WO2013042583A1 - 光パワーモニタ装置、方法及びプログラム - Google Patents

光パワーモニタ装置、方法及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2013042583A1
WO2013042583A1 PCT/JP2012/073209 JP2012073209W WO2013042583A1 WO 2013042583 A1 WO2013042583 A1 WO 2013042583A1 JP 2012073209 W JP2012073209 W JP 2012073209W WO 2013042583 A1 WO2013042583 A1 WO 2013042583A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
photodiode
relationship
current value
optical power
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/073209
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
林太郎 野村
Original Assignee
日本電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
Priority to CN201280046178.9A priority Critical patent/CN103875181B/zh
Priority to JP2013534669A priority patent/JP5673843B2/ja
Priority to US14/344,493 priority patent/US9400211B2/en
Publication of WO2013042583A1 publication Critical patent/WO2013042583A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
    • H03F3/087—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light with IC amplifier blocks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • G01J2001/4446—Type of detector
    • G01J2001/446—Photodiode
    • G01J2001/4466—Avalanche

Definitions

  • the present invention relates to an optical power monitor device used for optical communication, and more particularly to an optical power monitor device characterized by an offset correction circuit.
  • the avalanche photodiode is abbreviated as “APD (Avalanche Photo Diode)”.
  • Patent Documents 1 and 2 will be described as related techniques of an optical power monitoring apparatus using an APD.
  • Patent Document 1 discloses an APD bias voltage control circuit.
  • the APD bias voltage control circuit includes an optical receiver that receives an optical signal by the APD and converts it into an electrical signal, and an APD bias voltage controller that provides an optimum bias voltage to the APD.
  • the APD bias voltage control unit includes a DC voltage source that can control the output voltage, a variable resistor connected between the DC voltage source and the APD, and a CPU that performs various controls.
  • the variable resistor is connected in series with the APD and applies a bias voltage to the APD.
  • Patent Document 2 discloses an optical receiver using an APD as a light receiving element.
  • the optical receiver calculates a multiplication factor corresponding to the input optical signal strength of the APD, and divides the value obtained by simply voltage-converting the APD current by the calculated value to obtain the difference between the input optical signal strength and the input optical signal voltage. The relationship is linearized.
  • JP 2004-289206 A (summary, FIG. 1 etc.)
  • the optical power monitoring apparatus using the APD is widely used in the field of optical communication and the like.
  • This optical power monitor device is required to have higher speed and higher accuracy.
  • an object of the present invention is to provide an optical power monitor device and the like that solves the further increase in speed and accuracy, which are the problems described above.
  • the optical power monitor device is A photodiode that converts received light power into current; A resistor connected in parallel to the photodiode; A current mirror circuit that detects a value corresponding to the sum of the current flowing through the resistor and the current flowing through the photodiode as a first current value; A value corresponding to the current flowing through the resistor is stored in advance as a second current value, and the current flows through the photodiode based on the second current value and the first current value detected by the current mirror circuit.
  • a control unit for obtaining a current It is equipped with.
  • An optical power monitoring method includes: A photodiode that converts received light power into current; A resistor connected in parallel to the photodiode; A current mirror circuit that detects a value corresponding to the sum of the current flowing through the resistor and the current flowing through the photodiode as a first current value; An optical power monitoring method for use in an apparatus comprising: A value corresponding to the current flowing through the resistor is stored in advance as a second current value, and the current flows through the photodiode based on the second current value and the first current value detected by the current mirror circuit. The current is obtained.
  • the optical power monitor program is: A photodiode that converts received light power into current; A resistor connected in parallel to the photodiode; A current mirror circuit that detects a value corresponding to the sum of the current flowing through the resistor and the current flowing through the photodiode as a first current value; A memory and a microprocessor; An optical power monitor program used for an apparatus equipped with The memory stores a value corresponding to the current flowing through the resistor as a second current value in advance, A function of inputting the second current value stored in the memory and the first current value detected by the current mirror circuit; Based on the input second current value and the first current value, a function for obtaining a current flowing through the photodiode; Is realized by the microprocessor.
  • the response speed of the current mirror circuit can be improved by connecting a resistor in parallel to the photodiode, and the current flowing in the photodiode can be reduced by storing the current flowing in the resistor in advance. It can be determined accurately. Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve higher speed and higher accuracy in the optical power monitor.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an optical power monitor device according to an embodiment of the present invention. It is a graph which shows the relationship (1st relationship) between the temperature of APD and the electric current which flows into the resistor for bias in embodiment. It is a graph which shows the relationship (2nd relationship) between the temperature of APD and the applied voltage of APD in embodiment. It is a graph which shows the relationship between the power received by APD and the electric current which flows into APD in embodiment. It is a flowchart which shows an example of operation
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an optical power monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the description will be made with reference to the graphs of FIGS.
  • the optical power monitoring device 10 of the present embodiment has an APD 11 as a photodiode that converts received light power P into a current Iapd, a resistor 12 connected in parallel to the APD 11, a current Irb that flows through the resistor 12, and a current that flows through the APD 11.
  • a current mirror circuit 13 that detects a value corresponding to the sum of the current Iapd as the first current value I1 and a control unit 14 are provided.
  • the control unit 14 stores in advance a value corresponding to the current Irb flowing through the resistor 12 as the second current value I2, and the second current value I2 and the first current value I1 detected by the current mirror circuit 13 Based on the above, the current Iapd flowing through the APD 11 is obtained. For example, when k is a constant, the first current value I1 is k ⁇ (Irb + Iapd), and the second current value I2 is k ⁇ Irb.
  • the time required for the current mirror circuit 13 to rise can be shortened by continuously supplying the constant current Irb to the resistor 12, so that the response speed of the current mirror circuit 13 can be improved.
  • the current Iapd flowing through the APD 11 can be accurately obtained by storing the second current value I2 in advance.
  • the response speed of the current mirror circuit 13 can be improved by connecting the resistor 12 to the APD 11 in parallel, and the current Irb flowing through the resistor 12 is stored in advance.
  • the current Iapd flowing through the APD 11 can be accurately obtained, so that further increase in speed and accuracy in the optical power monitor can be achieved.
  • the APD 11 has a temperature characteristic that when a constant reverse bias voltage is applied, the multiplication factor decreases as the temperature increases. This is because when the temperature rises, the vibration of the crystal lattice becomes intense, so that the collision frequency of the accelerated carriers increases.
  • the second current value I2 is a single value.
  • the output of the APD 11 may be stabilized by changing the voltage applied to the APD 11 in accordance with the change in the temperature of the APD 11. In that case, the second current value I2 has a plurality of values.
  • the optical power monitoring apparatus 10 of this embodiment further includes a temperature sensor 15 that detects the temperature T of the APD 11.
  • the control unit 14 stores in advance the relationship between the temperature T detected by the temperature sensor 15 and the second current value I2 as the first relationship (FIG. 2), and the temperature detected by the temperature sensor 15.
  • the second current value I2 corresponding to T is obtained from the first relationship (FIG. 2), and the current Iapd flowing through the APD 11 is obtained using this second current value I2.
  • the optical power monitoring apparatus 10 of this embodiment further includes an APD driving power source 16 as a power source that applies the voltage Vapd to the APD 11 and the resistor 12 and changes the voltage Vapd by the control signal V1 from the control unit 14. .
  • the control unit 14 stores in advance the relationship between the temperature T detected by the temperature sensor 15 and the voltage Vapd applied to the APD 11 as the second relationship (FIG. 3), and is detected by the temperature sensor 15.
  • a voltage Vapd corresponding to the temperature T is obtained from the second relationship (FIG. 3), and a control signal V1 is output to the APD drive power supply 16 so as to output this voltage Vapd.
  • the first relationship (FIG. 2) takes into account the change of the second current value I2 when the voltage Vapd changes corresponding to the temperature T detected by the temperature sensor 15.
  • the resistor 12 applies a bias voltage to the APD 11.
  • One end of the resistor 12 is connected to the cathode of the APD 11 and the other end is grounded, so that the voltage drop is applied to the APD 11.
  • the current mirror circuit 13 is a general circuit composed of P-channel bipolar transistors 131 and 132.
  • the transistors 131 and 132 have the same characteristics, and the emitters and bases are connected.
  • the base and collector of the transistor 131 are connected.
  • the control unit 14 is a computer having an MPU (Micro Processing Unit) 141 and a memory 142.
  • the temperature sensor 15 detects the temperature of the APD 11 directly or indirectly.
  • the APD drive power supply 16 is a general DC voltage power supply, and the output voltage can be changed by a computer or the like.
  • As the photodiode a PIN photodiode or the like can be used instead of the APD 11.
  • the optical power monitoring apparatus 10 of this embodiment can also be called an optical module having a receiving function.
  • a resistor 18 is connected between the input and output of the TIA 17.
  • the TIA 17, the resistor 18, and the LIM 19 are provided on the anode side of the APD 11, and the current-voltage conversion circuit 20 and the AD converter 21 are provided between the current mirror circuit 13 and the MPU 141.
  • the bias resistor 12 is used to speed up the response of the current mirror circuit 13.
  • the received light power P is converted into a current Iapd by the APD 11.
  • the current mirror circuit 13 outputs a current proportional to the sum of the current Iapd flowing through the APD 11 and the current Irb flowing through the resistor 12 to the current-voltage conversion circuit 20.
  • the current-voltage conversion circuit 20 converts the current into a voltage and outputs it to the AD converter 21.
  • the AD converter 21 converts the voltage into a digital value and passes it to the MPU 141 as the first current value I1.
  • the MPU 141 holds a second current value I2 corresponding to the current Irb flowing through the resistor 12 in the memory 142 in advance. Therefore, the MPU 141 can detect only the current Iapd flowing through the APD 11 by taking the difference between the first current value I1 that is the read value of the AD converter 21 and the second current value I2. Since the current Iapd flowing through the APD 11 and the light receiving power P have a correlation (FIG. 4), the light receiving power P can be accurately restored by storing this relationship in the memory 142 beforehand. That is, by storing the second current value I2 corresponding to the current Irb flowing through the resistor 12 in the memory 142 in advance, the received light power P input by the APD 11 can be accurately measured.
  • the present embodiment adopts the bias resistor 12 as the simplest and cheapest means for accelerating the response of the current mirror circuit 13 and reduces the offset due to the current Irb flowing through the resistor 12 as its drawback. By correcting, it is possible to improve the accuracy of the received light power monitor.
  • the offset correction circuit of the optical power monitor of the present embodiment is a circuit that easily corrects an offset generated when the received light power P is measured in an optical module having a reception function using the APD 11. is there.
  • the received light power P is converted into current Iapd by the APD 11.
  • the bias resistor 12 is used to increase the response speed of the current mirror circuit 13. That is, the instantaneous responsiveness of the current mirror circuit 13 can be improved by passing the current Irb to the current mirror circuit 13 in a fixed manner using the resistor 12.
  • the resistance value of the resistor 12 is Rb
  • the current Irb flowing through the resistor 12 is expressed by Vapd / Rb.
  • the voltage Vapd is a reverse bias voltage applied to the APD 11 and is supplied from the APD drive power supply 16.
  • the positive correlation between the received light power P and the current Iapd flowing through the APD 11 has a feature that varies depending on the temperature T around the APD 11. Therefore, in order to keep this correlation constant, it is necessary to change the voltage Vapd according to the ambient temperature T as shown in FIG.
  • the current mirror circuit 13 outputs a current proportional to the sum of the current Iapd flowing through the APD 11 and the current Irb flowing through the resistor 12. The output current is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit 20 and input to the AD converter 21. Finally, k ⁇ (Iapd + Irb) multiplied by a constant k determined by the entire circuit of the current mirror circuit 13, the current-voltage conversion circuit 20, and the AD converter 21 is taken into the MPU 141 as the first current value I1.
  • the received light power P input by the APD 1 is demodulated into an electric signal Data by the TIA 17 and the LIM 19.
  • This is a basic function of the optical module and is not directly related to the present embodiment.
  • the current Iapd flowing through the APD 11, that is, the light receiving power P can be measured by correcting the offset fluctuation due to the current Irb flowing through the resistor 12.
  • the first effect of this embodiment is that the accuracy of the received light power monitor can be improved by correcting the offset due to the current flowing through the resistor 12.
  • the second effect of the present embodiment is that an inexpensive and small fixed resistor (resistor 12) can be used as a current source for improving the response of the current mirror circuit 13.
  • the optical power monitoring method of the present embodiment captures the operation of the optical power monitoring device 10 of the present embodiment as a method invention.
  • the APD 11 as a photodiode that converts the received light power P into the current Iapd, the resistor 12 connected in parallel to the APD 11, the currents Irb and APD 11 flowing through the resistor 12, It is used in an optical power monitor device 10 having a current mirror circuit 13 that detects a value corresponding to the sum of the flowing current Iapd as a first current value I1.
  • a value corresponding to the current Irb flowing through the resistor 12 is stored in advance as the second current value I2, and the second current value I2 and the current mirror circuit 13 detect the value. Based on the first current value I1, the current Iapd flowing through the APD 11 is obtained.
  • the optical power monitoring device 10 further includes a temperature sensor 15 that detects the temperature T of the APD 11, the relationship between the temperature T detected by the temperature sensor 15 and the second current value I ⁇ b> 2 is first set in advance ( 2), the second current value I2 corresponding to the temperature T detected by the temperature sensor 15 is obtained from the first relationship (FIG. 2), and the APD 11 is stored in the APD 11 using this second current value I2.
  • the flowing current Iapd may be obtained.
  • the optical power monitor device 10 further includes an APD drive power source 16 as a power source for applying the voltage Vapd to the resistor 12 and the photodiode 11 and changing the voltage Vapd by the control signal V1 from the outside
  • the temperature sensor 15 Is stored in advance as a second relationship (FIG. 3)
  • the voltage Vapd corresponding to the temperature T detected by the temperature sensor 15 is stored in the second relationship.
  • the control signal V1 is output to the APD drive power supply 16 so as to output this voltage Vapd.
  • the change in the second current value I2 when the voltage Vapd changes corresponding to the temperature T detected by the temperature sensor 15 is added to the first relationship (FIG. 2) in advance.
  • optical power monitoring method of the present embodiment the same operations and effects as the optical power monitoring device 10 described above are exhibited.
  • this program is for causing a computer to realize the operation of the control unit 14 of the optical power monitoring apparatus 10 of the present embodiment.
  • the control unit 14 of the optical power monitoring apparatus 10 is composed of a computer having an MPU 141 and a memory 142.
  • the program has a function of inputting the second current value I2 stored in the memory 142 and the first current value I1 detected by the current mirror circuit 13, and the input second current value I2 and first current value. This is for causing the MPU 141 to realize the function of obtaining the current Iapd flowing through the APD 11 based on I1.
  • the function of inputting the value of the temperature T detected by the temperature sensor 15 and the first relationship (FIG. 2) stored in the memory and the second current value I2 corresponding to the input value of the temperature T are input.
  • the function obtained from the first relationship (FIG. 2) and the function of obtaining the current Iapd flowing through the APD 11 using the obtained second current value I2 may be realized by the MPU 141.
  • the MPU 141 may realize the function obtained from the relationship (FIG. 3) and the function of outputting the control signal V1 to the APD drive power supply 16 so as to output the obtained voltage Vapd.
  • a change in the second current value I2 when the voltage Vapd changes corresponding to the temperature T detected by the temperature sensor 15 is taken into consideration in advance.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the computer by this program. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.
  • the first relationship (FIG. 2) and the second relationship (FIG. 3) are input from the memory 142 (step 101).
  • the temperature T is input from the temperature sensor 15 and the first current value I1 is input from the AD converter 21 (step 102).
  • a second current value I2 is obtained from the temperature T and the first relationship (FIG. 2) (step 103). That is, the second current value I2 stored in the memory 142 is substantially input in steps 101 and 103.
  • a current Iapd flowing through the APD 11 is obtained from the first current value I1 and the second current value I2 (step 104).
  • a voltage Vapd to be applied to the APD 11 is obtained from the temperature T and the second relationship (FIG. 3) (step 105).
  • the control signal V1 is output to the APD drive power supply 16 so as to output the voltage Vapd (step 106).
  • steps 102 to 106 are repeated.
  • steps 104 to 106 are executed after steps 102 to 103.
  • steps 104 to 106 may be executed before steps 102 to 103, or steps 102 to 103 may be executed.
  • steps 104 to 106 may be executed in combination. According to this program, the same operation and effect of the optical power monitoring device 10 described above are exhibited.
  • this program may be recorded on a non-transitory storage medium such as an optical disk or a semiconductor memory.
  • the program is read from the recording medium by a computer and executed.
  • the present invention has been described with reference to each of the above embodiments, but the present invention is not limited to each of the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention. Further, the present invention includes a combination of some or all of the configurations of the above-described embodiments as appropriate.
  • [Appendix 1] a photodiode for converting received light power into current; A resistor connected in parallel to the photodiode; A current mirror circuit that detects a value corresponding to the sum of the current flowing through the resistor and the current flowing through the photodiode as a first current value; A value corresponding to the current flowing through the resistor is stored in advance as a second current value, and the current flows through the photodiode based on the second current value and the first current value detected by the current mirror circuit.
  • a control unit for obtaining a current An optical power monitoring device.
  • Appendix 2 In the optical power monitor apparatus described in Appendix 1, A temperature sensor for detecting the temperature of the photodiode; The control unit stores in advance a relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the second current value as a first relationship, and the second current value corresponding to the temperature detected by the temperature sensor. Is obtained from the first relationship, and the current flowing through the photodiode is obtained using the second current value.
  • Optical power monitor device In the optical power monitor apparatus described in Appendix 1, A temperature sensor for detecting the temperature of the photodiode; The control unit stores in advance a relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the second current value as a first relationship, and the second current value corresponding to the temperature detected by the temperature sensor. Is obtained from the first relationship, and the current flowing through the photodiode is obtained using the second current value.
  • Optical power monitor device In the optical power monitor apparatus described in Appendix 1, A temperature sensor for detecting the temperature of the photodiode; The control unit stores in advance a
  • a power source that applies a voltage to the resistor and the photodiode and changes the voltage according to a control signal from the control unit;
  • the controller stores a relationship between a temperature detected by the temperature sensor and a voltage applied to the photodiode as a second relationship in advance, and the voltage corresponding to the temperature detected by the temperature sensor is stored. Obtaining from the second relationship, outputting the control signal to the power supply to output this voltage, Optical power monitor device.
  • optical power monitor device In the optical power monitor device according to any one of Appendixes 1 to 3, The photodiode is an APD; Optical power monitor device.
  • An optical power monitoring method for use in an apparatus comprising: A value corresponding to the current flowing through the resistor is stored in advance as a second current value, and the current flows through the photodiode based on the second current value and the first current value detected by the current mirror circuit. Find the current, Optical power monitoring method.
  • the apparatus further comprises a temperature sensor for detecting the temperature of the photodiode;
  • the relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the second current value is stored in advance as a first relationship, and the second current value corresponding to the temperature detected by the temperature sensor is stored in the first relationship. Obtained from the relationship, this second current value is used to determine the current flowing through the photodiode.
  • the apparatus further includes a power source that applies a voltage to the resistor and the photodiode and changes the voltage by an external control signal,
  • the relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the voltage applied to the photodiode is stored in advance as a second relationship, and the voltage corresponding to the temperature detected by the temperature sensor is stored in the second relationship.
  • output the control signal to the power supply to output this voltage Optical power monitoring method.
  • the apparatus further comprises a temperature sensor for detecting the temperature of the photodiode;
  • the memory stores the relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the second current value as a first relationship in advance, A function of inputting a temperature value detected by the temperature sensor and the first relationship stored in the memory; A function obtained from the first relationship in which the second current value corresponding to the input temperature value is input; A function of obtaining a current flowing through the photodiode using the obtained second current value;
  • An optical power monitor program for causing the microprocessor to realize the above.
  • the apparatus further comprises a power supply that applies a voltage to the resistor and the photodiode and changes the voltage according to a control signal from the microprocessor,
  • the memory stores the relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the voltage applied to the photodiode as a second relationship in advance, A function of inputting a temperature value detected by the temperature sensor and the second relationship stored in the memory; A function obtained from the second relationship in which the voltage corresponding to the input temperature value is input; A function of outputting the control signal to the power supply so as to output the obtained voltage;
  • An optical power monitor program for causing the microprocessor to realize the above.
  • the present invention is applicable to a technique for monitoring optical power in the field of optical communication, for example.
  • Optical Power Monitor 11 APD (Photodiode) 12 Resistor 13 Current Mirror Circuit 131 Transistor 132 Transistor 14 Control Unit 141 MPU 142 Memory 15 Temperature Sensor 16 APD Drive Power Supply (Power Supply) 17 TIA 18 resistors 19 LIM 20 Current-voltage conversion circuit 21 AD converter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

【課題】　更なる高速化及び高精度化を解決する光パワーモニタ装置等を提供する。 【解決手段】　光パワーモニタ装置１０は、光ＰのパワーＰを電流Ｉapdに変換するフォトダイオードとしてのＡＰＤ１１と、ＡＰＤ１１に並列に接続された抵抗器１２と、抵抗器１２に流れる電流ＩrbとＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdとの和に対応する値を第一電流値Ｉ１として検出するカレントミラー回路１３と、制御部１４とを備えている。制御部１４は、抵抗器１２に流れる電流に対応する値を第二電流値Ｉ２としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値Ｉ２とカレントミラー回路１３で検出された第一電流値Ｉ１とに基づき、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める。

Description

光パワーモニタ装置、方法及びプログラム
　本発明は、光通信などに用いられる光パワーモニタ装置に関し、詳しくはオフセット補正回路に特徴を有する光パワーモニタ装置に関する。以下、アバランシェフォトダイオードを「ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）」と略称する。
　ＡＰＤを用いた光パワーモニタ装置の関連技術として、下記特許文献１及び２について説明する。
　特許文献１には、ＡＰＤバイアス電圧制御回路が開示されている。このＡＰＤバイアス電圧制御回路は、光信号をＡＰＤで受けて電気信号に変換する光受信部と、ＡＰＤに最適なバイアス電圧を与えるＡＰＤバイアス電圧制御部とからなる。ＡＰＤバイアス電圧制御部は、出力電圧を制御可能な直流電圧源と、直流電圧源とＡＰＤとの間に接続された可変抵抗器と、各種制御を行うＣＰＵとからなる。可変抵抗器は、ＡＰＤに直列に接続され、ＡＰＤにバイアス電圧を与える。
　特許文献２には、ＡＰＤを受光素子として用いる光受信器が開示されている。この光受信器は、ＡＰＤの入力光信号強度に対応する増倍率を計算し、その値でＡＰＤ電流を単純に電圧変換した値を除算することによって、入力光信号強度と入力光信号電圧との関係を線形化するものである。
特開２００２－０８４２３５号公報（要約、図４等） 特開２００４－２８９２０６号公報（要約、図１等）
　前述したように、ＡＰＤを用いた光パワーモニタ装置は、光通信などの分野において広く用いられている。そして、この光パワーモニタ装置には、更なる高速化及び高精度化が要求されている。
　そこで、本発明の目的は、上述した課題である更なる高速化及び高精度化を解決する光パワーモニタ装置等を提供することにある。
　本発明に係る光パワーモニタ装置は、
　受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とに基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める制御部と、
　を備えたものである。
　本発明に係る光パワーモニタ方法は、
　受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
　を備えた装置に用いられる光パワーモニタ方法であって、
　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とに基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求めるものである。
　本発明に係る光パワーモニタプログラムは、
　受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
　メモリ及びマイクロプロセッサと、
　を備えた装置に用いられる光パワーモニタプログラムであって、
　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ前記メモリが記憶しており、
　前記メモリに記憶された前記第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とを入力する機能と、
　入力した前記第二電流値及び前記第一電流値に基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める機能と、
　を前記マイクロプロセッサに実現させるためのものである。
　本発明によれば、フォトダイオードに抵抗器を並列に接続することによりカレントミラー回路の応答速度を向上でき、かつ、その抵抗器に流れる電流をあらかじめ記憶しておくことによりフォトダイオードに流れる電流を正確に求めることができる。したがって、本発明によれば、光パワーモニタにおける更なる高速化及び高精度化を達成できる。
本発明の一実施形態に係る光パワーモニタ装置を示す回路図である。 実施形態における、ＡＰＤの温度とバイアス用の抵抗器に流れる電流との関係（第一の関係）を示すグラフである。 実施形態における、ＡＰＤの温度とＡＰＤの印加電圧との関係（第二の関係）を示すグラフである。 実施形態における、ＡＰＤで受光したパワーとＡＰＤに流れる電流との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る光パワーモニタプログラムによる、コンピュータの動作の一例を示すフローチャートである。
　図１は、本発明の一実施形態に係る光パワーモニタ装置を示す回路図である。以下、図１を中心に、図２乃至図４のグラフを参照しつつ説明する。
　本実施形態の光パワーモニタ装置１０は、受光パワーＰを電流Ｉapdに変換するフォトダイオードとしてのＡＰＤ１１と、ＡＰＤ１１に並列に接続された抵抗器１２と、抵抗器１２に流れる電流ＩrbとＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdとの和に対応する値を第一電流値Ｉ１として検出するカレントミラー回路１３と、制御部１４とを備えている。制御部１４は、抵抗器１２に流れる電流Ｉrbに対応する値を第二電流値Ｉ２としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値Ｉ２とカレントミラー回路１３で検出された第一電流値Ｉ１とに基づき、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める。例えば、ｋを定数とすると、第一電流値Ｉ１はｋ×（Ｉrb＋Ｉapd）であり、第二電流値Ｉ２はｋ×Ｉrbである。
　本実施形態によれば、抵抗器１２に一定の電流Ｉrbを流し続けることにより、カレントミラー回路１３の立ち上がりに要する時間を短縮できるので、カレントミラー回路１３の応答速度を向上できる。これに加え、本実施形態によれば、あらかじめ第二電流値Ｉ２を記憶しておくことにより、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを正確に求めることができる。換言すると、本実施形態によれば、ＡＰＤ１１に抵抗器１２を並列に接続することによりカレントミラー回路１３の応答速度を向上でき、かつ、その抵抗器１２に流れる電流Ｉrbをあらかじめ記憶しておくことによりＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを正確に求めることができるので、光パワーモニタにおける更なる高速化及び高精度化を達成できる。
　ＡＰＤ１１は、一定の逆バイアス電圧を印加時に、温度が上昇すると増倍率が低くなるという温度特性を有する。これは、温度が上昇すると結晶格子の振動が激しくなることにより、加速されたキャリアの衝突頻度が多くなるためである。ＡＰＤ１１の温度が一定に制御されている場合や、ＡＰＤ１１の温度変化を無視できる場合は、以上の構成でもよい。その場合、第二電流値Ｉ２は一つの値となる。しかし、後述するように、ＡＰＤ１１の温度の変化に合わせてＡＰＤ１１の印加電圧を変化させることにより、ＡＰＤ１１の出力を安定化させてもよい。その場合、第二電流値Ｉ２は複数の値となる。
　すなわち、本実施形態の光パワーモニタ装置１０は、ＡＰＤ１１の温度Ｔを検出する温度センサ１５を更に備えている。このとき、制御部１４は、温度センサ１５で検出される温度Ｔと第二電流値Ｉ２との関係をあらかじめ第一の関係（図２）として記憶しておき、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応する第二電流値Ｉ２を第一の関係（図２）から得て、この第二電流値Ｉ２を用いてＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める。
　更に、本実施形態の光パワーモニタ装置１０は、ＡＰＤ１１及び抵抗器１２に電圧Ｖapdを印加するとともに制御部１４からの制御信号Ｖ１によって電圧Ｖapdを変える電源としてのＡＰＤ駆動電源１６を更に備えている。このとき、制御部１４は、温度センサ１５で検出される温度ＴとＡＰＤ１１に印加する電圧Ｖapdとの関係をあらかじめ第二の関係（図３）として記憶しておき、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応する電圧Ｖapdを第二の関係（図３）から得て、この電圧Ｖapdを出力するようにＡＰＤ駆動電源１６に制御信号Ｖ１を出力する。このとき、第一の関係（図２）は、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応して電圧Ｖapdが変化した場合における、第二電流値Ｉ２の変化が加味されたものである。
　例えば、ＡＰＤ１１の温度Ｔが上がると、ＡＰＤ１１の増倍率が低くなるので、印加する電圧Ｖapdを上げる（図３）。すると、抵抗器１２に印加する電圧Ｖapdも上がることから、抵抗器１２に流れる電流Ｉrbも増える。つまり、温度Ｔ上昇→電圧Ｖapd上昇→電流Ｉrb上昇となることにより、温度Ｔと電流Ｉrbとは一対一の関係になる（図２）。
　各構成要素について説明する。抵抗器１２は、ＡＰＤ１１にバイアス電圧を印加するものであり、一端がＡＰＤ１１のカソードに接続され他端が接地されることにより、その降下電圧がＡＰＤ１１に印加される。カレントミラー回路１３は、Ｐチャネルバイポーラ型のトランジスタ１３１，１３２からなる一般的なものである。トランジスタ１３１，１３２は、互いに同じ特性を有し、エミッタ同士及びベース同士が接続されている。トランジスタ１３１のベースとコレクタとは接続されている。制御部１４は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１４１及びメモリ１４２を有するコンピュータである。温度センサ１５は、ＡＰＤ１１の温度を直接的又は間接的に検出する。ＡＰＤ駆動電源１６は、一般的な直流電圧電源であり、出力電圧をコンピュータなどによって変えられるようになっている。フォトダイオードは、ＡＰＤ１１の代わりに、ＰＩＮフォトダイオードなどを用いることもできる。
　以下、更に詳細に本実施形態について説明する。
　本実施形態の光パワーモニタ装置１０は、受信機能を有する光モジュールと呼ぶこともでき、ＡＰＤ１１、抵抗器１２、カレントミラー回路１３、ＭＰＵ１４１、メモリ１４２、温度センサ１５及びＡＰＤ駆動電源１６の他に、ＴＩＡ（Trans-Impedance Amplifier）１７、抵抗器１８、ＬＩＭ（LIMiting amplifier）１９、電流電圧変換回路２０及びＡＤ（Analog to Digital）コンバータ２１を備えている。ＴＩＡ１７の入出力間には抵抗器１８が接続されている。ＴＩＡ１７、抵抗器１８及びＬＩＭ１９はＡＰＤ１１のアノード側に設けられ、電流電圧変換回路２０及びＡＤコンバータ２１はカレントミラー回路１３とＭＰＵ１４１との間に設けられている。バイアス用の抵抗器１２は、カレントミラー回路１３の応答を高速化するために用いられる。
　ここで、受光パワーＰはＡＰＤ１１で電流Ｉapdに変換される。カレントミラー回路１３は、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdと抵抗器１２に流れる電流Ｉrbとの和に比例した電流を、電流電圧変換回路２０へ出力する。電流電圧変換回路２０は、その電流を電圧に変換し、これをＡＤコンバータ２１へ出力する。ＡＤコンバータ２１は、その電圧をディジタル値に変換し、これをＭＰＵ１４１へ第一電流値Ｉ１として引き渡す。
　ＭＰＵ１４１は、事前に、抵抗器１２に流れる電流Ｉrbに対応する第二電流値Ｉ２をメモリ１４２に保持している。そのため、ＭＰＵ１４１は、ＡＤコンバータ２１の読み出し値である第一電流値Ｉ１と前述の第二電流値Ｉ２との差をとることにより、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdのみを検出することができる。ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdと受光パワーＰとは相関関係があるため（図４）、この関係をメモリ１４２に事前を記憶させておくことにより、精度よく受光パワーＰを復元できる。すなわち、抵抗器１２に流れる電流Ｉrbに対応する第二電流値Ｉ２をメモリ１４２に事前に記憶させておくことにより、ＡＰＤ１１で入力する受光パワーＰを精度よく測定できる。
　このように、本実施形態は、カレントミラー回路１３の応答を速める最も簡便で安価な手段としてバイアス用の抵抗器１２を採用しつつ、その欠点である抵抗器１２に流れる電流Ｉrbによるオフセット分を補正することにより、受光パワーモニタの精度向上を実現することができる。換言すると、本実施形態の光パワーモニタのオフセット補正回路は、ＡＰＤ１１を用いた受信機能を有する光モジュールにおいて、受光パワーＰを測定する際に発生するオフセットを簡易に補正することを実現する回路である。
　次に、本実施形態の光パワーモニタ装置１０の動作について、更に詳しく説明する。
　図１の構成において、受光パワーＰはＡＰＤ１１で電流Ｉapdに変換される。図４に示すように、受光パワーＰとＡＰＤ１１を流れる電流Ｉapdとには、正の相関関係がある。そのため、ＡＰＤ１１を流れる電流Ｉapdを求めることにより、受光パワーＰを推定することができる。一方、バイアス用の抵抗器１２は、カレントミラー回路１３の応答速度を高めるために使用する。つまり、抵抗器１２を用いてカレントミラー回路１３に固定的に電流Ｉrbを流すことにより、カレントミラー回路１３の瞬時応答性を高めることができる。抵抗器１２の抵抗値をＲｂとすると、抵抗器１２を流れる電流ＩrbはＶapd／Ｒｂで表される。電圧Ｖapdは、ＡＰＤ１１に印加する逆バイアス電圧であり、ＡＰＤ駆動電源１６から供給される。
　受光パワーＰとＡＰＤ１１を流れる電流Ｉapdとの正の相関関係は、ＡＰＤ１１の周囲の温度Ｔによって変動する特徴を持つ。そのため、この相関関係を一定に保つために、図３に示すように電圧Ｖapdを周囲の温度Ｔによって変化させる必要がある。図１の構成では、ＭＰＵ１４１が、ＡＰＤ駆動電源１６から出力される電圧Ｖapdを温度Ｔに応じて制御している。このとき、電圧Ｖapdが温度Ｔによって変動することに伴い、抵抗器１２に流れる電流Ｉrb（＝Ｖapd／Ｒｂ）も温度Ｔによって変動する。
　カレントミラー回路１３は、ＡＰＤ１１を流れる電流Ｉapdと抵抗器１２を流れる電流Ｉrbとの和に比例する電流を出力する。出力された電流は、電流電圧変換回路２０で電圧に変換され、ＡＤコンバータ２１に入力される。最終的に、カレントミラー回路１３、電流電圧変換回路２０及びＡＤコンバータ２１の回路全体で決められる定数ｋを乗じたｋ×（Ｉapd＋Ｉｒｂ）が、第一電流値Ｉ１としてＭＰＵ１４１に取り込まれる。
　図２は、温度Ｔと第二電流値Ｉ２（＝ｋ×Ｉrb）との関係を示すグラフである。この関係を第一の関係として、事前にメモリ１４２に保持しておく。これにより、ＭＰＵ１４１は、温度センサ１５で検出した温度Ｔに応じた第二電流値Ｉ２をメモリ１４２から読み出し、ＡＤコンバータ２１から入力した第一電流値Ｉ１（＝ｋ×（Ｉrb＋Ｉapd））との差分をとることで、受光パワー分の電流（＝ｋ×Ｉapd）のみを抽出することができる。図４に示すように、電流Ｉapdと受光パワーＰとは正の相関関係があるため、ｋ×Ｉapdを求めれば受光パワーＰを求めることができる。
　一方、ＡＰＤ１で入力した受光パワーＰは、ＴＩＡ１７及びＬＩＭ１９により電気信号Dataに復調される。これは、光モジュールの基本機能であり、本実施形態とは直接的な関係はない。
　以上のように、本実施形態によれば、抵抗器１２に流れる電流Ｉrbによるオフセット変動を補正することにより、ＡＰＤ１１を流れる電流Ｉapd、すなわち受光パワーＰのみを測定することができる。
　次に、本実施形態の効果について説明する。
　本実施形態の第１の効果は、抵抗器１２を流れる電流分によるオフセットを補正することにより、受光パワーモニタの精度を向上できることである。本実施形態の第２の効果は、カレントミラー回路１３の応答性を向上させるための電流源として、安価で小型な固定抵抗器（抵抗器１２）を使用できることである。
　次に、本発明の一実施形態に係る光パワーモニタ方法について説明する。本実施形態の光パワーモニタ方法は、本実施形態の光パワーモニタ装置１０の動作を、方法の発明として捉えたものである。
　すなわち、本実施形態の光パワーモニタ方法は、受光パワーＰを電流Ｉapdに変換するフォトダイオードとしてのＡＰＤ１１と、ＡＰＤ１１に並列に接続された抵抗器１２と、抵抗器１２に流れる電流ＩrbとＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdとの和に対応する値を第一電流値Ｉ１として検出するカレントミラー回路１３と、を備えた光パワーモニタ装置１０に用いられる。そして、本実施形態の光パワーモニタ方法は、抵抗器１２に流れる電流Ｉrbに対応する値を第二電流値Ｉ２としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値Ｉ２とカレントミラー回路１３で検出された第一電流値Ｉ１とに基づき、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求めるものである。
　また、ＡＰＤ１１の温度Ｔを検出する温度センサ１５を光パワーモニタ装置１０が更に備えている場合、温度センサ１５で検出される温度Ｔと第二電流値Ｉ２との関係をあらかじめ第一の関係（図２）として記憶しておき、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応する第二電流値Ｉ２を第一の関係（図２）から得て、この第二電流値Ｉ２を用いてＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める、としてもよい。
　更に、抵抗器１２及びフォトダイオード１１に電圧Ｖapdを印加するとともに外からの制御信号Ｖ１によって電圧Ｖapdを変える電源としてのＡＰＤ駆動電源１６を光パワーモニタ装置１０が更に備えている場合、温度センサ１５で検出される温度ＴとＡＰＤ１１に印加する電圧Ｖapdとの関係をあらかじめ第二の関係（図３）として記憶しておき、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応する電圧Ｖapdを第二の関係（図３）から得て、この電圧Ｖapdを出力するようにＡＰＤ駆動電源１６に制御信号Ｖ１を出力する。このとき、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応して電圧Ｖapdが変化した場合における第二電流値Ｉ２の変化を、あらかじめ第一の関係（図２）に加味しておく。
　本実施形態の光パワーモニタ方法によれば、前述した光パワーモニタ装置１０の同様の作用及び効果を奏する。
　次に、本発明の一実施形態に係る光パワーモニタプログラム（以下「本プログラム」という。）について説明する。本プログラムは、本実施形態の光パワーモニタ装置１０の制御部１４の動作をコンピュータに実現させるためのものである。
　本プログラムは、前述の光パワーモニタ装置１０に用いられる。光パワーモニタ装置１０の制御部１４は、ＭＰＵ１４１及びメモリ１４２を有するコンピュータからなる。そして、本プログラムは、メモリ１４２に記憶された第二電流値Ｉ２とカレントミラー回路１３で検出された第一電流値Ｉ１とを入力する機能と、入力した第二電流値Ｉ２及び第一電流値Ｉ１に基づき、ＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める機能とを、ＭＰＵ１４１に実現させるためのものである。
　このとき、温度センサ１５で検出された温度Ｔの値及びメモリに記憶された第一の関係（図２）を入力する機能と、入力した温度Ｔの値に対応する第二電流値Ｉ２を入力した第一の関係（図２）から得る機能と、得られた第二電流値Ｉ２を用いてＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める機能とを、ＭＰＵ１４１に実現させるようにしてもよい。
　更に、温度センサ１５で検出された温度Ｔの値及びメモリ１４２に記憶された第二の関係（図３）を入力する機能と、入力した温度Ｔの値に対応する電圧Ｖapdを入力した第二の関係（図３）から得る機能と、得られた電圧Ｖapdを出力するようにＡＰＤ駆動電源１６に制御信号Ｖ１を出力する機能とを、ＭＰＵ１４１に実現させるようにしてもよい。このとき、第一の関係（図２）には、温度センサ１５で検出された温度Ｔに対応して電圧Ｖapdが変化した場合における、第二電流値Ｉ２の変化があらかじめ加味されている。
　図５は、本プログラムによるコンピュータの動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１乃至図５に基づき説明する。
　まず、メモリ１４２から第一の関係（図２）及び第二の関係（図３）を入力する（ステップ１０１）。続いて、温度センサ１５から温度Ｔ及びＡＤコンバータ２１から第一電流値Ｉ１を入力する（ステップ１０２）。続いて、温度Ｔと第一の関係（図２）とから第二電流値Ｉ２を得る（ステップ１０３）。つまり、ステップ１０１，１０３により、メモリ１４２に記憶された第二電流値Ｉ２を実質的に入力したことになる。続いて、第一電流値Ｉ１と第二電流値Ｉ２とからＡＰＤ１１に流れる電流Ｉapdを求める（ステップ１０４）。続いて、温度Ｔと第二の関係（図３）とからＡＰＤ１１に印加する電圧Ｖapdを得る（ステップ１０５）。最後に、電圧Ｖapdを出力するようにＡＰＤ駆動電源１６に制御信号Ｖ１を出力する（ステップ１０６）。
　そして、処理を続ける場合は、ステップ１０２からステップ１０６までを繰り返す。なお、本例ではステップ１０２～１０３の後にステップ１０４～１０６を実行しているが、これとは逆にステップ１０２～１０３の前にステップ１０４～１０６を実行してもよいし、ステップ１０２～１０３とステップ１０４～１０６とを混在させて実行してもよい。本プログラムによれば、前述した光パワーモニタ装置１０の同様の作用及び効果を奏する。
　また、本プログラムは、非一時的な記録媒体（non-transitory storage medium）、例えば光ディスク、半導体メモリなどに記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
　以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
　上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
　［付記１］受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とに基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める制御部と、
　を備えた光パワーモニタ装置。
　［付記２］付記１記載の光パワーモニタ装置において、
　前記フォトダイオードの温度を検出する温度センサを更に備え、
　前記制御部は、前記温度センサで検出される温度と前記第二電流値との関係をあらかじめ第一の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記第二電流値を前記第一の関係から得て、この第二電流値を用いて前記フォトダイオードに流れる電流を求める、
　光パワーモニタ装置。
　［付記３］付記２記載の光パワーモニタ装置において、
　前記抵抗器及び前記フォトダイオードに電圧を印加するとともに前記制御部からの制御信号によって当該電圧を変える電源を更に備え、
　前記制御部は、前記温度センサで検出される温度と前記フォトダイオードに印加する電圧との関係をあらかじめ第二の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記電圧を前記第二の関係から得て、この電圧を出力するように前記電源に前記制御信号を出力する、
　光パワーモニタ装置。
　［付記３－１］付記３記載の光パワーモニタ装置において、
　前記第一の関係は、前記温度センサで検出された温度に対応して前記電圧が変化した場合における前記第二電流値の変化が加味されたものである、
　光パワーモニタ装置。
　［付記３－２］付記１乃至３のいずれか一つに記載の光パワーモニタ装置において、
　前記フォトダイオードがＡＰＤである、
　光パワーモニタ装置。
　［付記４］受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
　を備えた装置に用いられる光パワーモニタ方法であって、
　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とに基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める、
　光パワーモニタ方法。
　［付記５］付記４記載の光パワーモニタ方法において、
　前記フォトダイオードの温度を検出する温度センサを前記装置が更に備えており、
　前記温度センサで検出される温度と前記第二電流値との関係をあらかじめ第一の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記第二電流値を前記第一の関係から得て、この第二電流値を用いて前記フォトダイオードに流れる電流を求める、
　光パワーモニタ方法。
　［付記６］付記５記載の光パワーモニタ方法において、
　前記抵抗器及び前記フォトダイオードに電圧を印加するとともに外からの制御信号によって当該電圧を変える電源を前記装置が更に備えており、
　前記温度センサで検出される温度と前記フォトダイオードに印加する電圧との関係をあらかじめ第二の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記電圧を前記第二の関係から得て、この電圧を出力するように前記電源に前記制御信号を出力する、
　光パワーモニタ方法。
　［付記６－１］付記６記載の光パワーモニタ方法において、
　前記温度センサで検出された温度に対応して前記電圧が変化した場合における前記第二電流値の変化を、あらかじめ前記第一の関係に加味しておく、
　光パワーモニタ方法。
　［付記７］受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
　メモリ及びマイクロプロセッサと、
　を備えた装置に用いられる光パワーモニタプログラムであって、
　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ前記メモリが記憶しており、
　前記メモリに記憶された前記第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とを入力する機能と、
　入力した前記第二電流値及び前記第一電流値に基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める機能と、
　を前記マイクロプロセッサに実現させるための光パワーモニタプログラム。
　［付記８］付記７記載の光パワーモニタプログラムにおいて、
　前記フォトダイオードの温度を検出する温度センサを前記装置が更に備えており、
　前記温度センサで検出される温度と前記第二電流値との関係をあらかじめ第一の関係として前記メモリが記憶しており、
　前記温度センサで検出された温度の値及び前記メモリに記憶された前記第一の関係を入力する機能と、
　入力した前記温度の値に対応する前記第二電流値を入力した前記第一の関係から得る機能と、
　得られた前記第二電流値を用いて前記フォトダイオードに流れる電流を求める機能と、
　を前記マイクロプロセッサに実現させるための光パワーモニタプログラム。
　［付記９］付記８記載の光パワーモニタプログラムおいて、
　前記抵抗器及び前記フォトダイオードに電圧を印加するとともに前記マイクロプロセッサからの制御信号によって当該電圧を変える電源を前記装置が更に備えており、
　前記温度センサで検出される温度と前記フォトダイオードに印加する電圧との関係をあらかじめ第二の関係として前記メモリが記憶しており、
　前記温度センサで検出された温度の値及び前記メモリに記憶された前記第二の関係を入力する機能と、
　入力した前記温度の値に対応する前記電圧を入力した前記第二の関係から得る機能と、
　得られた前記電圧を出力するように前記電源に前記制御信号を出力する機能と、
　を前記マイクロプロセッサに実現させるための光パワーモニタプログラム。
［付記９－１］付記９記載の光パワーモニタプログラムおいて、
　前記第一の関係は、前記温度センサで検出された温度に対応して前記電圧が変化した場合における前記第二電流値の変化があらかじめ加味されている、
　光パワーモニタプログラム。
　この出願は２０１１年９月２２日に出願された日本出願特願２０１１－２０６７８３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　本発明は、例えば光通信などの分野で、光パワーをモニタする技術に利用可能である。
　１０　光パワーモニタ装置
　１１　ＡＰＤ（フォトダイオード）
　１２　抵抗器
　１３　カレントミラー回路
　１３１　トランジスタ
　１３２　トランジスタ
　１４　制御部
　１４１　ＭＰＵ
　１４２　メモリ
　１５　温度センサ
　１６　ＡＰＤ駆動電源（電源）
　１７　ＴＩＡ
　１８　抵抗器
　１９　ＬＩＭ
　２０　電流電圧変換回路
　２１　ＡＤコンバータ

Claims (9)

  1. 　受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
    　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
    　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
    　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とに基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める制御部と、
    　を備えた光パワーモニタ装置。
  2. 　請求項１記載の光パワーモニタ装置において、
    　前記フォトダイオードの温度を検出する温度センサを更に備え、
    　前記制御部は、前記温度センサで検出される温度と前記第二電流値との関係をあらかじめ第一の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記第二電流値を前記第一の関係から得て、この第二電流値を用いて前記フォトダイオードに流れる電流を求める、
    　光パワーモニタ装置。
  3. 　請求項２記載の光パワーモニタ装置において、
    　前記抵抗器及び前記フォトダイオードに電圧を印加するとともに前記制御部からの制御信号によって当該電圧を変える電源を更に備え、
    　前記制御部は、前記温度センサで検出される温度と前記フォトダイオードに印加する電圧との関係をあらかじめ第二の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記電圧を前記第二の関係から得て、この電圧を出力するように前記電源に前記制御信号を出力する、
    　光パワーモニタ装置。
  4. 　受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
    　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
    　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
    　を備えた装置に用いられる光パワーモニタ方法であって、
    　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ記憶しておき、この第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とに基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める、
    　光パワーモニタ方法。
  5. 　請求項４記載の光パワーモニタ方法において、
    　前記フォトダイオードの温度を検出する温度センサを前記装置が更に備えており、
    　前記温度センサで検出される温度と前記第二電流値との関係をあらかじめ第一の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記第二電流値を前記第一の関係から得て、この第二電流値を用いて前記フォトダイオードに流れる電流を求める、
    　光パワーモニタ方法。
  6. 　請求項５記載の光パワーモニタ方法において、
    　前記抵抗器及び前記フォトダイオードに電圧を印加するとともに外からの制御信号によって当該電圧を変える電源を前記装置が更に備えており、
    　前記温度センサで検出される温度と前記フォトダイオードに印加する電圧との関係をあらかじめ第二の関係として記憶しておき、前記温度センサで検出された温度に対応する前記電圧を前記第二の関係から得て、この電圧を出力するように前記電源に前記制御信号を出力する、
    　光パワーモニタ方法。
  7. 　受光パワーを電流に変換するフォトダイオードと、
    　このフォトダイオードに並列に接続された抵抗器と、
    　この抵抗器に流れる電流と前記フォトダイオードに流れる電流との和に対応する値を第一電流値として検出するカレントミラー回路と、
    　メモリ及びマイクロプロセッサと、
    　を備えた装置に用いられる光パワーモニタプログラムであって、
    　前記抵抗器に流れる電流に対応する値を第二電流値としてあらかじめ前記メモリが記憶しており、
    　前記メモリに記憶された前記第二電流値と前記カレントミラー回路で検出された前記第一電流値とを入力する機能と、
    　入力した前記第二電流値及び前記第一電流値に基づき、前記フォトダイオードに流れる電流を求める機能と、
    　を前記マイクロプロセッサに実現させるための光パワーモニタプログラム。
  8. 　請求項７記載の光パワーモニタプログラムにおいて、
    　前記フォトダイオードの温度を検出する温度センサを前記装置が更に備えており、
    　前記温度センサで検出される温度と前記第二電流値との関係をあらかじめ第一の関係として前記メモリが記憶しており、
    　前記温度センサで検出された温度の値及び前記メモリに記憶された前記第一の関係を入力する機能と、
    　入力した前記温度の値に対応する前記第二電流値を入力した前記第一の関係から得る機能と、
    　得られた前記第二電流値を用いて前記フォトダイオードに流れる電流を求める機能と、
    　を前記マイクロプロセッサに実現させるための光パワーモニタプログラム。
  9. 　請求項８記載の光パワーモニタプログラムおいて、
    　前記抵抗器及び前記フォトダイオードに電圧を印加するとともに前記マイクロプロセッサからの制御信号によって当該電圧を変える電源を前記装置が更に備えており、
    　前記温度センサで検出される温度と前記フォトダイオードに印加する電圧との関係をあらかじめ第二の関係として前記メモリが記憶しており、
    　前記温度センサで検出された温度の値及び前記メモリに記憶された前記第二の関係を入力する機能と、
    　入力した前記温度の値に対応する前記電圧を入力した前記第二の関係から得る機能と、
    　得られた前記電圧を出力するように前記電源に前記制御信号を出力する機能と、
    　を前記マイクロプロセッサに実現させるための光パワーモニタプログラム。
PCT/JP2012/073209 2011-09-22 2012-09-11 光パワーモニタ装置、方法及びプログラム WO2013042583A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280046178.9A CN103875181B (zh) 2011-09-22 2012-09-11 光功率监控装置和方法
JP2013534669A JP5673843B2 (ja) 2011-09-22 2012-09-11 光パワーモニタ装置、方法及びプログラム
US14/344,493 US9400211B2 (en) 2011-09-22 2012-09-11 Optical power monitoring device, method, and program

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-206783 2011-09-22
JP2011206783 2011-09-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013042583A1 true WO2013042583A1 (ja) 2013-03-28

Family

ID=47914354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/073209 WO2013042583A1 (ja) 2011-09-22 2012-09-11 光パワーモニタ装置、方法及びプログラム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9400211B2 (ja)
JP (1) JP5673843B2 (ja)
CN (1) CN103875181B (ja)
WO (1) WO2013042583A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015103914A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 三菱電機株式会社 光パワーモニタ用回路、光モジュール、局側装置、光パワーモニタ方法及びプログラム

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104054185B (zh) * 2012-01-25 2016-05-18 三菱电机株式会社 光接收器、站侧光终端装置以及受光等级监视方法
CN104718703B (zh) * 2012-08-16 2017-07-07 日本电气株式会社 光接收功率监测器的校正装置和校正方法
US9246023B2 (en) * 2013-03-26 2016-01-26 Excelitas Canada, Inc. Optical receiver with fast recovery time
CN104683024B (zh) * 2015-02-05 2017-08-29 武汉电信器件有限公司 一种多模态的光功率监控方法和装置
JP6825248B2 (ja) * 2016-07-01 2021-02-03 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光受信器、これを用いた光トランシーバ、及び光信号の受信制御方法
CN106338339B (zh) * 2016-10-17 2017-11-17 东南大学 应用于阵列型单光子雪崩二极管的紧凑型检测淬灭电路
CN109375691A (zh) * 2018-11-06 2019-02-22 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块
US10784968B2 (en) 2018-11-06 2020-09-22 Hisense Broadband Multimedia Technologies Co., Ltd. Optical module

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11234061A (ja) * 1998-02-09 1999-08-27 New Japan Radio Co Ltd 基準電圧発生回路
JP2004032003A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 増幅器
JP2004289206A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Mitsubishi Electric Corp 光受信器
JP2005121367A (ja) * 2003-09-11 2005-05-12 Olympus Corp 光電流検出回路及びその光電流検出回路を用いた光電流検出装置並びに光学式エンコーダ
JP2007243510A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Hitachi Ltd 光信号受信回路およびそれを用いた光信号受信装置
WO2008099507A1 (ja) * 2007-02-16 2008-08-21 Fujitsu Limited 光受信装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3457877B2 (ja) 1998-02-19 2003-10-20 シャープ株式会社 電流入力回路
JP3785035B2 (ja) 2000-09-07 2006-06-14 富士通株式会社 Ａｐｄバイアス電圧制御回路
CN100346365C (zh) 2002-10-04 2007-10-31 菲尼萨公司 用于补偿光电检测器的方法及装置
JP5255533B2 (ja) 2009-08-06 2013-08-07 ルネサスエレクトロニクス株式会社 受光回路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11234061A (ja) * 1998-02-09 1999-08-27 New Japan Radio Co Ltd 基準電圧発生回路
JP2004032003A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 増幅器
JP2004289206A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Mitsubishi Electric Corp 光受信器
JP2005121367A (ja) * 2003-09-11 2005-05-12 Olympus Corp 光電流検出回路及びその光電流検出回路を用いた光電流検出装置並びに光学式エンコーダ
JP2007243510A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Hitachi Ltd 光信号受信回路およびそれを用いた光信号受信装置
WO2008099507A1 (ja) * 2007-02-16 2008-08-21 Fujitsu Limited 光受信装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015103914A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 三菱電機株式会社 光パワーモニタ用回路、光モジュール、局側装置、光パワーモニタ方法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP5673843B2 (ja) 2015-02-18
JPWO2013042583A1 (ja) 2015-03-26
CN103875181A (zh) 2014-06-18
US20140361151A1 (en) 2014-12-11
US9400211B2 (en) 2016-07-26
CN103875181B (zh) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5673843B2 (ja) 光パワーモニタ装置、方法及びプログラム
US20140186156A1 (en) Fan control circuit and system
TWI546641B (zh) 雪崩光電二極體的偏壓產生電路及相關的控制電路
JP2013076776A (ja) 光送信機、及び波形補償方法
TWI505588B (zh) Laser diode automatic stabilized optical power pulse driving device
TWI459693B (zh) 具有預處理功能的切換轉換器電路及其方法
TWI434167B (zh) Automatic power control system, device, compensation voltage operation module and detection module
JP2010239264A (ja) モニタ回路とこれを用いた光受信器
JP2013008843A (ja) 半導体レーザの駆動方法
US9319146B2 (en) Optical transmitter
JP4679498B2 (ja) アバランシェフォトダイオードのバイアス制御回路
JP4223304B2 (ja) 光受信器
JP2012103497A (ja) レンズ制御装置及びこれを用いた撮像装置
US20180356260A1 (en) Encoder having function of adjusting threshold value of comparator and method for controlling encoder
KR101996505B1 (ko) 센서 신호 처리 장치 및 이를 포함하는 리드아웃 회로부
JP4501612B2 (ja) バイアス制御回路
US9063014B2 (en) Photodetector control circuit to control drive of a photodiode and current detection of a phototransistor
JP6275322B2 (ja) 光受信装置
US20110216791A1 (en) Phase control device for laser light pulse
US8452025B2 (en) Power supply circuit including voltage regulator and headphone driving circuit employing the same
JP2007166096A (ja) バイアス制御回路
JP6303329B2 (ja) 光デバイス駆動回路
JP2012038967A (ja) レーザー発光装置および光ディスク装置
JP2011171812A (ja) 光受信器
JP6682766B2 (ja) 海底中継器、海底中継器の制御方法、及び海底中継器の制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12833832

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013534669

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14344493

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12833832

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1