させたレーザアレー装置およびレーザアレー制御方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、レーザアレーの光出力をそれぞれ個々に検出し制御することにより安全性を向上させたレーザアレー装置を備える情報処理装置を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、本発明になるレーザアレー装置は、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部とを備え、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、および当該レーザ制御回路を含む単位モジュールを複数個形成し、各単位モジュールが、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させ、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明になる情報処理装置は、レーザアレー装置を具備し、光ファイバケーブルを介して外部の情報処理装置との間で光信号を送受信する情報処理装置であって、前記レーザアレー装置が、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部と、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、および当該レーザ制御回路を含む単位モジュールが複数個形成され、各単位モジュールが、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させ、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止する複数の単位モジュールとを備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明になるレーザアレー制御方法は、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部とを備え、かつ、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、及び当該レーザ制御回路を含む単位モジュールを複数個形成したレーザアレー装置を制御するレーザアレー制御方法であって、各単位モジュールの当該レーザ光源がレーザ光を出力中であるときに前記レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させる工程と、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出する工程と、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止する工程とを有することを特徴とする。
本発明のレーザアレー装置及びレーザアレー制御方法によれば、通信用レーザアレーの個々のレーザ光源からの光出力の一部をそれぞれ独立に検出しフィードバック制御することで、個々のレーザ光源に故障が発生したとしても、レーザアレー装置全体の光出力が停止してしまうことがない。従来のレーザアレー装置の場合のように、モニタ専用レーザの故障がシステム全体の機能停止につながるという問題は解消される。例えば、通信ユニット中の１個のレーザ光源が故障した場合、伝送データ中の１ビットに影響が及ぶだけであり、パリティチェック機能等を利用すれば、システム全体の機能停止は回避できる。
また、本発明のレーザアレー装置及び情報処理装置は、受信ユニットの光検出器をレーザ安全回路の検出・制御ループに利用しているため、モニタ専用光検出器を送信ユニットの送信用レーザアレーの個数に応じて個々に設けている従来の構成と比較した場合、モニタ専用光検出器を追加して設ける必要がないため、製造コストを低減できる。
本発明の他の目的、特徴及び利点については、添付の図面を参照して以下の発明の詳細な説明を理解することにより明らかとなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明に係るレーザアレー装置の基本的構成を示す。
図２Ａに示したように、本発明に係るレーザアレー装置では、受信用フォトディテクタアレー２０と送信用レーザアレー３０の対が複数個、互いに平行に近接させて配置されている。フォトディテクタアレー２０とレーザアレー３０の対は１つであってもよいし、複数であってもよい。受信用フォトディテクタアレー２０は複数のフォトディテクタ（光検出器）を一列に並べて形成され、各フォトディテクタは、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出し、その検出信号を出力する光検出機能を有する。複数のフォトディテクタからなる受信用フォトディテクタアレー２０は、例えば、通信相手の情報処理装置から光ファイバケーブルを介して送られてくる光信号を入力する受信ユニットとして動作する。送信用レーザアレー３０は複数のレーザ（レーザ光源）を一列に並べて形成され、各レーザは、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力するレーザ光源として機能する。複数のレーザ光源を有する送信用レーザアレー３０は、例えば、通信相手の情報処理装置へ光ファイバケーブルを介して送信しようとする光信号を出力する送信ユニットとして動作する。
ここで、互いに隣り合う、受信用フォトディテクタアレー２０中の１つのフォトディテクタと送信用レーザアレー３０中の１つのレーザからなる対（ペア）を含む単位ブロックを単位モジュール４０と呼ぶ。また、本発明に係るレーザアレー装置は、複数の単位モジュール４０で構成され、モニタ専用レーザやモニタ専用フォトディテクタを設ける必要がない。
また、図２Ｂに示したように、本発明に係るレーザアレー装置には、レーザアレードライバＩＣ１０−１（レーザ制御回路）が設けてある。このレーザアレードライバＩＣは、複数の単位モジュール４０のそれぞれに対応させて１個ずつ設けてもよいし、複数の単位モジュール４０に対応する複数のレーザ制御回路を１つのユニットとして形成して設けてもよい。
レーザアレードライバＩＣ１０−１には、伝送すべき情報に応じた入力データが入力され、入力データに応じて送信用レーザ３０−１を駆動する。レーザアレードライバＩＣ１０−１は、受信用フォトディテクタ２０−１と信号線で接続されており、フォトディテクタ２０−１からフィードバックされる送信用レーザの出力情報を受取る。レーザアレードライバＩＣ１０−１は、受取った送信用レーザの出力情報に応じて送信用レーザ３０−１から出力されるレーザ光の強度を制御する。
本発明のレーザアレー装置には、図２Ａに示した複数の単位モジュール４０が設けてある。各単位モジュール４０は、光信号の送受信ユニットを構成すると共に、送信用レーザアレー３０中の１つのレーザに対するレーザ安全回路を構成する。
図２Ｂに示したように、各単位モジュール４０は、送信用レーザ３０−１（送信用レーザアレー３０中の１つのレーザ）と、受信用フォトディテクタ２０−１（受信用フォトディテクタアレー２０中の１つのフォトディテクタ）と、第１のミラー５２と、第２のミラー５４とからなる。第１のミラー５２と第２のミラー５４は、送信用レーザ３０−１から出力されるレーザ光の一部を反射して、その反射光を受信用フォトディテクタ２０−１に入力する。受信用フォトディテクタ２０−１は、この受取ったレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ１０−１にフィードバックする。
レーザアレードライバＩＣ１０−１は、フォトディテクタ２０−１から受取った検出情報に基づいて、送信用レーザ３０−１から出力されるレーザ光の強度を制御する。例えば、フォトディテクタ２０−１から受取った検出情報が送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度低下を示す場合には、レーザアレードライバＩＣ１０−１から送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を増大して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を上げる制御が行われる。逆に、フォトディテクタ２０−１から受取った検出情報が送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度上昇を示す場合には、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を減少して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を下げる制御が行われる。また、受取った検出情報から、送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度がレーザ安全規格の安全基準値を超えることが検出された場合には、安全のため、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を停止して、送信用レーザ３０−１のレーザ出力を停止する。
図３は、図２Ｂに示したレーザアレー装置のレーザアレードライバＩＣが実行するレーザアレー制御処理を説明するためのフロー図である。
図３に示したレーザアレー制御処理は、レーザアレー装置の電源投入時、リセット動作時、又は必要に応じて実行される。ここで、説明の便宜上、レーザアレードライバＩＣ１０−１は、単に制御部という。また、図２Ｂのレーザアレー装置が情報処理装置に搭載されており、送信相手の情報処理装置と光ファイバケーブルを介して光信号を送受信可能に構成されている。この場合、光信号の伝送は、一方の情報処理装置が他方の情報処理装置に送信している間は、前者は送信のみを行い、後者は受信のみを行う半２重のデータ伝送を用いるものとする。図３のレーザアレー制御処理は、以下のように実行される。
まず、図３のレーザアレー制御処理が開始すると、制御部は、送信相手の情報処理装置から送信終了コマンドを受取ったか否かを判断する（Ｓ１１）。送信終了コマンドを受取ったと判断したとき、制御部はレーザアレー装置のレーザ出力制御モードをオンに設定する（Ｓ１２）。ステップＳ１１で送信終了コマンドをまだ受取っていないと判断したときには、前記ステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１２が行われると、制御部は、送信相手の情報処理装置へ送信すべき情報に応じて、送信用レーザアレー３０の各レーザの発振を開始する（Ｓ１３）。次に、制御部は、送信相手の情報処理装置へ送信すべき情報を送信し終わったか否かを判断する（Ｓ１４）。
ステップＳ１４で送信が終了したと判断したとき、制御部は、送信相手の情報処理装置へ送信終了コマンドを送信する（Ｓ１５）。そして、制御部は各レーザの動作を停止する（Ｓ１６）。ステップＳ１６が行われると、制御部はレーザアレー装置のレーザ出力制御モードをオフに設定する（Ｓ１７）。ステップＳ１７が行われると、前記ステップＳ１１に戻る。
一方、ステップＳ１４でまだ送信中であると判断したとき、制御部は、同じ単位モジュール４０内の受信用フォトディテクタ２０−１から出力される検出信号の有無を確認する（Ｓ１８）。送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の一部がミラー５２、５４により反射され、入力されると、受信用フォトディテクタ２０−１は入力されたレーザ光を電気信号に変換して、その電気信号を制御部（レーザアレードライバＩＣ１０−１）にフィードバックする。次に、制御部は、同一単位モジュール４０内の受信用フォトディテクタ２０−１から送られる検出信号を受取り、その電流値を検出する（Ｓ１９）。
ステップＳ１９が行われると、制御部は、受信用フォトディテクタ２０−１から受取った電流値から送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度が低下したか否かを判断する（Ｓ２０）。出力レーザ光の強度が低下したと判断したとき、制御部は、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を増大して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を上げる制御を行う（Ｓ２１）。ステップＳ２１を行うと、制御部は次のステップＳ２５へ進む。
また、ステップＳ２０で出力レーザ光の強度が低下していないと判断したときには、制御部は、受信用フォトディテクタ２０−１から受取った電流値から送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度が増大したか否かを判断する（Ｓ２２）。出力レーザ光の強度が増大したと判断したとき、制御部は、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を減少して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を下げる制御を行う（Ｓ２３）。ステップＳ２３を行うと、制御部は次のステップＳ２５へ進む。
一方、ステップＳ２２で出力レーザ光の強度が増大していないと判断したときには、制御部は、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を変更しない（Ｓ２４）。また、ステップＳ２１又はステップＳ２３を行うと、制御部は、受信用フォトディテクタ２０−１から受取った電流値から送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度が安全基準値を超えているか否かを判断する（Ｓ２５）。ステップＳ２５で安全基準値を超えていると判断したとき、制御部は、送信用レーザに供給する駆動電流を停止して、レーザ出力を停止する（Ｓ２６）。逆に、安全基準値を超えていないと判断したときは、ステップＳ１４に戻る。
上記したように、本発明のレーザアレー制御方法によれば、通信用レーザアレー３０の個々のレーザから出力される光出力の一部をそれぞれ独立に検出しフィードバック制御することで、個々のレーザに故障が発生したとしても、通信用レーザアレー３０全体の光出力が停止してしまうことがない。従って、従来のレーザアレー装置のように、モニタ専用レーザ又はモニタ専用光検出器の故障がシステム全体の機能停止につながるという問題は解消される。
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第１の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す。
図４Ａには、この実施例のレーザアレー装置における単位モジュール４０が、コア１４とクラッド１６で形成される光導波路６０内に形成されている様子が示されている。この単位モジュール４０は、送信用レーザ３０−１と、受信用フォトディテクタ２０−１と、第１のミラー５２と、第２のミラー５４とからなる。レーザ３０−１とフォトディテクタ２０−１は、支持部１２のレーザアレー取付け部とフォトディテクタ取付け部に所定の間隔を隔てて取付けてある。光導波路６０は支持部１２上に装着され、コア１４には、レーザ３０−１から光ファイバケーブルへ出力される光の通過する透明層と、光ファイバケーブルからフォトディテクタ２０−１へ入力される光が通過する透明層が形成されている。
第１のミラー５２は、クラッド１６の斜面部に形成され、レーザ３０−１から出力されるレーザ光の一部を反射して、第２のミラー５４へ導く。第２のミラー５４は、クラッド１６の第１のミラー５２に対向する位置に設けられた斜面部に形成され、第１のミラー５２からの反射光をさらに反射して、フォトディテクタ２０−１に入力する。フォトディテクタ２０−１は、受取ったレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ（図示なし）にフィードバックする。レーザ側のコア１４とフォトディテクタ側のコア１４をつなぐコア部分は、水平なレーザ光のみ通過できるように十分狭く形成しておく必要がある。この構成により、外部からフォトディテクタ２０−１まで到達する光がレーザ側に影響を与えないためである。
図４Ｂに示したように、この実施例のレーザアレー装置は、複数の単位モジュール４０が、光導波路６０の長手方向に沿って一列に配置されている。したがって、各単位モジュール４０のレーザ３０−１とフォトディテクタ２０−１が、支持部１２に同様に取付けてあり、各レーザ３０−１とフォトディテクタ２０−１の対（ペア）ごとに、光導波路６０にはコア１４の透明層が形成されている。各単位モジュール４０の第１のミラー５２と第２のミラー５４が、同様の配置で光導波路６０のクラッド１６の各斜面部に形成されている。
図５Ａに、図４Ｂのレーザアレー装置を実装した基板１８を示す。支持部１２に取付けた送信用レーザアレー３０と受信用フォトディテクタアレー２０が基板１８に実装される。支持部１２には、図４Ｂに示した光導波路６０が取付けてある。また、複数の単位モジュール４０のそれぞれに対しレーザアレードライバＩＣ１０が１個ずつ基板１８上に実装され、送信用レーザアレー３０の各レーザと対応するレーザアレードライバＩＣ１０との間をつなぐ配線、および受信用フォトディテクタアレー２０の各フォトディテクタと対応するレーザアレードライバＩＣ１０との間をつなぐ配線が基板１８上に形成されている。
図５Ｂは、図５Ａに示した基板１８を用いたパラレル光トランシーバの構成を示す。図５Ｃは、図５Ｂに示した光コネクタを示す。
図５Ｂに示したように、このパラレル光トランシーバ７２は、筐体６３内に図５Ａの基板１８を収容することで構成されている。筐体６３の上部に形成されたレセプタクル６４に、光ファイバケーブル６６と接合されたコネクタ６２を接続して使用される。光ファイバケーブル６６はガード６８内に収容されて、外部からの光の影響を受けないよう保護されている。
図５Ｃに示したように、コネクタ６２の底面には、光ファイバケーブル６６の複数の端部が２列配置されている。コネクタ６２をレセプタクル６４に接続することで、一方の列に配置された光ファイバケーブル６６の端部が光導波路６０のレーザ側のコア１４に結合され、他方の列に配置された光ファイバケーブル６６の複数の端部が光導波路６０のフォトディテクタ側のコア１４に結合される。
図６Ａおよび図６Ｂに、本発明のレーザアレー装置を適用したマルチＣＰＵ情報処理装置の例を示す。図６Ａは、図５Ｂに示した光パラレルトランシーバ７２を実装したＣＰＵボード７０を示す平面図である。ＣＰＵボード７０には、一対の光パラレルトランシーバ７２と、ＣＰＵチップ７４と、その他のＩＣチップ７６が実装されている。図６Ｂは、図６Ａに示したＣＰＵボード７０を複数個実装したマルチＣＰＵ情報処理装置８０の構成を示す側面図である。マルチＣＰＵ情報処理装置８０には、パラレル光ケーブル７８で互いに接続された複数のＣＰＵボード７０がマザーボード８４上に実装されている。マルチＣＰＵ情報処理装置８０の筐体内には、電源８２、複数のメモリボード８６等が収容されている。
このマルチＣＰＵ情報処理装置８０に本発明のレーザアレー装置を適用することで、各情報処理装置間でレーザ光の送受信を行う場合の安全性をより一層向上することができる。
次に、図７は、本発明の第２の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す。図７においては、図４Ａに示した部材と対応する部材には同一の参照番号を付けて、その設明を省略する。
前述した第１の実施例と同様に、図７に示した実施例のレーザアレー装置においても、複数の単位モジュール４０が光導波路６０の長手方向に沿って一列に配置されている。図７に示したように、この実施例では、１つの単位モジュール４０に含まれる光導波路６０内に形成されるコア１４、クラッド１６及び第１のミラー５２の構成が、図４Ａの実施例と異なり、その他の構成は同一である。
この実施例のレーザアレー装置では、各単位モジュール４０内のレーザ３０−１から出力されるレーザ光の一部は、レーザ側コア１４とクラッド１６の境界面において屈折し、この境界面を通過するレーザ光を第１のミラー５２で反射する。この反射光は水平方向に第２のミラー５４に導かれる。第２のミラー５４はこの反射光をさらに反射してフォトディテクタ２０−１に入力する。
このため、第１のミラー５２は、レーザ側クラッド１６とコア１４の境界面に設けられた斜面部に形成されている。図４Ａの実施例と同様に、レーザ側のコア１４とフォトディテクタ側のコア１４をつなぐコア部分は、水平なレーザ光のみ通過できるように十分狭く形成しておく。
さらに、図８は、本発明の第３の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す。図８においても、図４Ａに示した部材と対応する部材には同一の参照番号を付けて、その説明を省略する。
前述した第１の実施例と同様に、図８に示した実施例のレーザアレー装置においても、複数の単位モジュール４０が光導波路６０の長手方向に沿って一列に配置されている。図８に示したように、この実施例では、１つの単位モジュール４０に含まれる光導波路６０内に形成されるコア１４、クラッド１６及び第１のミラー５２の構成が、図４Ａの実施例と異なり、かつ、送信用レーザ３０−１上にレンズ５６を追加している。その他の構成は同一である。
この実施例のレーザアレー装置では、各単位モジュール４０内のレーザ３０−１から出力されるレーザ光はレンズ５６により屈折され、その屈折光の一部が第１のミラー５２で反射する。この反射光は水平方向に第２のミラー５４に導かれる。第２のミラー５４はこの反射光をさらに反射してフォトディテクタ２０−１に入力する。この実施例の光導波路６０は、その上部のみにコア１４を形成し、レンズ５６からの屈折光が通過する範囲にはコア１４を形成しない。
このため、第１のミラー５２と第２のミラー５４は、レーザ側クラッド１６の斜面部とフォトディテクタ側クラッド１６の斜面部に形成されている。図４Ａの実施例と同様に、レーザ側とフォトディテクタ側をつなぐ空隙部分は、水平なレーザ光のみ通過できるように十分狭く形成しておく。
図９Ａ乃至図１３Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路６０の作製方法を説明するための図である。
図４Ｂに示した光導波路６０を作製するには、まず、適切な厚さを有する誘電体材料の板材を、光導波路６０の大きさに切り揃えて、第１層目のクラッド１６−１を作製する。このクラッド１６−１の、レーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層を形成する位置と、外部からフォトディテクタへ入力される光が通過する透明層を形成する位置に、それぞれ穴を形成する。
図９Ａおよび図９Ｂに示したように、第１層のクラッド１６−１の２箇所の穴にコア１４−１を埋め込む。この図において、左側のコア１４−１が外部からフォトディテクタへ入力される光が通過する透明層に相当し、右側のコア１４−１がレーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層に相当する。
次に、第１層のクラッド１６−１に、第２層目のクラッド１６−２を積み上げる。この第２層のクラッド１６−２は、レーザ側のコアとフォトディテクタ側のコアをつなぐコア部分を形成するために設けるものであり、十分小さな厚さをもつ同一の誘電体材料の板材から形成される。第２層のクラッド１６−２に、前記したコア部分を形成するための穴を形成し、穴の両側に斜面部を形成する。左側の斜面部（フォトディテクタ側）は水平に対し４５度をなすよう形成し、右側の斜面部は、レーザから出力されるレーザ光の広がり角度を考慮してミラーで反射させた反射光が水平方向になる角度に形成する。
次に、図１０Ａおよび図１０Ｂに示したように、第２層のクラッド１６−２の穴部の左右に形成した斜面部にミラー５４およびミラー５２を形成する。この実施例では、ミラーの材料として金（Ａｕ）を用い、金を斜面部に蒸着させることでミラー５４、ミラー５２を形成する。
次に、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したように、第２層のクラッド１６−２の穴部にコア１４−２を埋め込むと共に、第２層のクラッド１６−２の、レーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層に相当する箇所に新たに穴を形成する。コア１４−２がレーザ側のコアとフォトディテクタ側のコアをつなぐ水平方向に延伸する透明層となる。この透明層１４−２は上述のように狭く形成することで、レーザ側のコアからフォトディテクタ側のコアへの反射光のみが通過し、外部からフォトディテクタに入力される光がレーザ側に影響を与えることを防止する。
次に、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したように、第２層のクラッド１６−２の第２の穴にコアを埋め込んだ後、第３層のクラッド１６−３をその上から積み上げる。さらに、図１３Ａおよび図１３Ｂに示したように、第３のクラッド１６−３の、レーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層を形成する位置と、外部からフォトディテクタへ入力される光が通過する透明層を形成する位置に、それぞれ穴を形成すると共に、各穴にコアを埋め込むことで、光導波路６０が作製される。
本発明は、上記実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々な改変を為すことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来のレーザアレー装置の構成を示す図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明に係るレーザアレー装置の基本的構成を示す図である。
図３は、本発明に係るレーザアレー装置が実行するレーザアレー制御処理を説明するためのフロー図である。
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第１の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す側面図および平面図である。
図５Ａは、図４Ｂのレーザアレー装置を実装した基板を示す平面図である。
図５Ｂは、図５Ａに示した基板を用いたパラレル光トランシーバの構成を示す側面図である。
図５Ｃは、図５Ｂに示した光コネクタを示す底面図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明のレーザアレー装置を適用したマルチＣＰＵ情報処理装置の一例を示す図である。
図７は、本発明の第２の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す側面図である。
図８は、本発明の第３の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す側面図である。
図９Ａおよび図９Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
本発明は、レーザアレー装置及びレーザアレー制御方法に係り、特に、レーザアレーの個々のレーザからの光出力をそれぞれ独立に検出し制御するレーザアレー装置及びレーザアレー制御方法に関する。
背景技術
近年、光通信技術の進歩に伴い、情報処理装置間を光ファイバケーブルで接続し、光ファイバケーブルを介して光信号を送受信することで、情報処理装置間の通信が行われるようになった。レーザアレー装置は、レーザ光源からのレーザ光を伝送情報に応じて光ファイバケーブルに出力するために用いられ、通常はレーザ安全回路を備えている。レーザ安全回路は、レーザアレー装置から出力されるレーザ光の強度がレーザ安全規格を満足するように、レーザアレーの出力を制御するために設けられている。
図１は、従来のレーザアレー装置の構成を示す。図１に示したように、従来のレーザアレー装置は、レーザアレードライバＩＣ１００と、レーザアレー３００と、モニタフォトダイオードＭＤ１およびモニタフォトダイオードＭＤ２とからなる。
レーザアレードライバＩＣ１００とモニタフォトダイオードＭＤ１は、レーザ安全回路の第１の検出・制御ループを構成し、レーザアレードライバＩＣ１００とモニタフォトダイオードＭＤ２は、レーザ安全回路の第２の検出・制御ループを構成する。レーザアレー３００は、通信用レーザアレー３１０と、モニタ検出専用レーザ３０１と、出力制御専用レーザ３０２とからなる。モニタフォトダイオードＭＤ１はモニタ検出専用レーザ３０１から出力されるレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ１００にフィードバックする。モニタフォトダイオードＭＤ２は出力制御専用レーザ３０２から出力されるレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ１００にフィードバックする。
図１の例では、説明の便宜上、通信用レーザアレー３１０が６チャネル（又は、ビット）のレーザ光を出力するものとする。この従来のレーザアレー装置では、第１および第２の検出・制御ループでモニタ検出専用レーザ３０１および出力制御専用レーザ３０２から出力されるレーザ光をモニタすることにより、通信用レーザアレー３１０を制御している。
レーザアレードライバＩＣ１００は、通信用レーザアレー３１０が出力する６チャネルの各レーザ光の強度を制御している。すなわち、伝送すべき情報に応じた６チャネルの入力データがレーザアレードライバＩＣ１００に入力され、レーザアレードライバＩＣ１００は、６チャネルの入力データに応じて通信用レーザアレー３１０の各レーザを駆動する。通信用レーザアレー３１０の各レーザから出力されるレーザ光は６本の光ファイバケーブルに出力される。
上記従来のレーザアレー装置では、モニタ検出専用レーザ３０１の性能が劣化、あるいはレーザ出力効率が低下した場合、通信用レーザアレー３１０が出力する各レーザ光の強度を増加させるための情報がフォトダイオードＭＤ１からレーザアレードライバＩＣ１００へ送られることになる。このため、正常な通信用レーザアレー３１０の出力が、レーザ安全規格に定められたレーザ光強度の安全基準値を超えてしまう場合がある。
これを防ぐため、モニタフォトダイオードＭＤ２と出力制御専用レーザ３０２からなる第２の検出・制御ループが設けてあり、モニタフォトダイオードＭＤ２の検出する出力制御専用レーザ３０２の出力レーザ光の強度が上記の安全基準値を超えた場合には、レーザアレードライバＩＣ１００がその過大なレーザ光強度を検出し、通信用レーザアレー３１０の出力を停止する制御を行う。
しかしながら、上記従来のレーザアレー装置では、モニタ専用レーザ３０１と出力制御専用レーザ３０２が共に故障した場合、上記の安全基準値を超えるレーザ光の出力を停止する機能が働かなくなる。すなわち、この場合、通信用レーザアレー３１０から過大なレーザ光が出力されてしまう可能性がある。
このように、上記従来のレーザアレー装置は、通信用レーザアレー３１０とは別個にモニタ専用レーザ３０１と出力制御専用レーザ３０２を設け、これら専用レーザに対応させてモニタフォトダイオードＭＤ１とＭＤ２を設ける構成であり、専用レーザ３０１と３０２又はフォトダイオードＭＤ１とＭＤ２が故障した場合に対する対策について、十分な配慮がなされていなかった。
また、専用レーザ３０１と３０２又はフォトダイオードＭＤ１とＭＤ２が故障した場合には、通信用レーザアレー３１０の個々のレーザが故障していなくても、通信用レーザアレー３１０の全てのレーザが発振を停止してしまうという現象が起き、レーザアレー装置を搭載しているシステム全体が停止してしまうという問題があった。
発明の開示
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、レーザアレーの光出力をそれぞれ個々に検出し制御することにより安全性を向上させたレーザアレー装置およびレーザアレー制御方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、レーザアレーの光出力をそれぞれ個々に検出し制御することにより安全性を向上させたレーザアレー装置を備える情報処理装置を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、本発明になるレーザアレー装置は、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部とを備え、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、および当該レーザ制御回路を含む単位モジュールを複数個形成し、各単位モジュールが、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させ、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明になる情報処理装置は、レーザアレー装置を具備し、光ファイバケーブルを介して外部の情報処理装置との間で光信号を送受信する情報処理装置であって、前記レーザアレー装置が、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部と、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、および当該レーザ制御回路を含む単位モジュールが複数個形成され、各単位モジュールが、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させ、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止する複数の単位モジュールとを備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明になるレーザアレー制御方法は、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部とを備え、かつ、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、及び当該レーザ制御回路を含む単位モジュールを複数個形成したレーザアレー装置を制御するレーザアレー制御方法であって、各単位モジュールの当該レーザ光源がレーザ光を出力中であるときに前記レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させる工程と、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出する工程と、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止する工程とを有することを特徴とする。
本発明のレーザアレー装置及びレーザアレー制御方法によれば、通信用レーザアレーの個々のレーザ光源からの光出力の一部をそれぞれ独立に検出しフィードバック制御することで、個々のレーザ光源に故障が発生したとしても、レーザアレー装置全体の光出力が停止してしまうことがない。従来のレーザアレー装置の場合のように、モニタ専用レーザの故障がシステム全体の機能停止につながるという問題は解消される。例えば、通信ユニット中の１個のレーザ光源が故障した場合、伝送データ中の１ビットに影響が及ぶだけであり、パリティチェック機能等を利用すれば、システム全体の機能停止は回避できる。
また、本発明のレーザアレー装置及び情報処理装置は、受信ユニットの光検出器をレーザ安全回路の検出・制御ループに利用しているため、モニタ専用光検出器を送信ユニットの送信用レーザアレーの個数に応じて個々に設けている従来の構成と比較した場合、モニタ専用光検出器を追加して設ける必要がないため、製造コストを低減できる。
本発明の他の目的、特徴及び利点については、添付の図面を参照して以下の発明の詳細な説明を理解することにより明らかとなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明に係るレーザアレー装置の基本的構成を示す。
図２Ａに示したように、本発明に係るレーザアレー装置では、受信用フォトディテクタアレー２０と送信用レーザアレー３０の対が複数個、互いに平行に近接させて配置されている。フォトディテクタアレー２０とレーザアレー３０の対は１つであってもよいし、複数であってもよい。受信用フォトディテクタアレー２０は複数のフォトディテクタ（光検出器）を一列に並べて形成され、各フォトディテクタは、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出し、その検出信号を出力する光検出機能を有する。複数のフォトディテクタからなる受信用フォトディテクタアレー２０は、例えば、通信相手の情報処理装置から光ファイバケーブルを介して送られてくる光信号を入力する受信ユニットとして動作する。送信用レーザアレー３０は複数のレーザ（レーザ光源）を一列に並べて形成され、各レーザは、外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力するレーザ光源として機能する。複数のレーザ光源を有する送信用レーザアレー３０は、例えば、通信相手の情報処理装置へ光ファイバケーブルを介して送信しようとする光信号を出力する送信ユニットとして動作する。
ここで、互いに隣り合う、受信用フォトディテクタアレー２０中の１つのフォトディテクタと送信用レーザアレー３０中の１つのレーザからなる対（ペア）を含む単位ブロックを単位モジュール４０と呼ぶ。また、本発明に係るレーザアレー装置は、複数の単位モジュール４０で構成され、モニタ専用レーザやモニタ専用フォトディテクタを設ける必要がない。
また、図２Ｂに示したように、本発明に係るレーザアレー装置には、レーザアレードライバＩＣ１０−１（レーザ制御回路）が設けてある。このレーザアレードライバＩＣは、複数の単位モジュール４０のそれぞれに対応させて１個ずつ設けてもよいし、複数の単位モジュール４０に対応する複数のレーザ制御回路を１つのユニットとして形成して設けてもよい。
レーザアレードライバＩＣ１０−１には、伝送すべき情報に応じた入力データが入力され、入力データに応じて送信用レーザ３０−１を駆動する。レーザアレードライバＩＣ１０−１は、受信用フォトディテクタ２０−１と信号線で接続されており、フォトディテクタ２０−１からフィードバックされる送信用レーザの出力情報を受取る。レーザアレードライバＩＣ１０−１は、受取った送信用レーザの出力情報に応じて送信用レーザ３０−１から出力されるレーザ光の強度を制御する。
本発明のレーザアレー装置には、図２Ａに示した複数の単位モジュール４０が設けてある。各単位モジュール４０は、光信号の送受信ユニットを構成すると共に、送信用レーザアレー３０中の１つのレーザに対するレーザ安全回路を構成する。
図２Ｂに示したように、各単位モジュール４０は、送信用レーザ３０−１（送信用レーザアレー３０中の１つのレーザ）と、受信用フォトディテクタ２０−１（受信用フォトディテクタアレー２０中の１つのフォトディテクタ）と、第１のミラー５２と、第２のミラー５４とからなる。第１のミラー５２と第２のミラー５４は、送信用レーザ３０−１から出力されるレーザ光の一部を反射して、その反射光を受信用フォトディテクタ２０−１に入力する。受信用フォトディテクタ２０−１は、この受取ったレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ１０−１にフィードバックする。
レーザアレードライバＩＣ１０−１は、フォトディテクタ２０−１から受取った検出情報に基づいて、送信用レーザ３０−１から出力されるレーザ光の強度を制御する。例えば、フォトディテクタ２０−１から受取った検出情報が送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度低下を示す場合には、レーザアレードライバＩＣ１０−１から送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を増大して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を上げる制御が行われる。逆に、フォトディテクタ２０−１から受取った検出情報が送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度上昇を示す場合には、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を減少して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を下げる制御が行われる。また、受取った検出情報から、送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度がレーザ安全規格の安全基準値を超えることが検出された場合には、安全のため、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を停止して、送信用レーザ３０−１のレーザ出力を停止する。
図３は、図２Ｂに示したレーザアレー装置のレーザアレードライバＩＣが実行するレーザアレー制御処理を説明するためのフロー図である。
図３に示したレーザアレー制御処理は、レーザアレー装置の電源投入時、リセット動作時、又は必要に応じて実行される。ここで、説明の便宜上、レーザアレードライバＩＣ１０−１は、単に制御部という。また、図２Ｂのレーザアレー装置が情報処理装置に搭載されており、送信相手の情報処理装置と光ファイバケーブルを介して光信号を送受信可能に構成されている。この場合、光信号の伝送は、一方の情報処理装置が他方の情報処理装置に送信している間は、前者は送信のみを行い、後者は受信のみを行う半２重のデータ伝送を用いるものとする。図３のレーザアレー制御処理は、以下のように実行される。
まず、図３のレーザアレー制御処理が開始すると、制御部は、送信相手の情報処理装置から送信終了コマンドを受取ったか否かを判断する（Ｓ１１）。送信終了コマンドを受取ったと判断したとき、制御部はレーザアレー装置のレーザ出力制御モードをオンに設定する（Ｓ１２）。ステップＳ１１で送信終了コマンドをまだ受取っていないと判断したときには、前記ステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１２が行われると、制御部は、送信相手の情報処理装置へ送信すべき情報に応じて、送信用レーザアレー３０の各レーザの発振を開始する（Ｓ１３）。次に、制御部は、送信相手の情報処理装置へ送信すべき情報を送信し終わったか否かを判断する（Ｓ１４）。
ステップＳ１４で送信が終了したと判断したとき、制御部は、送信相手の情報処理装置へ送信終了コマンドを送信する（Ｓ１５）。そして、制御部は各レーザの動作を停止する（Ｓ１６）。ステップＳ１６が行われると、制御部はレーザアレー装置のレーザ出力制御モードをオフに設定する（Ｓ１７）。ステップＳ１７が行われると、前記ステップＳ１１に戻る。
一方、ステップＳ１４でまだ送信中であると判断したとき、制御部は、同じ単位モジュール４０内の受信用フォトディテクタ２０−１から出力される検出信号の有無を確認する（Ｓ１８）。送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の一部がミラー５２、５４により反射され、入力されると、受信用フォトディテクタ２０−１は入力されたレーザ光を電気信号に変換して、その電気信号を制御部（レーザアレードライバＩＣ１０−１）にフィードバックする。次に、制御部は、同一単位モジュール４０内の受信用フォトディテクタ２０−１から送られる検出信号を受取り、その電流値を検出する（Ｓ１９）。
ステップＳ１９が行われると、制御部は、受信用フォトディテクタ２０−１から受取った電流値から送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度が低下したか否かを判断する（Ｓ２０）。出力レーザ光の強度が低下したと判断したとき、制御部は、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を増大して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を上げる制御を行う（Ｓ２１）。ステップＳ２１を行うと、制御部は次のステップＳ２５へ進む。
また、ステップＳ２０で出力レーザ光の強度が低下していないと判断したときには、制御部は、受信用フォトディテクタ２０−１から受取った電流値から送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度が増大したか否かを判断する（Ｓ２２）。出力レーザ光の強度が増大したと判断したとき、制御部は、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を減少して、送信用レーザ３０−１の出力するレーザ光の強度を下げる制御を行う（Ｓ２３）。ステップＳ２３を行うと、制御部は次のステップＳ２５へ進む。
一方、ステップＳ２２で出力レーザ光の強度が増大していないと判断したときには、制御部は、送信用レーザ３０−１に供給する駆動電流を変更しない（Ｓ２４）。また、ステップＳ２１又はステップＳ２３を行うと、制御部は、受信用フォトディテクタ２０−１から受取った電流値から送信用レーザ３０−１の出力レーザ光の強度が安全基準値を超えているか否かを判断する（Ｓ２５）。ステップＳ２５で安全基準値を超えていると判断したとき、制御部は、送信用レーザに供給する駆動電流を停止して、レーザ出力を停止する（Ｓ２６）。逆に、安全基準値を超えていないと判断したときは、ステップＳ１４に戻る。
上記したように、本発明のレーザアレー制御方法によれば、通信用レーザアレー３０の個々のレーザから出力される光出力の一部をそれぞれ独立に検出しフィードバック制御することで、個々のレーザに故障が発生したとしても、通信用レーザアレー３０全体の光出力が停止してしまうことがない。従って、従来のレーザアレー装置のように、モニタ専用レーザ又はモニタ専用光検出器の故障がシステム全体の機能停止につながるという問題は解消される。
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第１の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す。
図４Ａには、この実施例のレーザアレー装置における単位モジュール４０が、コア１４とクラッド１６で形成される光導波路６０内に形成されている様子が示されている。この単位モジュール４０は、送信用レーザ３０−１と、受信用フォトディテクタ２０−１と、第１のミラー５２と、第２のミラー５４とからなる。レーザ３０−１とフォトディテクタ２０−１は、支持部１２のレーザアレー取付け部とフォトディテクタ取付け部に所定の間隔を隔てて取付けてある。光導波路６０は支持部１２上に装着され、コア１４には、レーザ３０−１から光ファイバケーブルへ出力される光の通過する透明層と、光ファイバケーブルからフォトディテクタ２０−１へ入力される光が通過する透明層が形成されている。
第１のミラー５２は、クラッド１６の斜面部に形成され、レーザ３０−１から出力されるレーザ光の一部を反射して、第２のミラー５４へ導く。第２のミラー５４は、クラッド１６の第１のミラー５２に対向する位置に設けられた斜面部に形成され、第１のミラー５２からの反射光をさらに反射して、フォトディテクタ２０−１に入力する。フォトディテクタ２０−１は、受取ったレーザ光を検出し、その検出した情報をレーザアレードライバＩＣ（図示なし）にフィードバックする。レーザ側のコア１４とフォトディテクタ側のコア１４をつなぐコア部分は、水平なレーザ光のみ通過できるように十分狭く形成しておく必要がある。この構成により、外部からフォトディテクタ２０−１まで到達する光がレーザ側に影響を与えないためである。
図４Ｂに示したように、この実施例のレーザアレー装置は、複数の単位モジュール４０が、光導波路６０の長手方向に沿って一列に配置されている。したがって、各単位モジュール４０のレーザ３０−１とフォトディテクタ２０−１が、支持部１２に同様に取付けてあり、各レーザ３０−１とフォトディテクタ２０−１の対（ペア）ごとに、光導波路６０にはコア１４の透明層が形成されている。各単位モジュール４０の第１のミラー５２と第２のミラー５４が、同様の配置で光導波路６０のクラッド１６の各斜面部に形成されている。
図５Ａに、図４Ｂのレーザアレー装置を実装した基板１８を示す。支持部１２に取付けた送信用レーザアレー３０と受信用フォトディテクタアレー２０が基板１８に実装される。支持部１２には、図４Ｂに示した光導波路６０が取付けてある。また、複数の単位モジュール４０のそれぞれに対しレーザアレードライバＩＣ１０が１個ずつ基板１８上に実装され、送信用レーザアレー３０の各レーザと対応するレーザアレードライバＩＣ１０との間をつなぐ配線、および受信用フォトディテクタアレー２０の各フォトディテクタと対応するレーザアレードライバＩＣ１０との間をつなぐ配線が基板１８上に形成されている。
図５Ｂは、図５Ａに示した基板１８を用いたパラレル光トランシーバの構成を示す。図５Ｃは、図５Ｂに示した光コネクタを示す。
図５Ｂに示したように、このパラレル光トランシーバ７２は、筐体６３内に図５Ａの基板１８を収容することで構成されている。筐体６３の上部に形成されたレセプタクル６４に、光ファイバケーブル６６と接合されたコネクタ６２を接続して使用される。光ファイバケーブル６６はガード６８内に収容されて、外部からの光の影響を受けないよう保護されている。
図５Ｃに示したように、コネクタ６２の底面には、光ファイバケーブル６６の複数の端部が２列配置されている。コネクタ６２をレセプタクル６４に接続することで、一方の列に配置された光ファイバケーブル６６の端部が光導波路６０のレーザ側のコア１４に結合され、他方の列に配置された光ファイバケーブル６６の複数の端部が光導波路６０のフォトディテクタ側のコア１４に結合される。
図６Ａおよび図６Ｂに、本発明のレーザアレー装置を適用したマルチＣＰＵ情報処理装置の例を示す。図６Ａは、図５Ｂに示した光パラレルトランシーバ７２を実装したＣＰＵボード７０を示す平面図である。ＣＰＵボード７０には、一対の光パラレルトランシーバ７２と、ＣＰＵチップ７４と、その他のＩＣチップ７６が実装されている。図６Ｂは、図６Ａに示したＣＰＵボード７０を複数個実装したマルチＣＰＵ情報処理装置８０の構成を示す側面図である。マルチＣＰＵ情報処理装置８０には、パラレル光ケーブル７８で互いに接続された複数のＣＰＵボード７０がマザーボード８４上に実装されている。マルチＣＰＵ情報処理装置８０の筐体内には、電源８２、複数のメモリボード８６等が収容されている。
このマルチＣＰＵ情報処理装置８０に本発明のレーザアレー装置を適用することで、各情報処理装置間でレーザ光の送受信を行う場合の安全性をより一層向上することができる。
次に、図７は、本発明の第２の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す。図７においては、図４Ａに示した部材と対応する部材には同一の参照番号を付けて、その設明を省略する。
前述した第１の実施例と同様に、図７に示した実施例のレーザアレー装置においても、複数の単位モジュール４０が光導波路６０の長手方向に沿って一列に配置されている。図７に示したように、この実施例では、１つの単位モジュール４０に含まれる光導波路６０内に形成されるコア１４、クラッド１６及び第１のミラー５２の構成が、図４Ａの実施例と異なり、その他の構成は同一である。
この実施例のレーザアレー装置では、各単位モジュール４０内のレーザ３０−１から出力されるレーザ光の一部は、レーザ側コア１４とクラッド１６の境界面において屈折し、この境界面を通過するレーザ光を第１のミラー５２で反射する。この反射光は水平方向に第２のミラー５４に導かれる。第２のミラー５４はこの反射光をさらに反射してフォトディテクタ２０−１に入力する。
このため、第１のミラー５２は、レーザ側クラッド１６とコア１４の境界面に設けられた斜面部に形成されている。図４Ａの実施例と同様に、レーザ側のコア１４とフォトディテクタ側のコア１４をつなぐコア部分は、水平なレーザ光のみ通過できるように十分狭く形成しておく。
さらに、図８は、本発明の第３の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す。図８においても、図４Ａに示した部材と対応する部材には同一の参照番号を付けて、その説明を省略する。
前述した第１の実施例と同様に、図８に示した実施例のレーザアレー装置においても、複数の単位モジュール４０が光導波路６０の長手方向に沿って一列に配置されている。図８に示したように、この実施例では、１つの単位モジュール４０に含まれる光導波路６０内に形成されるコア１４、クラッド１６及び第１のミラー５２の構成が、図４Ａの実施例と異なり、かつ、送信用レーザ３０−１上にレンズ５６を追加している。その他の構成は同一である。
この実施例のレーザアレー装置では、各単位モジュール４０内のレーザ３０−１から出力されるレーザ光はレンズ５６により屈折され、その屈折光の一部が第１のミラー５２で反射する。この反射光は水平方向に第２のミラー５４に導かれる。第２のミラー５４はこの反射光をさらに反射してフォトディテクタ２０−１に入力する。この実施例の光導波路６０は、その上部のみにコア１４を形成し、レンズ５６からの屈折光が通過する範囲にはコア１４を形成しない。
このため、第１のミラー５２と第２のミラー５４は、レーザ側クラッド１６の斜面部とフォトディテクタ側クラッド１６の斜面部に形成されている。図４Ａの実施例と同様に、レーザ側とフォトディテクタ側をつなぐ空隙部分は、水平なレーザ光のみ通過できるように十分狭く形成しておく。
図９Ａ乃至図１３Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路６０の作製方法を説明するための図である。
図４Ｂに示した光導波路６０を作製するには、まず、適切な厚さを有する誘電体材料の板材を、光導波路６０の大きさに切り揃えて、第１層目のクラッド１６−１を作製する。このクラッド１６−１の、レーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層を形成する位置と、外部からフォトディテクタへ入力される光が通過する透明層を形成する位置に、それぞれ穴を形成する。
図９Ａおよび図９Ｂに示したように、第１層のクラッド１６−１の２箇所の穴にコア１４−１を埋め込む。この図において、左側のコア１４−１が外部からフォトディテクタへ入力される光が通過する透明層に相当し、右側のコア１４−１がレーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層に相当する。
次に、第１層のクラッド１６−１に、第２層目のクラッド１６−２を積み上げる。この第２層のクラッド１６−２は、レーザ側のコアとフォトディテクタ側のコアをつなぐコア部分を形成するために設けるものであり、十分小さな厚さをもつ同一の誘電体材料の板材から形成される。第２層のクラッド１６−２に、前記したコア部分を形成するための穴を形成し、穴の両側に斜面部を形成する。左側の斜面部（フォトディテクタ側）は水平に対し４５度をなすよう形成し、右側の斜面部は、レーザから出力されるレーザ光の広がり角度を考慮してミラーで反射させた反射光が水平方向になる角度に形成する。
次に、図１０Ａおよび図１０Ｂに示したように、第２層のクラッド１６−２の穴部の左右に形成した斜面部にミラー５４およびミラー５２を形成する。この実施例では、ミラーの材料として金（Ａｕ）を用い、金を斜面部に蒸着させることでミラー５４、ミラー５２を形成する。
次に、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したように、第２層のクラッド１６−２の穴部にコア１４−２を埋め込むと共に、第２層のクラッド１６−２の、レーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層に相当する箇所に新たに穴を形成する。コア１４−２がレーザ側のコアとフォトディテクタ側のコアをつなぐ水平方向に延伸する透明層となる。この透明層１４−２は上述のように狭く形成することで、レーザ側のコアからフォトディテクタ側のコアへの反射光のみが通過し、外部からフォトディテクタに入力される光がレーザ側に影響を与えることを防止する。
次に、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したように、第２層のクラッド１６−２の第２の穴にコアを埋め込んだ後、第３層のクラッド１６−３をその上から積み上げる。さらに、図１３Ａおよび図１３Ｂに示したように、第３のクラッド１６−３の、レーザから外部へ出力されるレーザ光の通過する透明層を形成する位置と、外部からフォトディテクタへ入力される光が通過する透明層を形成する位置に、それぞれ穴を形成すると共に、各穴にコアを埋め込むことで、光導波路６０が作製される。
本発明は、上記実施例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々な改変を為すことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来のレーザアレー装置の構成を示す図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明に係るレーザアレー装置の基本的構成を示す図である。
図３は、本発明に係るレーザアレー装置が実行するレーザアレー制御処理を説明するためのフロー図である。
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第１の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す側面図および平面図である。
図５Ａは、図４Ｂのレーザアレー装置を実装した基板を示す平面図である。
図５Ｂは、図５Ａに示した基板を用いたパラレル光トランシーバの構成を示す側面図である。
図５Ｃは、図５Ｂに示した光コネクタを示す底面図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明のレーザアレー装置を適用したマルチＣＰＵ情報処理装置の一例を示す図である。
図７は、本発明の第２の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す側面図である。
図８は、本発明の第３の実施例に係るレーザアレー装置の構成を示す側面図である。
図９Ａおよび図９Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、図４Ｂに示したレーザアレー装置の光導波路の作製方法を説明するための側面図および平面図である。
Claims (5)
- 外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、
外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、
伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部と、
を備えるレーザアレー装置であって、
前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、および当該レーザ制御回路を含む単位モジュールを複数個形成し、各単位モジュールが、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させ、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止するレーザアレー装置。 - 前記各単位モジュールは、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させるミラー部を有することを特徴とする請求項１記載のレーザアレー装置。
- 前記各単位モジュールは、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させるミラー部を備える光導波路に形成されることを特徴とする請求項１記載のレーザアレー装置。
- レーザアレー装置を具備し、光ファイバケーブルを介して外部の情報処理装置との間で光信号を送受信する情報処理装置において、
前記レーザアレー装置が、
外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、
外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、
伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部と、
前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、および当該レーザ制御回路を含む単位モジュールが複数個形成され、各単位モジュールが、当該レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させ、前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出し、検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止する複数の単位モジュールと、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 外部へデータ伝送するためのレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有する送信ユニットと、外部からデータ伝送されてくるレーザ光を検出する複数の光検出器を有する受信ユニットと、伝送すべきデータに応じて前記送信ユニットの各レーザ光源を駆動する複数のレーザ制御回路を有する制御部とを備え、かつ、前記送信ユニットの各レーザ光源と前記受信ユニットの各光検出器をそれぞれ互いに隣接するよう配置して、隣接するレーザ光源と光検出器、及び当該レーザ制御回路を含む単位モジュールを複数個形成したレーザアレー装置を制御するレーザアレー制御方法において、
各単位モジュールの当該レーザ光源がレーザ光を出力中であるときに前記レーザ光源の出力するレーザ光の一部を反射して当該光検出器に入力させる工程と、
前記光検出器からの検出信号に基づいて前記レーザ光源の出力するレーザ光の強度を検出する工程と、
検出したレーザ光強度が所定の基準値を超える場合に前記レーザ光源の出力を停止する工程と、
を有することを特徴とするレーザアレー制御方法。
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