WO1998056089A1 - Procede de production de donnees de gestion de commande - Google Patents

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WO1998056089A1
WO1998056089A1 PCT/JP1997/001920 JP9701920W WO9856089A1 WO 1998056089 A1 WO1998056089 A1 WO 1998056089A1 JP 9701920 W JP9701920 W JP 9701920W WO 9856089 A1 WO9856089 A1 WO 9856089A1
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current
drive
information
temperature
laser diode
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PCT/JP1997/001920
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Inventor
Hiroaki Hanawa
Makoto Haneda
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
Hitachi Microcomputer System, Ltd.
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
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    • H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics

Definitions

  • the present invention relates to a method of generating drive control data in consideration of the temperature characteristics of a laser diode included in an optical transmitter / receiver optical transmission module used for optical transmission, an evaluation device for generating the drive control data, In a method of manufacturing an optical transmitter by adopting such a data generation method, it is effective to apply the drive control data to reflect the variation in the temperature characteristics of individual laser diodes in the drive control data.
  • a method of manufacturing an optical transmitter by adopting such a data generation method it is effective to apply the drive control data to reflect the variation in the temperature characteristics of individual laser diodes in the drive control data.
  • a laser diode has a double heterojunction, and starts laser oscillation and emits laser light when the forward current flowing through it reaches a certain current value.
  • C The current at the start of laser oscillation is defined as a threshold current (Ith).
  • Ith threshold current
  • the magnitude of the forward current (Id) to be passed through the laser diode is determined according to the required light output. This forward current (Id) can be roughly expressed as Ith + Imod.
  • Imod is called the modulation current
  • the laser output is controlled by turning on and off the modulation current out of the required forward current (called on / off control of the modulation current). Can be turned on / off.
  • information is transmitted by turning on / off the optical output.
  • the light output with respect to the forward current depends on the temperature. Temperature characteristics. At this time, the temperature characteristics of the threshold current and the modulation current are different from each other, and are respectively nonlinear characteristics. On the other hand, the current characteristics with respect to the temperature of the current source transistor arranged in the drive current path of the laser diode are linear.
  • the temperature characteristics of the drive current of the laser diode have non-negligible variations for each optical transmitter or optical transmission module.
  • the present inventor has stored in a memory in a prior application (Japanese Patent Application No. 7-34480) the drive data of a laser diode having a temperature as a parameter and stored it in a memory.
  • a method for generating the driving data is as follows. Put the transmitter or optical transmission module in a thermostat, measure the threshold current and modulation current necessary to obtain the desired light output while changing the temperature within a predetermined range, and use the laser diode based on the measured information.
  • a method to generate the drive control data of the ford was proposed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for efficiently generating a temperature-dependent laser diode drive control data for each optical transmitter. .
  • Another object of the present invention is to provide an evaluation device capable of efficiently generating drive control data of a laser diode having a temperature dependency for each optical transmission.
  • Another object of the present invention is to provide an optical transmitter capable of reading drive control data of a laser diode from a memory in accordance with a temperature to obtain a predetermined optical output.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical transmitter that meets the characteristics of the optical transmitter.
  • a method for generating drive control data for an optical transmitter includes a laser diode, a driver for flowing a drive current through the laser diode, control means for controlling a drive current supplied by the driver, and the laser diode.
  • Drive control data corresponding to the temperature characteristics of the drive current required to obtain a predetermined light output from the connector in an optical transmitter having an optical fiber for transmitting the light emission output from the connector to the tip connector.
  • the manufacturer of the laser diode attaches data obtained by measuring the drive current of the laser diode to obtain a predetermined optical output at multiple temperatures in order to indicate its performance. For example, this can be approximated to the information on the drive current in the entire temperature range as the information on the drive current under a plurality of discrete temperatures.
  • the approximate calculated drive current information is corrected using a correction coefficient obtained based on the drive current information measured at a specific temperature. Therefore, it is not necessary to measure the drive current every time in the entire temperature range, and the drive control data can be efficiently generated.
  • the drive control data is a data on the threshold current and a data on the modulation current when the temperature is a parameter.
  • the specific temperature is, for example, normal temperature. Therefore, it is not necessary to regulate the temperature of the optical transmitter using a thermostatic bath.
  • the temperature at the time of the actual measurement may be measured using, for example, a temperature sensor in the optical transmitter.
  • the correction coefficient may be a ratio of driving current information measured by driving a laser diode at the specific temperature to driving current information at the specific temperature obtained by the approximation calculation. At this time, The correction is a process of multiplying the information of the drive current obtained by the approximation calculation by the correction coefficient.
  • the drive control data obtained in the second process is written to an electrically writable nonvolatile storage unit held by the control unit.
  • the optical transmitter reads drive control data corresponding to the detected temperature from the nonvolatile storage means, and controls the drive circuit of the laser diode based on the read data.
  • An evaluation apparatus to which the data generation method is applied includes a laser diode, a driver for supplying a drive current to the laser diode, an optical fiber for transmitting a light emitting output of the laser diode to a connector at a tip, and the driver.
  • a light transmitter having a microcontroller for controlling a drive current flowing through a driver, drive control data corresponding to a temperature characteristic of the drive current necessary for obtaining a predetermined light output from the connector is transmitted.
  • An apparatus for generating and controlling writing to a nonvolatile storage means of the microcomputer comprising: a receiver circuit connectable to the connector and the microcomputer; and a host circuit connectable to the microcomputer. Device.
  • the host device calculates the drive current information over the entire temperature range from the drive current information regarding the laser diode at a plurality of discrete temperatures using an approximate expression, and the receiver circuit communicates via a front connector.
  • a photodiode that receives the light emission output of the laser diode, and outputs a detection signal corresponding to the magnitude of the current flowing in response to the light input to the photodiode in the microcomputer overnight.
  • the microcomputer sends a drive current to the laser diode, and when the detection signal reaches a predetermined value.
  • the magnitude of the driving current is given to the host device, and the host device calculates a difference between the magnitude of the driving current given from the microcomputer and the magnitude of the driving current obtained by the approximation calculation.
  • the drive current information obtained by the approximation calculation is corrected using a correction coefficient according to the above, drive control data is generated from the corrected drive current information, and the generated drive control data is stored in the microcomputer. Write control to the nonvolatile storage means held by the evening.
  • the method for manufacturing an optical transmitter to which the above-described generation method is applied includes a laser module including a laser diode, a driver for supplying a driving current to the laser diode, and a microphone computer for controlling a driving current supplied to the driver.
  • a laser module including a laser diode, a driver for supplying a driving current to the laser diode, and a microphone computer for controlling a driving current supplied to the driver.
  • On the circuit board coupling the optical fiber that transmits the light emission output from the laser diode to the connector at the tip to the laser module, and obtaining a predetermined optical output from the connector.
  • This includes a process of creating drive control data corresponding to the temperature characteristics of the drive current required for the above, and a process of writing and controlling the created drive control data in the built-in nonvolatile memory of the microcomputer.
  • the process of creating the drive control data includes a first process of calculating drive current information over the entire temperature range from drive current information regarding the laser diode at a plurality of discrete temperatures using an approximate expression.
  • the approximate calculation using a correction coefficient corresponding to the difference between the drive current information measured by driving the laser diode at a specific temperature and the drive current information obtained by the approximate calculation.
  • Fig. 1 is a block diagram of an example of an optical transmission module.
  • Figure 2 is an explanatory diagram of the temperature characteristics of LD and the extinction failure and emission delay related to LD.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing that the forward current Id required to obtain a certain light output is nonlinearly changed with temperature.
  • Fig. 4 is a circuit diagram showing a detailed example of an optical transmitter.
  • Fig. 5 is a circuit diagram of an example of a switching control circuit for controlling the on / off of the current path of the laser diode.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the structure of an LD drive control data table
  • FIG. 7 is a flowchart of an example of the LD drive control by CPU
  • FIG. 8 is an external view of an optical transmitter
  • Figure 9 is a block diagram of an example of the evaluation device.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a standard receiver circuit.
  • Fig. 11 is an explanatory diagram showing an example of a mathematical approximation formula of LD drive information.
  • Fig. 12 is an explanatory diagram showing an example of LD drive information provided by an LD maker used for a mathematical approximation of LD drive information.
  • Fig. 13 is an example flow chart showing the procedure for correcting the LD drive information obtained by mathematical approximation calculation.
  • Fig. 14 shows the LD drive information obtained by the approximate calculation and the corrected L
  • FIG. 15 is a flowchart generally showing an example of a method for generating the drive control data of the LD.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the optical transmission module.
  • the optical transmission module 1 shown in the figure has an optical transmitter 1T and an optical receiver 1R. Having.
  • the optical transmitter 1 T includes a laser diode module 10, a driver circuit 11, an input circuit 12, and a microcomputer 17, each of which is individually formed into a semiconductor integrated circuit.
  • the optical receiver 1 R includes a pin photodiode 13, a bridge 14, a main amplifier 15, and an output circuit 16, each of which is individually formed into a semiconductor integrated circuit.
  • the laser diode module 100 has a laser diode (also referred to as LD) 100 and a monitoring photodiode (also referred to as PD) 101, and the light output of the laser diode 100 is an optical output. Output to terminal OP OUT.
  • the pin photodiode 13 receives an optical signal from an optical input terminal OPIN.
  • the input circuit 12 is connected to the data input terminal D TIN and the clock input terminal C L IN, and the output circuit 16 is connected to the data output terminal D T OUT and the clock output terminal C L 0 UT.
  • the input circuit 12 has an input buffer 120 composed of a D-type flip-flop.
  • the input buffer 12 sequentially latches the data signal from the data input terminal DTIN in synchronization with the clock signal from the terminal CLIN, whereby the data is decoded using the clock signal supplied from the clock input terminal CLIN. Waveform-shapes the data signal supplied from the input terminal DTIN and outputs it.
  • the driver circuit 11 has an LD dryer 110 and an automatic power control circuit (APC) 111.
  • the LD dryno 110 supplies a bias current corresponding to the threshold current to the LD 100, and controls the LD 100 to turn on / off in response to the data signal supplied from the input buffer 120. For this purpose, a modulation current is selectively supplied to LD100.
  • the PD 101 photoelectrically converts the light emission of the LD 100 to form a monitor voltage for the light output of the LD 100.
  • AP C 1 1 1 is based on the monitor voltage for the LD 1 0, and the forward direction flowing through the LD 1 Auxiliary control is performed so that the current is the current required to obtain the specified light output.
  • Basic control of the threshold current and the modulation current is performed by the microphone computer 17.
  • the control by AP C 111 is an auxiliary control.
  • the optical output of the LD 100 is supplied from the optical output terminal 0 P OUT to a transmission path such as an optical fiber.
  • the pin photodiode 13 detects an optical signal supplied from the transmission line to the optical input terminal OPIN and converts it into a received signal current. This received signal current is converted into a voltage signal by the preamplifier 14. The converted voltage signal is supplied to main amplifier 15. The main amplifier 15 amplifies the input voltage signal to the ECL level.
  • the output circuit 16 that receives the output of the main amplifier 15 has an evening extraction unit 160, an identification unit 161, and an output buffer 162 such as a flip-flop.
  • the timing extraction unit 160 divides the input signal into two systems, delays one of them, and takes the logical product of the two with the other to generate a pulse including a clock component of, for example, 155.52 MHz.
  • a clock component of 155.52 MHz is extracted by an S AW (Surface Acoustic Wave) filter (not shown), which is subjected to a limit amplification to generate a clock signal.
  • the discriminator 161 sufficiently amplifies the input signal from the main amplifier 15 and shapes the upper and lower parts of the waveform into a sliced signal.
  • the output buffer 162 performs waveform shaping (suppression of pulse width distortion) on the sliced signal using the clock signal.
  • the output of the output buffer 162 is supplied to the data output terminal DTOUT, and the clock signal formed by the timing extraction section 160 is supplied to the clock output terminal CLOUT.
  • the optical transmitter 1 T shown in FIG. 1 includes a microcomputer 17.
  • the microcomputer 17 is also used for controlling the optical receiver 1R, although not particularly limited.
  • the microcomputer 17 is not particularly limited, and includes, but is not limited to, a CPU (Central Processing Unit) 170, a RAM (Random Access Memory) 171, a ROM (Read Only Memory) 172, and an electrically erasable and writable nonvolatile. It has a flash memory 1-3, which is an example of a volatile storage device, and an input / output circuit (I / O) 174, which are coupled to an internal bus 175.
  • a CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • R0M172 is a mask ROM holding constant data and the like
  • RAMI71 is a work area of the CPU 170
  • flash memory 173 is an operation program and control data of the CPU 170. One night etc. are rewritable.
  • the microcomputer 17 is a circuit that controls the optical transmission module 1 as a whole.
  • the drive control data of LD 100 is stored in flash memory 1-3.
  • the CPU 170 reads a drive control data corresponding to the temperature detected by the temperature sensor 112 described later from the flash memory 173 and reads the read data. Based on the evening, the drive of LD 100 is controlled by LD Dryno '110. That is, a data table (drive control data table) prepared based on the temperature characteristics of the LD 100 is prepared in the flash memory 173, and the CPU 170 controls the light output and the light required by the LD 100. The drive current is controlled in accordance with the temperature characteristics of the LD 100 in accordance with the temperature or the like. In addition, the microcomputer 17 switches and controls the gain of the preamplifier 14.
  • the microcomputer 17 can be connected to the outside of the optical transmission module via a microcomputer interface terminal (also called a microcomputer interface terminal) MCIF.
  • the microcomputer interface terminal MC IF is connected to the mode terminal of the microcomputer 17 and a predetermined port of the input / output circuit.
  • the microcomputer 17 is not only a normal mode but also a boot Have
  • the CPU 170 executes the operation program stored in the flash memory 173.
  • the boot mode is an operation mode in which the flash memory 173 can be rewritten from outside the microcomputer 17.
  • the input / output circuit 1 74 is set to a signal input / output state in which the flash memory 1-3 can be directly rewritten from the outside. That is, when the boot mode is set, the high voltage for rewriting, the program signal, the address and the data can be exchanged with the flash memory 173 via the microcomputer interface terminal MCIF. .
  • the drive data control table can be written in the flash memory 173 and the operation program of the CPU 170 can be written. Further, rewriting of the flash memory 173 is possible.
  • the functions such as the boot mode described above can be executed in the user program mode of the microcomputer 17 as well (the same function (write / rewrite data to / from flash memory)).
  • the above-mentioned boot mode and user program mode are collectively referred to as a flash write mode.
  • the LD 100 When the forward current (Id) flowing through the LD 100 exceeds the threshold current Ith, the LD 100 starts laser oscillation and emits laser light.
  • the ON / OFF of the optical output for the LD 100 is controlled by flowing or not flowing the modulation current. High-speed response of optical output on / off is realized by turning on / off the modulation current Imod in the forward current Id in a pulsed manner.
  • the LD 100 has a threshold current and a modulation current for obtaining a desired optical output. It has a temperature characteristic whose size changes depending on the temperature. This temperature characteristic is a non-linear characteristic, and is different from linear temperature characteristics in circuits such as the driver circuit 11 and the microcomputer 17. For example, as illustrated in the case of the temperatures T (i), T (j), and T (k) in FIG. 2, the threshold currents Ith (i) and Ith (j ), Ith (k) and modulation currents Imod (i), Imod (j), Imod (k) have individual temperature characteristics. Therefore, the forward current Id required to obtain a certain light output is changed non-linearly with respect to temperature, as illustrated in FIG. The threshold current and the modulation current that constitute the forward current have individual non-linear characteristics.
  • the current sources such as the transistor constituting the LD driver have a linear temperature characteristic as illustrated in FIG.
  • a required light emission output must be obtained from LD100. Therefore, in order to make the forward current flowing through the LD 100 follow the temperature characteristics of the LD 100, the actual light emission output of the LD 100 is monitored by the photodiode (PD) 101. It is determined whether the current corresponding to the emitted light output is smaller or larger than the reference potential corresponding to the required light output.If the current is smaller, the bias current flowing to LD100 is steadily increased to increase the required forward current. Control can be performed to achieve this. However, in such feedback control, a required current can be obtained as the entire forward current, but the threshold current and the modulation current at that time are not always optimal. For example, in FIG.
  • the forward current required to obtain the required light emission output from the LD at the temperature T (j) is Id (j), and the drive current that can be supplied by the LD drive circuit at this time is
  • IC (j) a state is assumed in which the current of the difference is constantly applied as a bias current of the LD by a control similar to an automatic control. At this time, the current of the difference is not subjected to on / off control as a modulation current. As a result, the current value when the modulation current is turned off becomes larger than the threshold current, and extinction failure occurs. In addition, the current value when the modulation current is turned off becomes smaller than the threshold current, causing light emission delay.
  • the modulation current that can be passed through the current source transistor in the atmosphere of the temperature T (i) is 13 (13> lth (i)) due to the temperature characteristics of the transistor and the like.
  • a bias current 14 (14 ⁇ lth (i)) flows in the bias transistor in order to obtain the light emission output Pm.
  • the modulation current 13 is made zero to turn off the LD
  • the bias current flowing through the LD is made smaller than the threshold current Tth (i) of the LD at the temperature T (i) at that time. Therefore, the next time the LD is turned on, the LD emits light only after waiting for a delay time until the modulation current to flow through the LD exceeds its threshold current Ith (i).
  • the optical transmission module 1 of the present embodiment takes into consideration the difference between the temperature characteristics of the laser diode 100 and the temperature characteristics of the LD driver 110, etc., in order to prevent such light emission delay and extinction failure. Drive current can be controlled. First, the contents will be described.
  • FIG. 4 shows a detailed example of the optical transmitter 1T.
  • the LD dryno 110 includes a transistor Trl for determining a bias current flowing through the LD100 and a transistor Tr2 for determining a modulation current for controlling on / off of the LD100, and a transistor Tr2 for a current source. Be prepared as a transistor I can.
  • the transistors Tr 3 and Tr 4 are switching transistors for controlling on / off of the modulation current.
  • the transistors Trl to Tr4 are npn-type bipolar transistors.
  • the transistors Tr 3 and Tr 4 are connected in parallel, the common emitter is connected to the collector of the transistor Tr 2, and the emitter of the transistor Tr 2 is coupled to the ground voltage GND via the resistor R 2. Have been.
  • the collector of the transistor Tr3 is coupled to a power source of LD100, and the anode of the LD100 and the collector of the transistor Tr4 are commonly connected to a power supply voltage Vcc.
  • the switching control circuit 114 of the transistors Tr 3 and Tr 4 includes a series circuit of transistors Tr 5 and Tr 6, and a transistor Tr 7 and a transistor Tr 7.
  • a series circuit of Tr 8 is arranged between the power supply voltage Vcc and the ground voltage GND.
  • the transistors Tr 5 to Tr 8 are npn-type bipolar transistors.
  • the bases of the transistors Tr 6 and Tr 8 are biased at a predetermined voltage, and function as load resistors for the transistors Tr 5 and Tr 7.
  • the series circuit of the transistor Tr5 and the transistor 6 and the series circuit of the transistors Tr7 and Tr8 each constitute an emitter follower circuit, and the emitter of the transistor Tr5 is On the base of the transistor Tr3, the emitter of the transistor Tr7 is coupled to the base of the transistor Tr4.
  • the bases of the transistors Tr 5 and Tr 7 are supplied with the differential output of the differential output amplifier AMP, and when the input is inverted, the state of the base potential of the transistors Tr 3 and Tr 4 is inverted. It is supposed to be.
  • the output of the selector 122 is supplied to the amplifier AMP.
  • ⁇ 1 has its collector coupled to the collector of transistor Tr3 and its emitter coupled to ground voltage GND via resistor R1.
  • the transistor Tr 1 supplies a bias current corresponding to a threshold current to the LD 100 in accordance with the base voltage applied to the transistor Tr 1.
  • the PD 101 is connected in series with the resistor R3, and is arranged between the power supply voltage V cc and the ground voltage GND in a reverse connection state.
  • the PD 101 flows a current according to the light emission output output from the LD 100.
  • an input / output circuit 17 4 of the microcomputer 17 is a digital-to-analog conversion circuit (D / A) 17 6 for converting a digital signal into an analog signal, and an analog signal.
  • the analog-to-digital conversion circuit (A / D) 177 for converting to a digital signal and the other input / output circuit 178 are shown separately.
  • the D / A 176 has two D / A conversion channels DAC 1 and DAC 2, and the A / D 177 has four A / D conversion channels ADC 1 to ADC 4.
  • Each of the D / A conversion channels DAC 1 and DAC 2 has a unique register accessed by the CPU 170, and performs D / A conversion on the value of the corresponding register to obtain a transistor T rl, Outputs a spice voltage of Tr2.
  • the D / A conversion channels DAC 1 and DAC 2 convert an 8-bit digital signal into an analog signal in 256 gradations.
  • the modulation current to be passed to the transistor Tr3 according to the ON / OFF control of the optical output is determined by the control data set in the D / A conversion channel DAC2 by the CPU 170. That is, it is determined by the conductance control of the transistor Tr2.
  • the conductance control of the transistor Tr 2 is called modulation current control.
  • the bias current to be supplied to the LD 100 is determined by the control data set in the D / A conversion channel DAC 1 by the CPU 170. That is, it is determined by the conductance control of the transistor Trl. Transistor! The conductance control of 1 ] ⁇ 1 is called LD bias current control.
  • CPU 170 is a D / A conversion channel D AC 1, DAC
  • the modulation current and the bias current that can be supplied to the LD 100 can be individually and arbitrarily controlled. Therefore, by setting data corresponding to the temperature characteristics of the LD100 etc. to 0111700 for the 0/8 conversion channels DAC1 and DAC2 with respect to the operating conditions (operating atmosphere conditions) of the optical transmission module 1.
  • the data corresponding to the threshold current of LD 100 at the operating temperature at that time to D / A conversion channel D AC 1 and to obtain the required light output at that temperature
  • the LD 100 can be driven to emit light without an extinction error or emission delay.
  • the A / D conversion channels ADC1 to ADC4 are sequentially connected to a transistor Tr1 emitter voltage, a transistor Tr2 emitter voltage, a PD101 anode voltage, and a temperature sensor 111. 2 has a unique register which is assigned to the input of the output voltage and holds the A / D conversion result for the assigned input voltage in an accessible manner by the CPU 170.
  • the A / D conversion channels ADC 1 to ADC 4 are 10 It has bit conversion accuracy.
  • the CPU 170 converts the bias current flowing through the transistor Tr1, the current flowing through the transistor Tr2, the current flowing through the PD201, and the output of the temperature sensor 10 into the A It can be monitored via the / D conversion circuit 177.
  • the output of the monitor PD101 is also made available for automatic power control. That is, the anode voltage determined by the current flowing through the PD 101 according to the actual light emission output of the LD 100 is monitored, and the monitored voltage is adjusted to the reference potential corresponding to the required light emission output.
  • the comparator determines whether it is smaller or larger than V ref by comparing the current, and the bias current flowing to LD 100 via the transistor Tr 1 is increased or decreased according to the judgment result.
  • Reference numeral 115 denotes an APC control circuit for forming a reference potential V ref .
  • the actual emission output of the LD 100 is monitored by the PD 101, and the average value of the current corresponding to the monitored emission output and the current value
  • the reference potential V ref is initialized based on the average value (mark ratio) of the input signal of the amplifier AMP.
  • the auto power control is supplementary to the bias current control based on the output of the D / A 176. For example, when the bias current control is performed based on the output of the D / A 176, the feedback control by the auto power control is performed repeatedly, assuming that the required light emission output cannot be obtained. . However, in such a case, it is desirable that the control amount of the feedback system (the amount of increase or decrease in the bias current) by the automatic control be relatively small.
  • the CPU 170 monitors the anode voltage of the PD 101 via the A / D 177, compares the actual light output of the LD 100 with the target light output of the LD 100, and It is possible to detect, for example, a state where the light output is lower than a predetermined value with respect to the target light output.
  • CPU 1710 is connected to transistor Tr 1
  • the monitor voltage is monitored via the A / D 177, the monitored voltage is converted to a current, and the converted current value and the bias current which is to flow to the transistor Trl via the D / A 176 And an abnormality in the bias current can be detected based on the difference.
  • the CPU 170 monitors the emission voltage of the transistor Tr 2 via the A / D 177, converts the monitored emission voltage into current, and converts the converted current and D / D By comparing the modulation current to the transistor Tr2 via A176 with the modulation current to be passed, the abnormality of the modulation current can be detected based on the difference.
  • the LD drive control data for modulation current control and bias current control for driving LD 100 is based on the data to be set in DAC 1 and DAC 2 to obtain the target optical output.
  • Each table has a table (drive control table) structure, and is written in a predetermined area of the flash memory 173 of the microcomputer 170.
  • FIG. 6 shows an example of the drive control data table.
  • the drive control data table shows, for example, the threshold current Ith, the modulation current Imod, and the current Is to be passed through the PD 101, which are necessary to obtain an optical output of 0.8 mW.
  • the Ith, Imod, and Is data for the same temperature are arranged at the same address.
  • the drive control data of the temperature is arranged in ascending temperature order from the lowest address assigned to the drive control table. Accordingly, the CPU 170 obtains the difference between the minimum temperature and the desired temperature, and adds the difference as an offset from the lowest address, thereby storing the drive control data at the desired temperature in the flash memory 1 ⁇ 3. Can be read from.
  • the microcomputer 170 controls the operating temperature of the optical transmission module 1 when the drive control of the LD 100 is performed. From the A / D conversion channel ADC4. Also, the emission output to be output by the optical transmission module 1 is of a property that is physically determined according to the communication environment in which it is placed. For example, the operation program of the CPU 170 , Or an instruction from the outside, or a signal from a circuit such as a dip switch is notified to the CPU 170. Accordingly, the CPU 170 selects the necessary light emission output and the LD drive control data corresponding to the detected use environment temperature from the flash memory 173 tapes. As a result, the threshold current and the modulation current according to the actual temperature characteristics of the LD 100 are supplied to the LD 100, and the LD 100 can be driven to emit light without an extinction error or emission delay.
  • FIG. 7 shows a flowchart of the drive control of the LD 100 by the CPU 170.
  • the CPU 170 In response to the power-on reset instruction, the CPU 170 initializes the optical transmission module 1 (ST 1), and then determines whether or not a shirt down is instructed (ST 2).
  • Shutdown is to forcibly stop the driving of the LD 100 due to an abnormal operation of the optical transmission module 1 or the like. To further mention, shutdown is the highest priority interrupt processing on hardware, and after power-on reset, it is a function that is executed with the highest priority under any circumstances. If the shirt down is not instructed, the CPU 170 measures the temperature of the optical transmission module 1 by the temperature sensor 112 (ST 4), and obtains a required light output under the temperature.
  • the temperature of the optical transmission module 1 is periodically measured by the temperature sensor 112 using a not-shown image or the like included in the microphone computer 17 and a bias current corresponding to the temperature is measured. Only when the current is different from the current, the LD drive control data for obtaining the modulation current and the bias current are newly set in the D / A conversion channels DAC1 and DAC2 (ST9). When the shutdown process is instructed in step ST2, the modulation current and the bias current are set to 0 (ST20). Thereafter, it is determined via the PD 100 whether the optical output has decreased (ST 21), and thereafter, whether the monitor current has been reduced to a predetermined value or less (ST 21).
  • a shutdown alarm is displayed (ST23).
  • the optical output does not decrease or if the monitor current becomes abnormal at a predetermined value, it is assumed that some abnormality has occurred, the alarm display is turned off, and the processing in step ST2 is performed. Will be returned.
  • the h shows the appearance of the optical transmitter 1T.
  • the optical transmitter 1T is configured separately from the optical receiver 1R.
  • reference numeral 20 denotes a circuit board of the optical transmitter 1T, on which the laser module 10 shown in FIG. 1 is mounted.
  • the light emitting portion of the LD 100 of the laser module 10 is connected to the optical fiber 21, and an optical connector 22 is provided at the tip of the optical fiber 21.
  • the optical transmitter 1T completed as a component has the optical cable 21 already connected as shown in Figure h.
  • LD 100 and The state of coupling with the optical fiber 21 affects the light transmission rate to the optical fiber 21. Therefore, the optical fiber 21 is coupled to the completed optical transmitter 1T, and the coupling state between the LD 100 and the optical fiber 21 is optimized.
  • a block diagram of an evaluation device for generating the drive control data of the optical transmitter 1T is shown.
  • This evaluation device generates a drive control data corresponding to the temperature characteristic of the drive current necessary for obtaining a predetermined light output from the connector 22 for the optical transmitter 1T, This device controls writing to the flash memory 1-3 of the microcomputer 17.
  • the evaluation device includes a standard receiver circuit 30, an adapter board 31, and a host device 32.
  • the standard receiver circuit 30 is a photodiode that receives an optical output supplied from the LD 100 through an optical fiber 21 and performs photoelectric conversion.
  • a load resistor element 301 connected in series with a node of the photodiode 300 is arranged between the power supply voltage Vcc and the ground voltage GND. Outputs the voltage of the 0 node as signal S (OPout).
  • the voltage signal S (OPout) is supplied to the input / output circuit 174 of the micro computer 17.
  • the voltage signal S (OPout) is A / D converted by using the currently available A / D conversion channel from the A / D conversion channels A D C 1 to A D C 4 of A / D 177.
  • the maximum value of the range of the optical input from the transmitter 1 T to the standard receiver circuit 30 is defined as, for example, 2 mW, and the voltage of the anode is, for example, 5 V at the maximum optical input. Determine the value of the load resistance element 301.
  • the photoelectric conversion characteristic of the photodiode 300 is linear. If the optical input is 1 mW, the voltage signal S (OPout) becomes 2.5 V.
  • S (T) is a temperature detection signal from the semiconductor device 112
  • S (Is) is a photoelectric conversion voltage signal S (Is) by the PD 101.
  • S (Imod) Base current bias signal of the current source transistor Tr2 which determines the modulation current Imod of LD100
  • S (Ith) is the current source transistor Tr1 which determines the threshold current Ith of LD100. This is a base bias signal.
  • the adapter board 31 is connected on one side to a microcomputer 17 via a microcomputer interface terminal MC IF, and on the other side to a host device 3 via a serial interface such as RS232C. Interfaces to 2.
  • the adapter board 31 supplies a reset signal to the microcomputer 17 according to the instruction from the host device 32, which is not particularly limited, and supplies the reset signal to the microcomputer 17 according to the instruction from the host device 32.
  • the boot mode is set, and voltage control and timing control for erasing and writing to and from the flash memory 1 to 3 of the micro computer 17 where the boot mode is set are performed.
  • parallel / serial conversion between parallel input / output data by the input / output circuit 174 of the microcomputer 17 and serial input / output data by the host device 32 is performed. . When the serial interface function of the input / output circuit 174 is used, such a parallel / serial conversion function is not required.
  • the host device 32 is based on the drive current data for the laser diode 100 at a plurality of discrete temperatures (data provided by an LD maker to indicate the performance of the laser diode). Calculate the driving current data in the temperature range using the approximate expression.
  • the standard receiver circuit 300 receives a light emission output of the laser diode 100 via the front connector 22 and outputs a voltage signal S (OPout) corresponding to the magnitude of a current flowing through the photodiode 300. Output to the microcomputer 17.
  • the microco The drive current flows through the laser diode 100 by means of S (Ith) and S (Imod), and the data of the magnitude of the drive current when the detection signal S (OPout) reaches a predetermined value. Is given to the host device 32.
  • the host device 32 uses the correction coefficient according to the difference between the magnitude of the driving current given from the microcomputer 17 and the magnitude of the driving current obtained by the approximation calculation to calculate the approximation. Correcting the driving current obtained in the above, generating a normal driving control data from the corrected driving current, setting the boot mode in the microcomputer 17 and setting the normal driving The drive control data is written and controlled in the flash memory 17 3 of the microcomputer 17. In short, from the LD drive information (threshold current Ith, modulation current Imod, and PD output current Is) at two or three temperature points provided by the LD maker, the LD in the entire range of the desired operating temperature can be mathematically approximated.
  • Drive information is created, and after that, the transmitter 1T is actually operated at room temperature to acquire LD drive information at that time.
  • the actual drive information obtained is compared with the drive information obtained by the approximation formula for the same temperature point, and based on the difference, the drive information of the entire temperature range obtained by the approximation formula is corrected, and the drive control is performed. Get the data.
  • the programs used to generate the drive control data are not particularly limited, but are an LD characteristic collection program and a PC interface program.
  • the LD characteristic collection program is a program executed by the microcomputer 17 to collect the characteristic of the LD 100 at normal temperature.
  • the PC interface program is a program executed by the host device 32, and performs approximate calculation and correction calculation of LD drive information, interface control with a microcomputer, and erase / write control for flash memory. It is a program for Using the drive control data stored in the flash memory,
  • the software for driving is an LD control program, and controls, for example, the operation described in FIG.
  • FIG. 11 shows an example of an approximate calculation method of the LD drive information realized by the PC interface program.
  • approximate calculation methods for example, three-dimensional approximation, exp approximation, and empirical approximation.
  • the approximate calculation uses the LD drive information (threshold current Ith, modulation current Imod, and PD output current Is) at a few temperature points provided by the LD manufacturer.
  • the information shown in FIG. 12 is provided. This information is, for example, the case where the optical output Pf from the connector is 1.3 mW, and is the result of measurement using a unique test device of the LD measuring force.
  • ixm is Ith, Imod at room temperature (for example, 25 ° C)
  • ixh is Ith
  • Imod at high temperature for example, 85 ° C
  • trm room temperature (for example, 25 ° C).
  • Trh is at a high temperature (eg 85 ° C).
  • ixni 6.19
  • ixh 21.89
  • the above three-dimensional approximation formula is determined so that the Id characteristic of LD in FIG. 3 can be approximated, for example.
  • y A exp (B x) is used as the approximation formula. And the values of A and B are determined by substituting two points at 85 ° C.
  • the exp approximation is used, for example, for mathematical approximation of the temperature characteristics of the modulation current and the threshold current.
  • y is the modulation current and X is the temperature.
  • the coefficients A and B are, for example,
  • yl is Ith, Imod at normal temperature (for example, 25 ° C)
  • y2 is Ith
  • Imod at high temperature for example, 85 ° C
  • xl is normal temperature (for example, 25 ° C)
  • x2 is high temperature (for example, 85 ° C).
  • the above exp approximation formula is determined so as to approximate, for example, the Id characteristic of the LD in FIG.
  • the empirical approximation applies, for example, the contents described on pages 163 to 164 of the Optical Communication Handbook (Asakura Shoten Co., Ltd., published on September 1, 1982).
  • Jth JthOxexp (Tj / TO) is an approximate expression.
  • the empirical approximation is used, for example, for mathematical approximation of the temperature characteristics of the modulation current and the threshold current. In the case of this empirical approximation, it is necessary to determine the temperature of the inflection point, and if the temperature of the LD is lower than the temperature given at the inflection point tc ° C,
  • Jth Jth0xexp ⁇ (t-25) / (f-gxt) ⁇
  • the approximate value at temperature t is Jth.
  • JthO is Ith and Imod at room temperature.
  • FIG. 13 shows an example of a method for correcting the result calculated by the approximation formula.
  • a temporary table of LD drive control data is created at every 1 ° C by the above approximate calculation.
  • the transmitter 1T is actually operated at room temperature and the LD drive information at that time is obtained (ST30).
  • the measured modulation current is Im '
  • the threshold current is Ib'
  • the PD monitor voltage is SL0 '
  • the temperature at the time of measurement is T.
  • Data at the temperature T is obtained from the data in the temporary data table (ST31).
  • the modulation current obtained at this time is Im
  • the threshold current is Ib
  • the PD monitor voltage is SL0.
  • Threshold current correction factor K ⁇ ⁇ Ib '/ Ib
  • the correction rates are KIM , KIB , and KSL .
  • the corrected drive control data is in a state as illustrated in FIG. 14 with respect to the drive control data obtained by the approximate calculation. Driven system created
  • the data table is written to the flash memory 173.
  • FIG. 15 shows the overall procedure of the method for generating the drive control data of the LD.
  • FIG. 15 shows the processing of the host device (PC) 32 and the processing of the microcomputer 17 separately.
  • the host computer 32 starts the PC interface program (ST40). At this time, the boot program mode is specified, and a write command (W command) is given to the host device 32 (ST41).
  • the host device 32 to which the write command is given specifies the boot mode to the microcomputer 17 and enables writing to the flash memory 173 of the microcomputer 17 via the adapter board 31. I do.
  • the program to be written is the LD characteristic collection program.
  • the host device 32 supplies the LD characteristic collection program to the adapter board 31 as write data to the flash memory 173.
  • the LD characteristic collection program is written in the flash memory 173 (ST42).
  • the microcomputer 17 is enabled to operate using the LD characteristic collection program stored in the flash memory 173 as an operation program.
  • the microcomputer 17 is reset (ST43), and waits for the start of the characteristic information collecting operation by the LD characteristic collecting program.
  • the PC interface program is restarted (ST44).
  • the user program mode is set, and when a parameter set command (P command) is given to the host device 32 (ST45), the host device 32 becomes a few points as illustrated in FIG.
  • the input of the threshold current, modulation current, and PD monitor current (input from the key board of the host device) at the temperature is received and held in the work area (ST46).
  • the host device 32 supplies the microcomputer 17 with desired settings such as the desired light output. Yes (ST47).
  • the host device 32 substitutes the information of the threshold current, the modulation current, and the PD monitor current at the several points of the temperature into the mathematical approximation to obtain the threshold current and the desired temperature over the entire temperature range. Approximate calculation of modulation current is performed. Further, the PD monitor voltage is calculated by the averaging operation. Based on the calculation results, a temporary drive control data table for the threshold current, modulation current, and PD monitor voltage is generated in the entire desired temperature range (S (48).
  • the host device 32 receives the collection command (S command) (S ⁇ 49).
  • the host device 32 which has received the collection command, gives an instruction to the microcomputer 17 to collect data overnight (S ⁇ 49). S ⁇ 50).
  • the microcomputer 17 collects information on the threshold current, modulation current, PD monitor voltage (light output monitor value), and ambient temperature in accordance with the LD characteristic collection program (S ⁇ 51).
  • the microcomputer 17 when collecting the threshold current, sets the threshold current control data in the DAC 1 so as to gradually increase the current flowing through the transistor Trl in FIG.
  • the microphone port computer 17 monitors the voltage signal S (OPout) supplied from the standard receiver circuit 30. When the voltage signal S (OPout) exceeds "0", the threshold current control data set in DAC 1 and the temperature data detected by the temperature sensor 112 are stored. The threshold current at that time can be converted from the stored threshold current control data.
  • the microcomputer 17 When collecting the modulation current, the microcomputer 17 gradually changes the current flowing through the transistor Tr 2 in FIG. 4 while keeping the state of the transistor Tr 1 at the time of collecting the threshold current control data. Set the modulation current control to DAC 2 so that it increases. At this time, the input / output circuit 17 4 supplies data to the LD dryno 110 Tr 3 is turned on. At the same time, the microcomputer 17 monitors the voltage signal S (OPout) supplied from the standard receiver circuit 30. When the voltage signal S (OPout) reaches the set value of the optical output set in the above parameter, the modulation current control data set in DAC 2 and the temperature data detected by the temperature sensor 112 are compared. save. From the stored modulation current control data, the modulation current at that time can be converted.
  • the voltage signal S (OPout) supplied from the standard receiver circuit 30.
  • the standard receiver circuit 31 outputs a 5 V voltage signal when the optical input is 2 mW. Therefore, if the set value of the light output set in the above parameter is 2 mW, the microcomputer 17 detects that the voltage signal S (OPout) has reached 5 V, and thereby transmits the signal. It can be recognized that 1 T has reached the desired light output state. In addition, if the set value of the optical output set at the above parameter is 1 mW, when the voltage signal S (OPout) reaches 2.5 V, the transmitter 1T has a desired optical output state. This can be detected by the microphone mouth combination 17.
  • the value of the PD monitor voltage may be obtained when a desired optical output state is obtained at the time of measuring the modulation current.
  • the microcomputer collects the threshold current, modulation current, PD monitor voltage (light output monitor value) and ambient temperature data
  • the data is transferred to the host device 32 (ST 5 2).
  • the host device 32 determines the correction coefficient according to the transferred data (ST53), corrects the contents of the provisional control data table according to the correction coefficient as described above (ST54), and performs correction.
  • the contents of the selected drive control table are stored in a file (ST55).
  • the microcomputer 17 can drive the LD 100 according to the LD control program stored in the flash memory 1.3, and the threshold current and modulation current at that time are as follows. It is determined by the data of the drive control table written in the flash memory (ST60).
  • the generation process of the drive control data for the LD described in FIG. 15 is part of the manufacturing process of the transmitter 1T.
  • the overall process of manufacturing the optical transmitter 1T will be described briefly.
  • a laser module 10 including a laser diode 100, a dryino 110 for supplying a drive current to the laser diode 100, and a microcomputer for controlling a drive current for the driver 110 to flow. 17 and are mounted on the circuit board. Then, an optical fiber 21 is coupled to the optical output terminal POUT of the laser diode 100, and a connector 22 is provided at the distal end thereof. After that, as described above, a drive control data according to the temperature characteristic of the drive current required to obtain a predetermined optical output from the connector 22 is created, and the created drive control data is written as described above. Built-in memory of microcomputer 17 Write control is performed on the rush memory 1 73.
  • the method for generating the drive control data of the optical transmitter described above is based on the LD drive information (threshold current Ith, modulation current Imod, and PD output current Is) at two or three temperature points provided by the LD manufacturer.
  • LD drive information for the entire range of the desired operating temperature is created by a general approximation, and then the transmitter 1T is actually operated at room temperature to acquire the LD drive information at that time.
  • Get the data The approximate calculated data is corrected using a correction coefficient obtained based on a drive current actually measured at a specific temperature. Therefore, it is not necessary to measure the drive current every time in the entire temperature range, and drive control data can be efficiently generated.
  • the specific temperature is, for example, normal temperature. Therefore, it is not necessary to regulate the temperature of the optical transmitter using a thermostatic bath.
  • the temperature at the time of the actual measurement may be measured using, for example, a temperature sensor in the optical transmitter. As described above, it is possible to efficiently create a drive control device that is optimal for practical use of an optical transmitter, in other words, that is suitable for the characteristics of the optical transmitter and the laser diode.
  • the drive control data of the laser diode 100 having temperature dependency can be efficiently generated for each optical transmission.
  • the drive control data of the laser diode is read from the memory in accordance with the temperature.
  • the drive control data of the optical transmitter capable of obtaining a predetermined optical output is adapted to the characteristics of the transmitter.
  • the optical transmitter and the optical receiver may be mounted on a common circuit board.
  • the optical fiber can be commonly used for an optical transceiver and an optical receiver.
  • the transmission signal frequency and the reception signal frequency may be different from each other so as to be electrically separable, or a splitter for optically separating the transmission signal and the reception signal may be provided.
  • the temperature characteristics of the photoelectric conversion in the PD are insignificant, the temperature characteristics of the PD included in the standard receiver are not particularly considered in the above example. This is not a problem in practice, but if it is strict, the temperature of the PD of the standard receiver may be measured and the voltage signal obtained from the standard receiver may be corrected.
  • the automatic power control can be omitted.
  • writing control to the flash memory can also be performed by the microcomputer built-in CPU.
  • the write control program can be held by Microcomputer. Industrial applicability
  • the present invention is necessary for generating an optical transmitter for converting an optical signal into a yellow light signal and a drive control data for an optical transmission module, and for manufacturing the optical transmitter and the optical transmission module. be able to.
  • the optical transmission module is used for telephone and ISDN subscribers. It is applied to optical transmission systems such as PDS (Passive Double Star) with Iva.

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Description

明 細 書 駆動制御データ生成方法 技術分野
本発明は、光伝送に利用される光トランスミッ夕ゃ光伝送モジュール に含まれるレーザダイォ一ドの温度特性を考慮した駆動制御データの 生成方法、 前記駆動制御データを生成するための評価装置、 更にはその ようなデ一夕生成方法を採用して光トランスミ ツ夕を製造する方法に 関し、個々のレーザダイォードの温度特性のばらつきを前記駆動制御デ —夕に反映させるのに適用して有効な技術に関する。 背景技術
レーザダイオードは、 ダブルへテロ接合を有し、 それに流す順方向電 流がある電流値以上になるとレーザ発振を開始し、レーザ光を放出する c このレーザ発振開始の電流を閾値電流（Ith)と言う。 レーザダイォード に流すべき順方向電流（Id)の大きさは、必要な光出力に応じて決定され る。 この順方向電流（Id)は、 概略的に、 Ith+Imodと表すことができる。
Imod を変調電流と称し、 必要な順方向電流のうち、 変調電流をレーザ ダイォ一ドに流したり流さなかったりすること（変調電流のオン/オフ 制御と称する） によって、 レーザダイォードの光出力をオン/オフせる ことができる。レーザダイォ一ドを用いた光通信ではその光出力のオン /オフによって情報伝達を行う。光出力のオン/オフの高速応答性を実 現するためには、 順方向電流 Idのうち、 変調電流 Imodをパルス状にォ ン /オフすることが望ましい。
前記レーザダイォ一ドは、順方向電流に対する光出力が温度に依存し て変化する、 という温度特性を有する。 このとき、 前記閾値電流と変調 電流の温度特性は相互に異なっており、 夫々非線形特性である。 これに 対し、レーザダイォードの駆動電流経路に配置される電流源トランジス 夕などは温度に対する電流特性が線形特性とされる。
また、前記レーザダイォ一ドゃ電流源トランジス夕等の特性には個体 差があり、それらを組み立てて光トランスミッ夕若しくは光伝送モジュ —ルを構成した場合は更に組み立て誤差による特性のばらつきも生ず る。
したがって、 レーザダイォードの駆動電流に関する温度特性は光トラ ンスミ ツ夕若しくは光伝送モジュール毎に無視し得ないばらつきがあ る。
そのようなばらつきを個々に修正する場合には、各々の特性を実測し、 個々に抵抗などを外付けして対処することも可能である。しかしながら、 そのような手法では調整に時間がかかり過ぎてしまう。
そこで、本発明者は先の出願（特願平 7— 3 4 4 8 8 0号）において、 温度をパラメ一夕とするレーザダイォ一ドの駆動データをメモリに格 納しておき、温度検出により対応するデ一夕を前記メモリから読出し、 読出したデータに基づいてレーザダイォ一ドの駆動回路を制御する光 トランスミツ夕若しくは光伝送モジュールの構成において、前記駆動デ —夕を生成する方法として、光トランスミツ夕若しくは光伝送モジユー ルを恒温漕に入れ、所定範囲で温度を変えながら所望の光出力を得るた めに必要な閾値電流及び変調電流などを実測し、実測した情報に基づい てレーザダイォードの駆動制御デ一夕を生成する方法について提案し た。 しかしながら、 恒温漕によって光トランスミツ夕若しくは光伝送モ ジュールの温度を設定するには比較的時間を要し、前記駆動データの作 成効率を向上させるに限界のあることが明らかにされた。 尚、レーザダイォ一ドの温度特性に関するデ一夕をメモリに格納して おき、 温度検出により対応するデ一夕を前記メモリから読出し、 読出し たデ一夕に基づいてレーザダイォードの駆動回路を制御する発明が知 られている。例えばそのような発明について記載された文献の例として は、 特開平 3 - 3 6 7 7 7 , 特開平 2 - 3 0 8 5 8 4 , 特開平 4 一 1 5
2 5 8 2、 特開平 6— 4 5 6 7 2、 特開平 6— 6 1 5 5 5、 特開平 7—
3 8 7 0 5、 特開平 7— 1 1 1 3 5 5の各号公報がある。 但し、 それら 公開公報には、メモリに格納すべきデータをどのように作成するかにつ いては記載がない。
本発明は、 上記事情に鑑みてなされたものであり、 温度依存性のある レーザダイォードの駆動制御デ一夕を光トランスミ ッ夕毎に効率的に 生成する方法を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、温度依存性のあるレーザダイォ一ドの駆動制御 データを光トランスミ ッ夕毎に効率的に生成できる評価装置を提供す る事にある。
本発明のその他の目的は、レーザダイォ一ドの駆動制御データを温度 に応じてメモリから読出して所定の光出力を得ることができる光トラ ンスミ ッ夕の当該駆動制御デ一夕が当該トランスミ ッ夕の特性に適合 する光トランスミッ夕を製造する方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は本明細書の以下 の記述から明らかにされるであろう。 発明の開示
本発明に係る光トランスミッ夕の駆動制御データ作成方法は、レーザ ダイォードと、 前記レーザダイォードに駆動電流を流すドライバと、 前 記ドライバが流す駆動電流を制御する制御手段と、前記レーザダイォー ドからの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバ一とを有 する光トランスミッ夕における、前記コネクタから所定の光出力を得る のに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成す る方法であり、離散的な複数の温度下での前記レーザダイォ一ドに関す る駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて 計算する第 1処理と、特定の温度下でレーザダイォードを駆動して実測 した駆動電流の情報と前記近似計算で得られた駆動電流の情報との差 分に応じた補正係数を用いて、前記近似計算で得られた駆動電流の情報 を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成する第 2処理とを含む。
レーザダイォードの製造メーカはその性能を指標するために、所定の 光出力を得るためのレーザダイォ一ドの駆動電流を複数の温度下で測 定して取得したデータを添付する。例えばこれを、 離散的な複数の温度 下での前記駆動電流の情報として、全温度範囲の駆動電流の情報を近似 計算することができる。近似計算された駆動電流の情報は特定の温度下 で実測された駆動電流の情報に基づい取得された補正係数を用いて補 正される。 したがって、 全温度範囲で逐一駆動電流を実測することを要 せず、 効率的に駆動制御デ一夕を生成することができる。駆動制御デ一 夕は、温度をパラメ一夕とする閾値電流に関するデータと変調電流に関 するデ一夕とされる。
前記特定の温度下とは、 例えば常温下である。 したがって、 恒温漕を 用いて光トランスミッ夕の温度を規定することも要しない。実測時の温 度は例えば光トランスミッ夕内の温度センサを用いて測定すればよい。 前記補正係数は、前記近似計算で得られた前記特定の温度における駆 動電流の情報に対する前記特定の温度下でレーザダイォ一ドを駆動し て実測した駆動電流の情報の割合とすることができる。 このとき、 前記 補正は、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を前記補正係数倍する 処理とされる。
上記により、 光トランスミッ夕の実使用上最適な、 換言すれば光トラ ンスミツ夕及びレーザダイオードの特性に即した、駆動制御デ一夕を能 率的に作成することができる。
前記第 2処理で得られた駆動制御データは前記制御手段が保有する 電気的に書込み可能な不揮発性記憶手段に書き込まれる。これにより、 光トランスミッタは、検出された温度に応ずる駆動制御データを前記不 揮発性記憶手段から読出し、読出したデ一夕に基づいてレーザダイォ一 ドの駆動回路を制御することになる。
前記データ生成方法を適用した評価装置は、 レーザダイォ一ドと、 前 記レーザダイォードに駆動電流を流すドライバと、前記レーザダイォ一 ドの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバ一と、前記ドラ ィバが流す駆動電流を制御するマイクロコンビュー夕とを有する光ト ランスミ ッ夕に対し、前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な 前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成して前記マイ クロコンピュー夕の不揮発性記憶手段に書き込み制御を行う装置であ つて、前記コネクタと前記マイクロコンピュータとに接続可能なレシ一 バ回路と、前記マイクロコンピュー夕に接続可能なホス ト装置とを有す る。前記ホス ト装置は、 離散的な複数の温度下での前記レーザダイォー ドに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式 を用いて計算し、 前記レシーバ回路は、 前コネクタを介して前記レーザ ダイォードの発光出力を受けるフォ トダイォ一ドを有し、フォ トダイォ 一ドへの光入力に対応して流れる電流の大きさに応ずる検出信号を前 記マイクロコンビュ一夕に出力し、前記マイクロコンピュー夕は前記レ 一ザダイォードに駆動電流を流し、前記検出信号が所定値になったとき の駆動電流の大きさを前記ホスト装置に与え、 また、前記ホス ト装置は、 前記マイクロコンピュー夕から与えられた駆動電流の大きさと前記近 似計算で得られた駆動電流の大きさとの差分に応じた補正係数を用い て、 前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、 補正された駆動 電流の情報から駆動制御データを生成し、生成された駆動制御データを 前記マイクロコンピュー夕が保有する不揮発性記憶手段に書き込み制 御する。
前記デ一夕生成方法を適用した光トランスミッ夕の製造方法は、レ一 ザダイォードを含むレーザモジユールと、前記レーザダイオードに駆動 電流を流すドライバと、前記ドライバが流す駆動電流を制御するマイク 口コンピュータとを回路基板に搭載する処理と、前記レ一ザダイォード からの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバ一を前記レ 一ザモジュールに結合する処理と、前記コネクタから所定の光出力を得 るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを作成 する処理と、作成した駆動制御データを前記マイクロコンピュー夕の内 蔵不揮発性メモリに書き込み制御する処理とを含む。 そして、 前記駆動 制御デ一夕を作成する処理は、離散的な複数の温度下での前記レーザダ ィォードに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を 近似式を用いて計算する第 1処理と、特定の温度下でレ一ザダイォ一ド を駆動して実測した駆動電流の情報と前記近似計算で得られた駆動電 流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた 駆動電流の情報を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御デ一 夕を生成する第 2処理、 とを含む。 図面の簡単な説明
第 1図は光伝送モジュールの一例プロック図、 第 2図は L Dの温度特性とそれに関連する消光不良及び発光遅延の 説明図、
第 3図はある一定の光出力を得る場合に必要な順方向電流 I dが温 度に対して非線形的に変化されることを示す説明図、
第 4図は光トランスミッ夕の詳細な一例を示す回路図、
第 5図はレーザダイォードの電流経路をオン/オフ制御する トラン ジス夕のスィツチング制御回路の一例回路図、
第 6図は L Dの駆動制御デ一夕テーブルの構造を示す説明図、 第 7図は C P Uによる L D駆動制御の一例フローチヤ一ト、 第 8図は光トランスミッ夕の外観図、
第 9図は評価装置の一例プロック図、
第 1 0図は標準レシーバ回路の回路図、 、
第 1 1図は L D駆動情報の数学的な近似式の例を示す説明図、 第 1 2図は L D駆動情報の数学的な近似計算に用いる L Dメーカ提 供の L D駆動情報の例を示す説明図、
第 1 3図は数学的な近似計算にて得られた L D駆動情報の補正処理 の手順を示す一例フローチヤ一ト、
第 1 4図は近似計算によって得られた L D駆動情報と補正された L
D駆動情報との関係の一例を示す説明図、
第 1 5図は L Dの駆動制御データを生成する方法の一例を全体的に 示したフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態
《光伝送モジュールの構成》
第 1図には光伝送モジュールのプロック図が示されている。同図に示 される光伝送モジュール 1は、光トランスミツ夕 1 Tと光レシ一バ 1 R を有する。前記光トランスミツ夕 1 Tは、 夫々個別に半導体集積回路化 されたレーザダイォ一ドモジュール 1 0、 ドライバ回路 1 1、 入力回路 1 2及びマイクロコンピュー夕 1 7を備える。前記光レシーバ 1 Rは、 夫々個別に半導体集積回路化されたピンフォトダイオード 1 3、ブリア ンプ 1 4、 メインアンプ 1 5、 及び出力回路 1 6を備える。
前記レーザダイォ一ドモジュール 1 0はレーザダイォ一ド（LDとも 記す） 1 0 0とモニタ用のフォ トダイオード （P Dとも記す） 1 0 1を 有し、レーザダイォード 1 0 0の光出力は光出力端子 OP OUTに出力 される。前記ピンフォ トダイォード 1 3は光入力端子 OP I Nから光信 号を受ける。入力回路 1 2にはデ一夕入力端子 D T I Nとクロック入力 端子 C L I Nに結合され、出力回路 1 6はデータ出力端子 D T OUTと クロック出力端子 C L 0 U Tに接続されている。
前記入力回路 1 2は D型フリ ップフロップで成るような入力バッフ ァ 1 2 0を有する。入力バッファ 1 2は端子 C L I Nからのクロヅク信 号に同期してデータ入力端子 D T I Nからのデータ信号を順次ラツチ し、 これによつて、 クロヅク入力端子 C L I Nから供給されるクロック 信号を用いてデ一夕入力端子 D T I Nから供給されるデータ信号を波 形整形して出力する。
ドライバ回路 1 1は LD ドライノ 1 1 0とォ一トパワーコン ト口一 ル回路 （AP C) 1 1 1を有する。 LD ドライノ 1 1 0は、 LD 1 0 0 に、 その閾値電流に応ずるバイァス電流を流し、 入力バッファ 1 2 0か ら供給されるデ一夕信号に応じて、 LD 1 0 0をオン/オフ制御するた めの変調電流を選択的に LD 1 0 0に流す。
PD 1 0 1は、 LD 1 0 0の発光を光電変換し、 LD 1 0 0の光出力 に対するモニタ電圧を形成可能とする。 AP C 1 1 1は、 前記 LD 1 0 0に対するモニタ電圧に基づいて、発光時に LD 1 0 0に流れる順方向 電流が、 規定の光出力を得るのに必要な電流になるように、 補助的な制 御を行う。前記閾値電流と変調電流とに対する基本的な制御はマイク口 コンピュータ 1 7が行う。 AP C 1 1 1による制御は補助的な制御であ る。 LD 1 0 0の光出力は光出力端子 0 P OUTから光ファイバ等の伝 送路に与えられる。
前記ピンフォ トダイォ一ド 1 3は伝送路から光入力端子 O P I Nに 供給された光信号を検出して受信信号電流に変換する。この受信信号電 流は、 プリアンプ 1 4で電圧信号に変換される。変換された電圧信号は メインアンプ 1 5に与えられる。 メインアンプ 1 5は、 入力された電圧 信号を E C Lレベルまで増幅する。メインアンプ 1 5の出力を受ける出 力回路 1 6は、 夕イ ミング抽出部 1 6 0、 識別部 1 6 1及びフリヅプフ 口ップのような出力バッファ 1 6 2を有する。タイミング抽出部 1 6 0 は入力信号を 2系統に分け、 一方を遅延させ、 これを他方と論理積を採 り、 例えば 1 5 5. 5 2 MH zのクロック成分を含むパルスを生成する。 このパルスは図示を省略する S AW (Surface Acoustic Wave) フィル 夕により 1 5 5. 5 2 MH zのクロック成分のみが抽出され、 それがリ ミッ ト増幅されて、 クロック信号が生成される。識別部 1 6 1はメイ ン アンプ 1 5からの入力信号を十分に増幅し、波形の上部と下部をスライ スした信号に整形する。出力バッファ 1 6 2は前記スライスされた信号 を前記クロック信号を用いて波形整形（パルス幅歪みの抑圧）を行なう。 出力バッファ 1 6 2の出力がデータ出力端子 D T OUTに与えられ、前 記タイ ミング抽出部 1 6 0で形成されたクロック信号がクロック出力 端子 C L OUTに与えられる。
第 1図に示される光トランスミツ夕 1 Tは、マイクロコンピュー夕 1 7を備える。 このマイクロコンピュー夕 1 7は、 特に制限されないが、 光レシ一バ 1 Rの制御にも利用される。 前記マイクロコンピュー夕 1 7は、 特に制限されないが、 C P U (Central Processing Unit) 1 70、 RAM (Random Access Memory) 1 7 1 , ROM (Read Only Memory) 1 72、 電気的消去及び書き込み 可能な不揮発性記憶装置の一例であるフラッシュメモリ 1 Ί 3、及び入 出力回路 （ I/O) 1 74などを有し、 それらは内部バス 1 75に結合 されている。特に制限されないが、 R 0M 1 7 2は定数データ等を保有 するマスク ROMであり、 RAM I 7 1は CPU 1 70のワーク領域と され、フラッシュメモリ 1 73は CPU 1 70の動作プログラムや制御 デ一夕等を書き換え可能に保有する。
マイクロコンピュー夕 1 7は、光伝送モジュール 1を全体的に制御す る回路である。 LD 1 00の駆動制御データはフラッシュメモリ 1 Ί 3 に格納される。 CPU 1 70は、 LD 1 00を駆動して光伝送を行うと き、後述の温度センサ 1 1 2で検出された温度に応ずる駆動制御デ一夕 をフラッシュメモリ 1 73から読出し、読出したデ一夕に基づいて LD ドライノ ' 1 1 0による LD 1 00の駆動制御を行う。 すなわち、 LD 1 00の温度特性に基づいて作成されたデ一夕テーブル（駆動制御データ テ一ブル） をフラッシュメモリ 1 73に用意し、 CPU 1 70は、 LD 1 00が必要とする光出力や温度等に応じて、当該 LD 1 00の温度特 性に即してその駆動電流を制御する。 その他に、 マイクロコンピュー夕 1 7は前記プリアンプ 1 4のゲインを切り換え制御したりする。
前記マィクロコンピュー夕 1 7は、マイクロコンビユー夕イ ン夕フエ —ス端子（マイコンィン夕フエ一ス端子とも称する） MC I Fを介して 光伝送モジュールの外部と接続可能である。マイコンィンタフヱース端 子 MC I Fは、 マイクロコンピュー夕 1 7のモード端子、 及び入出力回 路の所定のポートに接続される。
マイクロコンピュー夕 1 7は通常モードのほかに例えばブートモ一 ドを有する。マイクロコンビュ一夕 1 7に通常モードが設定されると、 C P U 1 7 0はフラッシュメモリ 1 7 3に格納されている動作プログ ラムを実行する。 ブ一トモ一ドは、 フラッシュメモリ 1 7 3をマイクロ コンピュータ 1 7の外部から書き換え可能にする動作モードである。マ ィクロコンピュー夕 1 7にブートモードが設定されると、入出力回路 1 7 4はフラッシュメモリ 1 Ί 3を外部から直接書き換え可能な信号入 出力状態にされる。 すなわち、 ブートモードが設定されると、 書き換え 用の高電圧、 プログラム信号、 ァドレス及びデ一夕をマイコンィン夕フ エース端子 M C I Fを介して前記フラッシュメモリ 1 7 3との間でや りと可能になる。 このブ一トモ一ドを用いて、 フラッシュメモリ 1 7 3 に前記駆動デ一夕制御テーブルを書き込んだり、 C P U 1 7 0の動作プ 口グラムを書き込むことができる。更にフラッシュメモリ 1 7 3の書き 換えも可能である。上記ブートモードのような機能は、 マイクロコンビ ュ一夕 1 7のユーザプログラムモ一ドでも同様な機能（フラッシュメモ リへのデ一夕書き込み/書き換え） を実行可能とされる。 尚、 上記ブー トモ一ドとュ一ザプログラムモードを併せて、フラッシュ書き込みモ一 ドと言うこととする。
《L Dの駆動制御》
前記 L D 1 0 0は、それに流れる順方向電流（Id )が閾値電流 Ithを超 えるとレーザ発振を開始して、 レーザ光を放出する。 順方向電流 Idの うち前記閾値電流 Ithを超えた分は変調電流 Imod ( Id= Ith+ Imod) であ る。 L D 1 0 0に対する光出力のオン/オフは、 変調電流を流したり流 さなかったりすることによって制御する。光出力のオン/オフの高速応 答性は、 順方向電流 Idのうち、 変調電流 Imodをパルス状にオン/オフ する事によって実現される。
前記 L D 1 0 0は、所望の光出力を得るための閾値電流や変調電流の 大きさが温度に依存して変化する温度特性を有する。この温度特性は非 線形特性であり、 ドライバ回路 1 1やマイクロコンピュー夕 1 7などの 回路における線形の温度特性とは相異される。例えば第 2図の温度 T(i), T(j), T(k)の場合に例示されるように、 所定の光出力 Pmを得るために 必要な閾値電流 Ith(i), Ith(j), Ith(k)と変調電流 Imod(i)， Imod(j), Imod(k)とは、 個別の温度特性を有する。 したがって、 ある一定の光出 力を得る場合に必要な順方向電流 Idは、 第 3図に例示されるように、 温度に対して非線形的に変化される。順方向電流を構成する閾値電流と 変調電流は個別の非線型特性を有する。 LD ドライバを構成する電流源 トランジス夕などは第 3図に例示される線型の温度特性を有する。
光通信等では LD 1 0 0から所要の発光出力を得なければらない。そ こで、 LD 1 0 0に流す順方向電流を LD 1 0 0の温度特性に追従させ るため、 LD 1 0 0の実際の発光出力をフォトダイオード （PD) 1 0 1でモニタし、モニタされた発光出力に応ずる電流が所要の発光出力に 応ずる参照電位よりも小さいか大きいかを判定し、小さい場合には LD 1 0 0に流すバイァス電流を定常的に増やして所要の順方向電流を得 るように制御を行なうことができる。 しかしながら、 そのようなフィー ドバック制御では順方向電流全体としては所要の電流を得ることがで きるが、 そのときの閾値電流と変調電流は最適であるとは限らない。 例えば、 第 3図において、 温度 T(j)で LDに所要の発光出力を得る ために必要な順方向電流が Id(j)、 このとき LDの駆動回路によって供 給可能にされる駆動電流が IC(j)のとき、 その差分の電流がオートパヮ —コン トロ一ル類似の制御によって L Dのバイアス電流として定常的 に加えられる状態を想定する。 このとき、 前記差分の電流は変調電流と してオン/オフ制御の対象にされない。 これにより、 変調電流をオフ状 態にしたときの電流値が閾値電流よりも大きくなつて消光不良を生じ たり、変調電流をオフ状態にしたときの電流値が閾値電流よりも小さく なって発光遅延を生じたりする不都合が生ずる。
例えば第 2図において、 温度 T(k)の雰囲気中において、 電流源トラ ンジス夕に流せるところの変調電流が、このトランジスタ等の温度特性 によって II (Il<Imod(k)) であるとすると、 発光出力 Pmを得るため に、 バイアス トランジスタにはバイアス電流 12 (12>lth(k)) が流さ れる。 そうすると、 LDをオフ状態にするために変調電流 IIがゼロに されたとき、 L Dに流れるバイアス電流は、 そのときの温度 T(k)にお ける LDの閾値電流 Ith(k)を越え、 これによつて LDは完全に消光さ れない。 また、 第 2図において、 温度 T(i)の雰囲気中において、 電流 源トランジス夕に流せるところの変調電流が、当該トランジス夕等の温 度特性によって 13 (13>lth(i)) であるとすると、 発光出力 Pmを得る ためにバイァス トランジス夕にはバイァス電流 14 (14<lth(i)) が流 される。 この状態で LDをオフにするために変調電流 13がゼロにされ ると、 L Dに流れるバイアス電流は、 そのときの温度 T(i)における L Dの閾値電流 Tth(i)よりも小さくされ、 これによつて、 次に LDを点 灯するときは、 LDに流れようとする変調電流がその閾値電流 Ith(i) を越えるまでの遅延時間を待って初めて LDが発光される。
本実施例の光伝送モジュール 1はそのような発光遅延や消光不良を 防止するために、レーザダイオード 100の温度特性と LD ドライバ 1 1 0等の温度特性との相違を考慮して、 LD 1 00の駆動電流を制御で きるようにしている。 先ずその内容について説明する。
第 4図には前記光トランスミッ夕 1 Tの詳細な一例が示されている。 前記 LD ドライノ 1 1 0は、 LD 1 00に流すバイアス電流を決定する トランジスタ T r lと、 LD 1 00をオン/オフ制御するための変調電 流を決定する トランジスタ T r 2を、電流源用のトランジスタとして備 える。 トランジスタ T r 3 , T r 4は変調電流のオン/オフを制御する スイッチング用のトランジスタである。前記トランジスタ T r l〜T r 4は np n型のバイポーラ トランジスタとされる。
前記トランジスタ T r 3 , T r 4は並列接続され、 その共通ェミツ夕 が前記トランジスタ T r 2のコレクタに接続され、当該トランジスタ T r 2のエミッ夕は抵抗 R 2を介して接地電圧 GNDに結合されている。前 記トランジスタ T r 3のコレクタには L D 1 0 0の力ソードが結合さ れ、当該 LD 1 0 0のアノードと前記トランジスタ T r 4のコレクタは 電源電圧 V c cに共通接続されている。
前記トランジスタ T r 3 , T r 4のスィツチング制御回路 1 1 4は、 第 5図にその詳細な一例が示されるように、 トランジスタ T r 5と T r 6の直列回路と、 トランジスタ T r 7と T r 8の直列回路とが電源電圧 V c cと接地電圧 GNDの間に配置されている。 トランジスタ T r 5 ~ T r 8は np n型バイポーラ トランジスタとされる。 トランジスタ T r 6 , T r 8のベースは所定の電圧でバイァスされ、 トランジスタ T r 5 , T r 7の負荷抵抗として機能される。換言すれば、 トランジスタ T r 5 と Τ Γ 6の直列回路と、 トランジスタ T r 7と T r 8の直列回路は、 そ れそれェミツ夕フォロア回路を構成し、 トランジスタ T r 5のェミツ夕 が前記トランジスタ T r 3のべ一スに、 トランジスタ T r 7のエミヅ夕 が前記トランジスタ T r 4のベースに結合されている。
前記トランジスタ T r 5 , T r 7のべ一スは差動出力アンプ AMPの 差動出力が供給され、 その入力が反転されると、 トランジスタ T r 3と T r 4のベース電位の状態が反転されるようになっている。アンプ AM Pには前記セレクタ 1 2 1の出力が供給される。
前記トランジスタ T r 3のベース電位が高レベルにされると トラン ジス夕 T r 3は飽和状態に移行され、 トランジス夕 T r 4のベースが高 レベルにされるとトランジスタ T r 4は飽和状態に移行される。 トラン ジス夕 T r 3 , T r 4の飽和状態への移行は相補的に行われ、 これによ り、 トランジスタ T r 3 , T r 4が相補的にスィッチング動作される。 これにより、電流源トランジスタ T r 2を介して L D 1 0 0にパルス状 の変調電流が流されることになる。
第 4図に示されるように、前記トランジスタ！1 ]^ 1はそのコレクタが 前記トランジスタ T r 3のコレク夕に結合され、そのエミッ夕が抵抗 R 1を介して接地電圧 GNDに結合されている。この トランジスタ T r 1 はそれに印加されるべ一ス電圧に従って L D 1 0 0に閾値電流に相当 するバイアス電流を流す。
前記 P D 1 0 1は抵抗 R 3に直列接続されて電源電圧 V c cと接地 電圧 GNDとの間に逆方法接続状態で配置されている。 PD 1 0 1は L D 1 0 0から出力される発光出力に応じた電流を流す。
第 4図において前記マイクロコンピュー夕 1 7の入出力回路 1 7 4 は、 ディジ夕ル信号をアナログ信号に変換するディジ夕ル ·アナログ変 換回路 （D/A) 1 7 6、 アナログ信号をディジタル信号に変換するァ ナログ -ディジタル変換回路 （A/D) 1 77、 及びその他の入出力回 路 1 7 8に分けて示されている。前記 D/A 1 7 6は 2個の D/A変換 チャネル DAC 1 , DAC 2を有し、 A/D 1 7 7は 4個の A/D変換 チャネル AD C 1〜AD C 4を有する。
D / A変換チャネル D A C 1 , DAC 2は、 C PU 1 7 0によってァ クセスされる固有のレジス夕を夫々が有し、対応するレジス夕の値を D / A変換して、 トランジスタ T r l , T r 2のべ一スパイァス電圧を出 力する。 特に制限されないが、 前記 D/ A変換チャネル D AC 1， D A C 2は、 8ビッ トのディジ夕ル信号を 2 5 6階調でアナログ信号に変換 する。 上記により、光出力のオン/オフ制御に従って トランジスタ T r 3に 流されるべき変調電流は、 CPU 1 70により D/ A変換チャネル D A C 2に設定される制御デ一夕によって決定される。即ち トランジスタ T r 2のコンダクタンス制御によって決定される。 トランジスタ T r 2の コンダクタンス制御を変調電流制御と称する。 LD 1 00に流すべきバ ィァス電流は、 CPU 1 70により D/A変換チャネル D AC 1に設定 される制御データによって決定される。即ち、 トランジスタ T r lのコ ンダクタンス制御によって決定される。 トランジスタ！1 ]^ 1のコンダク 夕ンス制御を L Dのバイアス電流制御と称する。
このように、 C P U 1 70は、 D/ A変換チャネル D AC 1， DAC
2に設定するディジ夕ルデータに従って、 L D 1 00に流すことができ る変調電流とバイァス電流を個々に且つ任意に制御することができる。 したがって、 光伝送モジュール 1の使用条件 （使用雰囲気条件） に対し て L D 1 00等の温度特性に即したデータを 0 111 7 0が0/八変 換チャネル D A C 1 , D A C 2に設定することにより、 換言すれば、 そ のときの使用環境温度における LD 1 00の閾値電流に対応するデー 夕を D/A変換チャネル D AC 1に設定し、必要な光出力をその温度下 で得るために前記閾値電流に加えられるべき変調電流に対応されるデ —夕を D/A変換チャネル D AC 2に設定することにより、消光誤差や 発光遅延無く LD 1 00を発光駆動することが可能になる。
また、 前記 A/D変換チャネル AD C 1〜AD C 4は、順次トランジ ス夕 T r 1のエミヅ夕電圧、 トランジスタ T r 2のエミッ夕電圧、 P D 1 0 1のアノード電圧、温度センサ 1 1 2の出力電圧の入力に割り当て られ、割り当てられた入力電圧に対する A/D変換結果を CPU 1 70 によってアクセス可能に保持する夫々に固有のレジス夕を有する。特に 制限されないが、 前記 A/D変換チャネル AD C 1〜AD C 4は、 1 0 ビッ トの変換精度を持っている。
これにより、 C PU 1 7 0は、 トランジスタ T r 1に流れるバイアス 電流、 トランジスタ T r 2に流れる電流、 P D 2 0 1に流れる電流、 温 度センサ 1 0の出力を、夫々必要に応じて A/D変換回路 1 7 7を介し てモニタすることができる。
前記モニタ PD 1 0 1の出力はオートパワーコン トロールにも利用 可能にされる。 すなわち、 L D 1 0 0の実際の発光出力に応じて P D 1 0 1に流れる電流によって決定されるそのァノ一ド電圧をモニタし、モ 二夕された電圧が所要の発光出力に応ずる参照電位 V r e f よりも小 さいか大きいかをコンパレ一夕 1 1 3で判定し、その判定結果に応じ、 トランジスタ T r 1を介して LD 1 0 0に流すバイァス電流を増減す る。 1 1 5は参照電位 V r e f を形成する A P C制御回路であり、 L D 1 0 0の実際の発光出力を PD 1 0 1でモニタし、モニタされた発光出 力に応ずる電流の平均値とそのときの前記アンプ AMPの入力信号に 対する平均値（マーク率） とに基づいて参照電位 V r e f を初期設定す る。 特に制限されないが、 オートパワーコントロールは、 前記 D/A 1 7 6の出力に基づくバイァス電流制御に対して補助的とされる。例えば、 D/A 1 7 6の出力に基づいてバイアス電流制御を行う場合に、所要の 発光出力が得られない場合を想定して、前記ォ一トパワーコントロール によるフィ一ドバック制御を重ねて行う。 但し、 その場合には、 ォ一ト パヮ一コントロールによるフィ一ドバック系の制御量（バイァス電流の 増減量） は比較的小さく しておくことが望ましい。
C P U 1 7 0は A/D 1 7 7を介して P D 1 0 1のアノード電圧を モニタし、 LD 1 0 0の実際の光出力と LD 1 0 0の目標光出力とを比 較し、実際の光出力が目標光出力に対して所定よりも低下した状態など を検出することができる。 C P U 1 7 1 0は、 トランジスタ T r 1のェ ミヅ夕電圧を A/D 1 7 7を介してモニタし、モニタした電圧を電流に 換算し、換算された電流値と D/A 1 7 6を介して トランジスタ T r l に流そうとするバイァス電流と比較し、 その相違に基づいて、 バイアス 電流の異常を検出することができる。 同様に C PU 1 7 0は、 トランジ ス夕 T r 2のエミッ夕電圧を A/D 1 7 7を介してモニタし、モニタし たエミッ夕電圧を電流に換算し、換算した電流と D/A 1 7 6を介して トランジスタ T r 2に流そうとする変調電流とを比較し、その相違に基 づいて、 変調電流の異常を検出することができる。
L D 1 0 0を駆動するための変調電流制御とバイアス電流制御のた めの LD駆動制御データは、 目標光出力を得るために D AC 1 , D A C 2に設定すべきデ一夕を使用環境温度毎に備えたテーブル（駆動制御デ —夕テ一ブル）構造とされて、 マイクロコンピュー夕 1 7 0のフラッシ ュメモリ 1 7 3の所定領域に書き込まれている。
第 6図には前記駆動制御デ一夕テーブルの一例が示される。駆動制御 デ一夕テーブルは、 例えば 0. 8mWの光出力を得るために必要な閾値 電流 Ith、 変調電流 Imod及び P D 1 0 1に流れるべき電流 Isに応ずる 駆動制御デ一夕を、 温度をィンデックスとして保有する。 この例では、 同一温度に係る Ith、 Imod, Isの各データは相互に同一ア ドレスに配置 される。駆動制御デ一夕テ一ブルに割り当てられた最下位ァドレスから 順次温度を昇順として当該温度の駆動制御データが配置される。したが つて、 CPU 1 7 0は、 最低温度から所望温度までの差を求め、 これを 最下位ァドレスからのオフセッ トとして加算する事により、当該所望温 度の駆動制御データをフラッシュメモリ 1 Ί 3から読み出すことがで きる。
マイクロコンピュー夕 1 7 0は前記 LD 1 0 0の駆動制御に際して、 光伝送モジュール 1が置かれている使用環境温度を温度センサ 1 1 2 から A/D変換チャネル AD C 4を介して取得する。 また、 光伝送モジ ユール 1が出力すべき発光出力は、それが置かれている通信環境に従つ て物理的に決定さる性質のものであり、 例えば、 C PU 1 7 0の動作プ 口グラム、 又は外部からの指示、 或いはディ ップスィツチのような回路 からの信号によって C P U 1 7 0に通知される。これによつて C P U 1 7 0は、 必要な発光出力と、 検出した使用環境温度に対応されるところ の L D駆動制御デ一夕とを、フラッシュメモリ 1 7 3のテ一プルから選 択する。 これにより、 LD 1 0 0の実際の温度特性に即した、 閾値電流 と変調電流が LD 1 0 0に与えられ、消光誤差や発光遅延無く LD 1 0 0を発光駆動することができる。
《C PUによる LDの駆動制御フロー》
第 7図には C P U 1 7 0による L D 1 0 0の駆動制御のフロ一チヤ —卜が示される。パワーオンリセッ トの指示によって C PU 1 7 0は光 伝送モジュール 1を初期化し （ S T 1 ) 、 次いで、 シャツ トダウンが指 示されているかの判定を行なう （ S T 2 ) 。 シャッ トダウンとは、 当該 光伝送モジュール 1の動作異常などによって LD 1 0 0の駆動を強制 的に停止させることである。 更に言及するならば、 シャッ トダウンはハ 一ドウェア上の最優先割り込み処理であり、パワーオンリセッ ト後は、 どんな状況にあっても、 最優先で実行される機能である。 シャツ トダウ ンが指示されていない場合には、 C P U 1 7 0は温度センサ 1 1 2によ つて光伝送モジュール 1の温度を計測し （ S T 4) 、 その温度下で所要 の光出力を得るのに必要な変調電流とバイァス電流を得るための L D 駆動制御デ一夕をフラッシュメモリ 1 Ί 3から D/A変換チャネル D A C 1 , D AC 2に設定して、 L D 1 0 0を駆動する （ S T 5 ) 。 そし て、 ォ一トパヮ一コント口一ルを行なうと共に、 A/D変換チャネル 1 7 7を介して光出力や変調電流をモニタする （ S T 6 ) 。 その結果、 光 出力が目標値に対して半減したときは、光出力を遮断するアラームが発 生される （ S T 7 ) 。 また、 変調電流が目標値に対して 2倍以上になつ たときは、 変調電流異常のアラームが発生される （ S T 8 ) 。 また、 マ イク口コンピュータ 1 7に含まれる図示しない夕イマ等を利用して定 期的に温度センサ 1 1 2によって光伝送モジュール 1の温度を計測し、 バイァス電流がその温度に対応されるバイァス電流と相違される場合 にのみ、変調電流とバイァス電流を得るための L D駆動制御データを新 たに D / A変換チャネル D A C 1， D A C 2に設定する （ S T 9 ) 。 前記ステツプ S T 2でシャツ トダウン処理が指示されると、変調電流 及びバイァス電流が 0に設定される （ S T 2 0 ) 。 この後、 P D 1 0 0 を介して、 光出力が減少したか （S T 2 1 ) 、 その後に、 モニタ電流が 所定値以下にされたか （ S T 2 1 ) を判定する。 光出力が減少し、 或い はモニタ電流が所定値以下にされたことを検出すると、シャッ トダウン のアラーム表示が行なわれる （ S T 2 3 ) 。 これに対して、 光出力が減 少せず、 或いはモニタ電流が所定値異常にされた場合には、 何らかの異 常が発生しているとみなし、アラーム表示を切ってステップ S T 2の処 理に戻される。
《駆動制御データの生成》
第 hには前記光トランスミツ夕 1 Tの外観が示される。光トランスミ ッ夕 1 Tは、特に制限されないが光レシーバ 1 Rとは別体で構成されて いる。第 8図において 2 0は光トランスミヅ夕 1 Tの回路基板であり、 この回路基板 2 0に第 1図に示されるレーザモジュール 1 0などが実 装されている。 レザーモジュール 1 0の L D 1 0 0の光放射部分は、 光 ファイバ一 2 1に連結され、光ファイバ一 2 1の先端には光コネクタ 2 2が設けられている。部品として完成された光トランスミッ夕 1 Tは図 hに示されるよう光ケ一ブル 2 1が既に結合されている。 L D 1 0 0と 光ファイバ一 2 1 との結合状態は光ファイバ一 2 1へ光の伝達率に影 響を及ぼす。 したがって、 完成された光トランスミッ夕 1 Tには光ファ ィバ一 2 1が結合され、 L D 1 0 0と光ファイバ一 2 1 との結合状態が 最適化されている。
第 j には前記光トランスミ ッ夕 1 Tの前記駆動制御デ一夕を生成す るための評価装置のプロック図が示されている。 この評価装置は、 前記 光トランスミツ夕 1 Tに対し、前記コネクタ 2 2から所定の光出力を得 るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御デ一夕を生成 して前記マイクロコンピュー夕 1 7のフラッシュメモリ 1 Ί 3に書き 込み制御を行う装置である。 評価装置は、 標準レシーバ回路 3 0、 ァダ プ夕ボ一ド 3 1及びホス ト装置 3 2を有する。
前記標準レシーバ回路 3 0は、 第 1 0図に例示されるように、 光ファ ィバ一 2 1を介して前記 L D 1 0 0から供給される光出力を受けて光 電変換を行うフオトダイオード 3 0 0と当該フォ トダイオードの 3 0 0のァノ一ドに直列接続された負荷抵抗素子 3 0 1 とが電源電圧 V c cと接地電圧 G N Dとの間に配置され、フォ トダイオード 3 0 0のァノ ―ドの電圧を信号 S ( OPout )として出力する。電圧信号 S ( OPout )はマイ クロコンピュー夕 1 7の入出力回路 1 7 4に供給される。例えば、 電圧 信号 S ( OPout )は、 A/ D 1 7 7の A D変換チャネル A D C 1〜A D C 4の中からその時空いている A D変換チャネルを利用して A / D変換 される。
前記トランスミツ夕 1 Tから前記標準レシーバ回路 3 0への光入力 の範囲の最大値を例えば 2 mWと規定し、この最大光入力においてァノ ードの電圧が例えば 5 Vとなるように前記負荷抵抗素子 3 0 1の値を 決定しておく。フォ トダイオード 3 0 0の光電変換特性は線型であり、 光入力が 1 mWであれば電圧信号 S ( OPout )は 2 . 5 Vになる。 第 9図において S (T)はサ一ミス夕 1 1 2からの温度検出信号、 S (Is)は PD 1 0 1による光電変換電圧信号 S (Is)である。 S(Imod L D 1 0 0の変調電流 Imodを決定する電流源トランジス夕 T r 2のべ一 スバイアス信号、 S(Ith)は LD 1 0 0の閾値電流 Ithを決定する電流 源トランジスタ T r 1のべ一スバイァス信号である。
前記アダプタボード 3 1は、一方においてマイコンインタフエース端 子 MC I Fを介してマイクロコンピュータ 1 7に結合され、他方におい て例えば R S 2 3 2 Cのようなシリアルイン夕フェースを介してホス ト装置 3 2にインタフヱ一スされる。 アダプタボード 3 1は、 特に制限 されない力 ホス ト装置 3 2からの指示に従ってマイクロコンピュー夕 1 7にリセッ ト信号を供給し、ホス ト装置 3 2からの指示に従ってマイ クロコンピュー夕 1 7に前記ブートモ一ドを設定し、ブートモ一ドが設 定されたマイクロコンビュー夕 1 7のフラッシュメモリ 1 Ί 3に対す る消去及び書き込みのための電圧制御やタイ ミング制御を行う。その他 に、マイクロコンピュ一夕 1 7の入出力回路 1 74によるデ一夕のパラ レル入出力データと、ホス ト装置 3 2によるシリアル入出力デ一夕との 間のパラレル ·シリアル変換などを行う。入出力回路 1 7 4のシリアル ィン夕フェース機能を用いる場合にはそのようなパラレル ·シリアル変 換機能は必要ない。
前記ホス ト装置 3 2は、離散的な複数の温度下での前記レーザダイォ ード 1 0 0に関する駆動電流のデータ（レーザダイオードの性能を指標 するために LDメーカが提供するデ一夕）から全温度範囲の駆動電流の データを近似式を用いて計算する。前記標準レシーバ回路 3 0は、 前コ ネク夕 2 2を介して前記レーザダイォード 1 0 0の発光出力を受ける フォ トダイオード 3 0 0に流れる電流の大きさに応ずる電圧信号 S (OPout)を前記マイクロコンピュー夕 1 7に出力する。 前記マイクロコ ンピュー夕 1 Ίは前記レーザダイオード 1 0 0に S ( Ith )， S ( Imod )に よって駆動電流を流し、 前記検出信号 S ( OPout )が所定値になったとき の駆動電流の大きさのデータを前記ホス ト装置 3 2に与える。前記ホス ト装置 3 2は、前記マイクロコンピュー夕 1 7から与えられた駆動電流 の大きさと前記近似計算で得られた駆動電流の大きさとの差分に応じ た補正係数を用いて、 前記近似計算で得られた駆動電流を補正し、 補正 された駆動電流から正規の駆動制御デ一夕を生成し、マイクロコンピュ 一夕 1 7に前記ブ一トモ一ドを設定して前記生成された正規の駆動制 御データを前記マイクロコンピュー夕 1 7のフラッシュメモリ 1 7 3 に書き込み制御する。要するに、 L Dメーカから提供された 2〜 3の温 度点での L D駆動情報 （閾値電流 Ith、 変調電流 Imod及び PD出力電流 Is) から、 数学的な近似によって所望する動作温度の全範囲の L D駆動 情報を作成し、 この後、 常温下で実際にトランスミツ夕 1 Tを動作させ、 その時の L D駆動情報を取得する。取得された実際の駆動情報と近似式 によって得られた駆動情報とを同一の温度点に関して比較し、その差分 に基づいて、近似式によって得られた全温度範囲の駆動情報を補正し、 駆動制御データを得る。
次に駆動制御データの生成手法について更に詳述する。駆動制御デー 夕の生成に利用されるプログラムは、 特に制限されないが、 L D特性収 集プログラム及び P Cィン夕フェースプログラムである。 L D特性収集 プログラムは、 マイクロコンピュー夕 1 7によって実行され、 L D 1 0 0の常温時の特性を収集するプログラムである。 P Cイン夕フエ一スプ ログラムは、 ホス ト装置 3 2が実行するプログラムであり、 L D駆動情 報の近似計算と補正演算、マイクロコンピュー夕とのイン夕フェース制 御及びフラッシュメモリに対する消去書込み制御のためのプログラム である。フラッシュメモリに格納された駆動制御デ一夕を用いて L Dを 駆動するためのソフ トウヱァは LD制御プログラムであり、例えば第 7 図で説明した動作を制御する。
第 1 1図には前記 P Cイ ン夕フェースプログラムで実現される L D 駆動情報の近似計算方法の一例が示される。近似計算の手法は、 例えば 3次元近似、 e x p近似、 及び経験的近似の 3種類とされる。
近似計算では LDメーカから提供された 2〜 3の温度点での L D駆 動情報 （閾値電流 Ith、 変調電流 Imod及び PD出力電流 Is) を利用する。 例えば第 1 2図に示される情報が与えられる。 この情報は、 例えばコネ クタからの光出力 Pf が 1. 3mWの場合であり、 LDメ一力の固有の テス ト装置で測定された結果である。
3次元近似では y二 Ax 3 + Bを近似式とし、 第 1 2図の 2 5 °Cと 8 5°Cの 2点のデータを代入して A， Bの値を決定する。 3次元近似は例 えば閾値電流や変調電流の温度特性の数学的な近似に用いる。例えば変 調電流の近似に用いる場合、 yは変調電流、 Xは温度である。 閾値電流 の近似に用いる場合、 yは閾値電流、 Xは温度である。 係数 A、 Bは、 例えば
A = ixm— ixh)/(trm 3 - trh 3 )、
B = ixm + {( ixh- ixm)/(trm J - trh ) } x trm 3、
と置くことができる。 ixmは常温時 （例えば 2 5°C) の Ith, Imodであ り、 ixhは高温時 （例えば 8 5°C) の Ith， Imodであり、 trmは常温度 (例えば 2 5°C) であり、 trhは高温度 （例えば 8 5°C) である。 例え ば第 1 2図の情報を用いて閾値電流の特性を近似するには、 ixni = 6.19、 ixh = 21.89、 trm = 25, trh = 85 を代入して近似計算を行えばよい。 上 記 3次元近似式は、例えば第 3図における L Dの I d特性を近似できる ように決定されている。
e X p近似では y = A exp (B x) を近似式とし、 第 1 2図の 2 5 °C と 8 5 °Cの 2点のデ一夕を代入して A, Bの値を決定する。 e x p近似 は例えば変調電流や閾値電流の温度特性の数学的近似に用いる。 yは変 調電流、 Xは温度とされる。 係数 A、 Bは、 例えば
A=yl/exp[{xl/(Xl— X2)}log(yl/y2)]、
B =exp[{l/(X1— X2)}log(yl/y2)]、
と置く ことができる。 yl は常温時 （例えば 2 5 °C) の Ith, Imod、 y2 は高温時 （例えば 8 5°C) の Ith, Imod、 xlは常温度 （例えば 2 5°C) 、 x2 は高温度 （例えば 8 5°C) である。 例えば第 1 2図の情報を用いて 変調電流の特性を近似するには、 yl = 13.08、 y2 = 33.5、 xl = 25、 x2- 85 を代入して近似計算を行えばよい。 上記 e x p近似式は、 例えば第 3図における LDの I d特性を近似できるように決定されている。
経験的近似は、 例えば光通信ハンドブック （株式会社 朝倉書店 1982 年 9月 1 日発行） の第 163頁〜第 164頁に記載の内容を適用するもので あり、閾値電流や変調電流の温度特性における変曲点を考慮したもので あり、 Jth = JthOxexp(Tj/TO)を近似式とする。 経験的近似は例えば変 調電流や閾値電流の温度特性の数学的近似に用いる。この経験的近似の 場合には変曲点の温度を決定しておくことが必要であり、 変曲点 tc°C で与えられる温度よりも LDの温度が低い場合には
Jth = JthOxexp{(t- 25)/e}、
変曲点 tc°Cで与えられる温度よりも L Dの温度が高い場合には
Jth = Jth0xexp{(t-25)/(f-gxt)},
とすることができる。上記経験的近似式において、 温度 tのときの近似 値が Jthになる。 上式において、 JthOは常温時の Ith, Imodである。 e, f， g, , tc は使用する LDでサンプリングして決定される係数であ り、 例えば、 e二 66、 f = 84.6， g=0.428, tc=40とされる。
P D 1 0 1のモニタ電流に関しては近似式を用いる必要はない。一般 的にフォ トダイォードの光電変換特性の温度依存性はきわめて少ない から、第 1 2図に例示されるような 3点のデ一夕のボイント間を平均化 して所望の全温度範囲における PDモニタ電流を得る事で充分である。 変調電流と閾値電流の近似にどの近似計算を採用するかは種々の組み 合わせが可能であり、 例えば変調電流の近似に exp近似式を用い、 閾値 電流の近似に経験的近似式を用いる。どの近似式を用いるかは P Cィン 夕フェースプログラム上で予め決定しておく。或いは選択可能にしても よい。
第 1 3図には前記近似式で計算された結果を補正する手法の一例が 示される。 上記近似計算によって例えば 1°C置きに LDの駆動制御デー 夕の仮のテーブルを作成する。 その後、 常温下で実際にトランスミツ夕 1 Tを動作させ、 その時の LD駆動情報を取得する （ S T 3 0 ) 。 実測 された変調電流を Im'、 閾値電流を Ib'、 PDモニタ電圧を SL0'、 実測時 の温度 （サ一ミス夕 1 1 2により取得） を Tとする。
前記仮のデ一夕テーブルのデータから、温度 Tにおけるデータを取得 する （ S T 3 1 ) 。 このとき取得された変調電流を Im、 閾値電流を Ib、 P Dモニタ電圧を SL0とする。
次に、 補正率を求める （ S T 3 2 ) 。 補正率は以下の通りとされる。 変調電流の補正率 K i M = Im'/Im
閾値電流の補正率 K∑ Β = Ib'/Ib
PDモニタ電圧の補正率 KS L。二 SLO'/SLO
そして、 前記補正率を K I M， K I B, KS L。を近似計算された変調電 流、閾値電流及び PDモニタ電圧の全ての温度範囲の駆動制御データに 乗算して、 補正された駆動制御デ一夕のテーブルを作成する （ S T 3 3 ) 。補正された駆動制御データは近似計算で得られた駆動制御データ に対して第 1 4図に例示されるような状態とされる。作成された駆動制 御デ一夕テーブルはフラッシュメモリ 1 73に書き込まれる。
第 1 5図には LDの駆動制御デ一夕を生成する方法の全体的な手順 が示される。 第 1 5図はホス ト装置 （P C) 3 2とマイクロコンピュー 夕 1 7の処理を分けて図示してある。
先ず、ホス ト装置 32で前記 P Cィン夕フェースプログラムを起動す る （ S T 40 ) 。 このときブートプログラムモードを指定し、 ライ トコ マンド （Wコマンド） をホスト装置 32に与える （S T 4 1 ) 。 ライ ト コマンドが与えられたホス ト装置 32は、マイクロコンピュー夕 1 7に ブートモードを指定し、アダプタボ一ド 3 1を介してマイクロコンピュ —夕 1 7のフラッシュメモリ 1 73に対する書込みを可能とする。書き 込み対象プログラムは前記 L D特性収集プログラムである。ホス ト装置 32は、フラッシュメモリ 1 73に対する書き込みデータとして前記 L D特性収集プログラムをアダプタボード 3 1に供給する。これによつて、 フラッシュメモリ 1 7 3には L D特性収集プログラムが書き込まれる (S T 42 ) 。マイクロコンピュータ 1 7はフラッシュメモリ 1 73に 格納された L D特性収集プログラムを動作プログラムとして動作可能 にされる。 そして、 マイクロコンピュー夕 1 7はリセッ トされ （S T 4 3) 、 LD特性収集プログラムによる特性情報収集動作の開始を待つ。 ホス ト装置 32では、 LD特性収集プログラムの書き込み動作の終了 後、 前記 P Cイン夕フェースプログラムが再起動される （ S T 44 ) 。 今度はユーザプログラムモードが設定され、ホス ト装置 32にパラメ一 夕コマンド （Pコマンド） が与えられると （S T 45 ) 、 ホス ト装置 3 2は、 第 1 2図に例示されるような数点の温度における閾値電流、 変調 電流及び PDモニタ電流の入力（ホス ト装置のキ一ボードなどからの入 力） を受け付けてワーク領域に保持する （S T 46 ) 。 更にホス ト装置 32はマイクロコンピュー夕 1 7に所望の光出力などの設定値を供給 する （ S T 4 7 ) 。 そして、 ホス ト装置 3 2は、 前記数点の温度におけ る閾値電流、変調電流及び PDモニタ電流の情報を前記数学的な近似式 に代入して、所望とする全温範囲における閾値電流及び変調電流の近似 計算を行う。更に前記平均演算によって PDモニタ電圧を計算する。 そ れら計算結果に基づいて、 所望とする全温度範囲で閾値電流、 変調電流 及び P Dモニタ電圧に関する仮の駆動制御データテーブルを生成する ( S Τ 4 8 ) 。
次にホス ト装置 3 2は収集コマンド （ Sコマンド） を受け付ける （ S Τ 4 9 ) 収集コマンドを受け付けたホス ト装置 3 2は、 マイクロコン ビュー夕 1 7にデ一夕収集の指示を与える （ S Τ 5 0 ) 。
これによつてマイクロコンピュ一夕 1 7は、 LD特性収集プログラム に従って、 閾値電流、 変調電流、 PDモニタ電圧 （光出力モニタ値） 及 び周囲温度の情報を収集する （ S Τ 5 1 ) 。
すなわち、 閾値電流を収集する場合、 マイクロコンピュータ 1 7は、 第 4図のトランジスタ T r lに流す電流を徐々に増加させるように D AC 1に閾値電流制御デ一夕を設定していく。これに並行してマイク口 コンピュータ 1 7は前記標準レシーバ回路 3 0から供給される電圧信 号 S(OPout)を監視する。 この電圧信号 S(OPout)が "0"を超えたとき、 D AC 1に設定した閾値電流制御デ一夕と、温度センサ 1 1 2で検出し た温度デ一夕を保存する。保存された閾値電流制御データから、 そのと きの閾値電流を換算することができる。
変調電流を収集する場合、 マイクロコンピュータ 1 7は、 前記閾値電 流制御デ一夕を収集したときのトランジスタ T r 1の状態をそのまま にして、第 4図のトランジスタ T r 2に流す電流を徐々に増加させるよ うに D AC 2に変調電流制御デ一夕を設定していく。 このとき、 入出力 回路 1 7 4から L D ドライノ 1 1 0にデ一夕を供給して トランジスタ T r 3をオン動作させておく。これに並行してマイクロコンピュー夕 1 7は前記標準レシーバ回路 3 0から供給される電圧信号 S (OPout)を監 視する。 この電圧信号 S (OPout)が前記パラメ一夕設定された光出力の 設定値に到達したとき、 DAC 2に設定した変調電流制御デ一夕と、 温 度センサ 1 1 2で検出した温度データを保存する。保存された変調電流 制御デ一夕から、 そのときの変調電流を換算することができる。 なお、 前記標準レシーバ回路 3 1は、 光入力が 2 mWのとき、 5 Vの電圧信号 を出力する。 したがって、 前記パラメ一夕設定された光出力の設定値が 2 mWならば、 マイクロコンピュー夕 1 7は、 電圧信号 S (OPout)が 5 Vになったことを検出することにより、 トランスミ ツ夕 1 Tが所望の光 出力状態になったことを認識できる。 また、 前記パラメ一夕設定された 光出力の設定値が 1 mWならば、 電圧信号 S (OPout)が 2. 5 Vになつ たとき、 トランスミツ夕 1 Tが所望の光出力状態になったことをマイク 口コンビユー夕 1 7で検出できる。
PDモニタ電圧は、変調電流の計測時に所望の光出力状態になったと き、 併せて、 PDモニタ電圧の値を取得すればよい。
以上のようにマイクロコンピュー夕が閾値電流、 変調電流、 PDモニ 夕電圧 （光出力モニタ値） 及び周囲温度のデ一夕を収集すると、 それら データがホス ト装置 3 2に転送される （ S T 5 2 ) 。 ホスト装置 3 2は、 転送されたデータに従って前記補正係数を決定し （ S T 5 3 ) 、 補正係 数に従って前述のように前記仮の制御データテ一ブルの内容を補正し (S T 5 4)、 補正された駆動制御デ一夕テ一ブルの内容をファイルに 格納する （ S T 5 5 ) 。
その後、 終了コマンド （Qコマンド） が入力されると （ S T 5 6 ) 、 前記 P Cィン夕フェースプログラムが再起動される （ S T 5 7 ) 。 この ときブ一トプログラムモードを指定し、 ライ トコマン ド （Wコマンド） をホスト装置 3 2に与える （ S T 5 8 ) 。 ライ トコマンドが与えられた ホス ト装置は、 マイクロコンピュー夕 1 7にブートモ一ドを指定し、 ァ ダプ夕ボ一ド 3 1を介してマイクロコンピュー夕 1 7のフラッシュメ モリ 1 7 3に対する書込みを可能とする。この時の書き込み対象プログ ラムは前記 L D制御プログラムである。前記駆動制御デ一夕テ一ブルの ファイルは L D制御プログラムに付随される。 ホス ト装置 3 2は、 フラ ヅシュメモリ 1 7 3に対する書き込みデ一夕として前記 L D制御プロ グラム及び前記駆動制御デ一夕テーブルのファイルデータをアダプタ ボード 3 1に供給する。 これによつて、 当該プログラムとデ一夕がフラ ヅシュメモリに書き込まれる （ S T 5 9 ) 。 書き込み完了後、 P Cイ ン 夕フェースプログラムの実行が終了される。上記一連の処理を経ること により、マイクロコンピュータ 1 7はフラッシュメモリ 1 Ί 3に格納さ れた L D制御プログラムに従って L D 1 0 0を駆動することができ、そ の時の閾値電流や変調電流は、フラッシュメモリに書き込まれた駆動制 御デ一夕テ一ブルのデ一夕によって決定される （S T 6 0 ) 。
第 1 5図で説明した L Dの駆動制御データの生成処理は、 トランスミ ヅ夕 1 Tの製造工程の一部とされる。光トランスミツ夕 1 Tの製造工程 の全体を概略的に説明する。
先ず、 レーザダイオード 1 0 0を含むレーザモジュール 1 0と、 前記 レーザダイオード 1 0 0に駆動電流を流すドライノ 1 1 0と、前記ドラ ィバ 1 1 0が流す駆動電流を制御するマイクロコンピュー夕 1 7とを 回路基板に搭載する。 そして、 前記レーザダイオード 1 0 0の光出力端 子〇 P O U Tに光ファイバ 2 1を結合し、その先端にコネクタ 2 2を設 ける。 その後は、 前述の通り、 前記コネクタ 2 2から所定の光出力を得 るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御デ一夕を作成 し、作成した駆動制御デ一夕を前記マイクロコンピュータ 1 7の内蔵フ ラッシュメモリ 1 7 3に書き込み制御する。
以上詳細に説明した実施例によれば以下の作用効果を得ることがで きる。
上記説明した光トランスミッ夕の駆動制御データを生成する方法は、 L Dメーカから提供された 2〜3の温度点での L D駆動情報（閾値電流 Ith、 変調電流 Imod及び PD出力電流 Is) から、 数学的な近似によって 所望する動作温度の全範囲の L D駆動情報を作成し、 この後、 常温下で 実際にトランスミツ夕 1 Tを動作させ、その時の L D駆動情報を取得す る。取得された実際の駆動情報と近似式によって得られた駆動情報とを 同一の温度点に関して比較し、 その差分に基づいて、 近似式によって得 られた全温度範囲の駆動情報を補正し、 駆動制御データを得る。前記近 似計算されたデ一夕は特定の温度下で実測された駆動電流に基づい取 得された補正係数を用いて補正される。 したがって、 全温度範囲で逐一 駆動電流を実測することを要せず、効率的に駆動制御データを生成する ことができる。
前記特定の温度下とは、 例えば常温下である。 したがって、 恒温漕を 用いて光トランスミッ夕の温度を規定することも要しない。実測時の温 度は例えば光トランスミッ夕内の温度センサを用いて測定すればよい。 上記により、 光トランスミッ夕の実使用上最適な、 換言すれば光トラ ンスミッ夕及びレ一ザダイォ一ドの特性に即した、駆動制御デ一夕を能 率的に作成することができる。
前記データ生成方法を適用した評価装置によれば、温度依存性のある レーザダイォ一ド 1 0 0の駆動制御データを光トランスミ ッ夕毎に効 率的に生成できる
前記デ一夕生成方法を適用した光トランスミッ夕の製造方法によれ ば、レ一ザダイオードの駆動制御デ一夕を温度に応じてメモリから読出 して所定の光出力を得ることができる光トランスミ ッ夕の当該駆動制 御データを当該トランスミッ夕の特性に適合させた光トランスミ ッ夕 の製造を容易化することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて具体的に説 明したが、 本発明はそれに限定されるものではなく、 その要旨を逸脱し ない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、光トランスミッ夕と光レシーバは共通の回路基板に実装して もよい。 また、 光ファイバ一は光トランシーバと光レシーバに共通利用 する事も可能である。 その場合には、 送信信号周波数と受信信号周波数 とを相異させて電気的に分離可能にしたり、或いは送信信号と受信信号 とを光学的に分離するためのスプリッ夕一を設ければよい。
また、 P Dにおける光電変換の温度特性は微々たるものであるから、 上記の例では標準レシーバに含まれる P Dの温度特性については特に 考慮していない。 これでも実効的には問題ないが、 厳密を期する場合に は、 標準レシーバの P Dの温度を計測し、標準レシーバから得られる電 圧信号を補正するようにしてもよい。
また、 前記オートパワーコントロールは省略可能である。 また、 フラ ッシュメモリに対する書き込み制御はマイクロコンピュー夕内臓 C P Uで行うことも可能である。 その場合、 書き込み制御プログラムはマイ クロコンピュ一夕が保有できる。 産業上の利用可能性
以上のように、本発明は光信号を伝黄信号に変換する光トランスミツ 夕や光伝送モジュールの駆動制御デ一夕の生成、更にはそれら光トラン スミッ夕ゃ光伝送モジュールの製造に摘要することができる。前記光ト ランスミッ夕ゃ光伝送モジュールは、電話や I S D Nの加入者系に光フ アイバ一を導入した PDS (Passive Double Star) 等の光伝送システ ムに適用される。

Claims

請 求 の 範 囲 . レーザダイオードと、 前記レーザダイオードに駆動電流を流すドラ ィバと、 前記ドライバが流す駆動電流を制御する制御手段と、 前記レ 一ザダイォードからの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光フ アイバーとを有する光トランスミツ夕における、前記コネクタから所 定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動 制御デ一夕を生成する方法であって、
離散的な複数の温度下での前記レーザダイォードに関する駆動電 流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算す る第 1処理と、
特定の温度下でレーザダイォードを駆動して実測した駆動電流の 情報と前記近似計算で得られた駆動電流の情報との差分に応じた補 正係数を用いて前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補 正された駆動電流の情報から駆動制御デ一夕を生成する第 2処理と、 を含むことを特徴とする駆動制御デ一夕生成方法。
.前記第 2処理で得られた駆動制御データを前記制御手段が保有する 電気的に書込み可能な不揮発性記憶手段に書き込み制御する第 3処 理を更に含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の駆動制御 デ一夕生成方法。
.前記特定の温度下とは常温下であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の駆動制御デ一夕生成方法。
. 前記第 2の処理における補正は、 前記近似計算で得られた前記特定 の温度における駆動電流の情報に対する、前記特定の温度下でレーザ ダイォ一ドを駆動して実測した駆動電流の情報の割合を、補正係数と し、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を前記補正係数倍する処 理であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の駆 動制御データ生成方法。
5 . 離散的な複数の温度下での前記駆動電流の情報は、 レーザダイォー ドの製造メーカが提供するデータであることを特徴とする請求の範 囲第 1項又は第 2項に記載の駆動制御データ生成方法。
6 . 離散的な複数の温度下での前記駆動電流の情報は、 第 1の温度にお ける第 1の閾値電流値及び第 1の変調電流値と、第 2の温度における 第 2の閾値電流値及び第 2の変調電流値を含み、
前記第 1の処理は、閾値電流と変調電流とに分けて駆動電流の情報 を近似計算する処理であり、
前記第 2の処理は、特定の温度下でレーザダイォ一ドを駆動して実 測した閾値電流の情報と前記近似計算で得られた閾値電流の情報と の差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた閾値電流 の情報を補正し、前記特定の温度下でレーザダイォ一ドを駆動して実 測した変調電流の情報と前記近似計算で得られた変調電流の情報と の差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた変調電流 の情報を補正し、補正結果に基づいて閾値電流と変調電流に関する駆 動制御デ一夕を生成することを特徴とする請求の範囲第 5項に記載 の駆動制御データ生成方法。
7 . レーザダイオードと、 前記レーザダイオードに駆動電流を流すドラ ィバと、前記レーザダイォードの発光出力を先端のコネクタまで伝達 する光ファイバ一と、前記ドライバが流す駆動電流を制御するマイク 口コンピュータとを有する光トランスミッ夕に対し、前記コネクタか ら所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた 駆動制御デ一夕を生成して前記マイクロコンピュー夕の不揮発性記 憶手段に書き込み制御を行う装置であって、 前記コネク夕と前記マイクロコンピュー夕とに接続可能なレシ一 バ回路と、前記マイクロコンビユー夕に接続可能なホス ト装置とを有 し、
前記ホス ト装置は、離散的な複数の温度下での前記レーザダイォ一 ドに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似 式を用いて計算し、
前記レシーバ回路は、前コネクタを介して前記レーザダイォードの 発光出力を受けるフォトダイォ一ドを有し、 フォ トダイォードへの光 入力に対応して流れる電流の大きさに応ずる検出信号を前記マイク 口コンピュータに出力し、
前記マイクロコンピュー夕は前記レーザダイォ一ドに駆動電流を 流し、前記検出信号が所定値になったときの駆動電流の大きさを前記 ホス ト装置に与え、
前記ホス ト装置は、前記マイクロコンピュー夕から与えられた駆動 電流の大きさと前記近似計算で得られた駆動電流の大きさとの差分 に応じた補正係数を用いて、前記近似計算で得られた駆動電流の情報 を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成し、 生成された駆動制御データを前記マイクロコンピュー夕が保有する 不揮発性記憶手段に書き込み制御するものであることを特徴とする 評価装置。
. レーザダイォードを含むレ一ザモジュールと、 前記レーザダイォ一 ドに駆動電流を流すドライバと、前記ドライバが流す駆動電流を制御 するマイクロコンピュー夕とを回路基板に搭載する処理と、
前記レーザダイォ一ドからの発光出力を先端のコネクタまで伝達 する光ファイバ一を前記レ一ザモジュールに結合する処理と、 前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の 温度特性に応じた駆動制御デ一夕を作成する処理と、
作成した駆動制御デ一夕を前記マイクロコンピュー夕の内蔵不揮 発性メモリに書き込み制御する処理とを含み、
前記駆動制御データを作成する処理は、
離散的な複数の温度下での前記レーザダイォードに関する駆動電 流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算す る第 1処理と、
特定の温度下でレーザダイォードを駆動して実測した駆動電流の 情報と前記近似計算で得られた駆動電流の情報との差分に応じた補 正係数を用いて前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補 正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成する第 2処理、 と を含むことを特徴とする光トランスミッ夕の製造方法。
.前記特定の温度下とは常温下であることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の光トランスミ ッ夕の製造方法。
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