WO2018179306A1 - 光送信機 - Google Patents

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WO2018179306A1
WO2018179306A1 PCT/JP2017/013505 JP2017013505W WO2018179306A1 WO 2018179306 A1 WO2018179306 A1 WO 2018179306A1 JP 2017013505 W JP2017013505 W JP 2017013505W WO 2018179306 A1 WO2018179306 A1 WO 2018179306A1
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unit
temperature
thermoelectric element
output power
monitor
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英哲 井川
尾崎　弘幸
聡志 石飛
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三菱電機株式会社
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Publication date
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    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmitter used in an optical transmission system.
  • APC Automatic Power Control
  • LD laser diode
  • PD photodiode
  • the supplied laser drive current is controlled (feedback control) (see Patent Document 1).
  • JP 2013-76776 A (for example, FIGS. 1 and 10)
  • the optical transmitter described in Patent Document 1 does not have a DDM (Digital Diagnostic Monitoring) function, for example, a function that allows the host device to read the main parameters of the optical transmitter in real time.
  • DDM Digital Diagnostic Monitoring
  • the exact output power of the semiconductor laser unit cannot be known through the host device.
  • the general DDM function includes a function of notifying the host device of a monitor current value (power monitor value) corresponding to the output power of the semiconductor laser unit.
  • a monitor current value power monitor value
  • the output power of the optical module relative to the output power of the semiconductor laser unit (ie, the optical module)
  • the ratio (efficiency) of the output power of the laser beam transmitted through the optical fiber held in the housing of the optical system is reduced (that is, a tracking error occurs), and the power monitor value notified to the host device is the light
  • the output power of the module is not accurately shown.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and the output power of the laser light output from the optical module even when the semiconductor laser unit deteriorates over time and the temperature of the optical module changes. It is an object of the present invention to provide an optical transmitter that can maintain a constant power and can notify a host device of a power monitor value that accurately indicates the output power of the optical module.
  • An optical transmitter outputs a laser beam having a first output power corresponding to an input laser drive current and a semiconductor laser outputting a monitor current corresponding to the first output power
  • an optical module housing that accommodates the semiconductor laser unit and holds an optical fiber having an end disposed at a position where the laser beam is incident, and generates a monitor voltage corresponding to the monitor current
  • a monitor current detection unit that controls the laser drive current so that the monitor voltage approaches a set target voltage, and the first output of the semiconductor laser unit at each of a plurality of temperatures
  • a storage unit for storing in advance information based on a measurement result of a ratio of the second output power of the laser beam output through the optical fiber to power;
  • a temperature sensor for detecting the ambient temperature of the semiconductor laser unit; a target voltage determining unit for changing the target voltage using the detected temperature detected by the temperature sensor and information based on the measurement result; the detected temperature;
  • a power monitor value determining unit that generates a power monitor value indicating the second output power transmitted to the host device using information based
  • the output power of the laser light output from the optical module can be kept constant even when the semiconductor laser unit is aged and the temperature of the optical module is changed.
  • an accurate power monitor value corresponding to the output power of the optical module can be notified to the host device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows schematically the optical transmitter which concerns on Embodiment 2 of this invention. 6 is a flowchart illustrating a tracking error compensation operation of the optical transmitter according to the second embodiment. It is a flowchart which shows the adjustment process of the laser drive current and thermoelectric element drive current in the optical transmitter which concerns on Embodiment 3 of this invention. (A) to (c) are diagrams for explaining the tracking error compensation operation in the optical transmitter according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an optical transmitter 1 according to the first embodiment.
  • the optical transmitter 1 is used in an optical transmission system.
  • the optical transmitter 1 includes an optical module 10 having a semiconductor laser unit 11 that outputs a laser beam L0, a monitor current detection unit 20, a laser driving unit 30, and a nonvolatile memory that stores information.
  • a compensation control unit 50 that performs processing for compensating the tracking error.
  • the semiconductor laser unit 11 includes a laser diode (LD) as a laser light emitting element that generates laser light, and a monitor corresponding to the output power (first output power) P0 of the laser light L0 by detecting a part of the laser light. It has a photodiode (PD) as a light detection element that outputs a current Im.
  • the semiconductor laser unit 11 may include an optical modulation unit that modulates laser light in accordance with an input signal.
  • the optical module 10 includes a housing as a structure, a semiconductor laser unit 11 housed (fixed) in the housing, and a holder unit 13 that is provided in the housing and holds (fixes) the optical fiber 70. is doing.
  • the laser light L0 emitted from the light emitting surface of the semiconductor laser unit 11 travels toward the end of the optical fiber 70.
  • the light emitting surface of the semiconductor laser unit 11 and the end of the optical fiber 70 are optically coupled by having a predetermined positional relationship.
  • the monitor current detection unit 20 receives the monitor current Im output from the PD of the semiconductor laser unit 11 and outputs a monitor voltage Vm having a value corresponding to the monitor current Im. Usually, the monitor voltage Vm is proportional to the monitor current Im.
  • the laser drive unit 30 is a drive circuit having an APC control unit 31 that performs feedback control.
  • the APC control unit 31 has a target voltage comparison unit 32.
  • the target voltage comparison unit 32 compares the monitor voltage Vm corresponding to the monitor current Im with the target voltage Vr that is a reference voltage.
  • the compensation control unit 50 includes a temperature sensor 51, a target voltage determination unit 52, and a power monitor value determination unit 53.
  • the temperature sensor 51 may be disposed at another position where the temperature T1 of the optical module 10 (that is, the ambient temperature of the semiconductor laser unit 11) can be detected (outside of the compensation control unit 50).
  • the compensation control unit 50 executes an adjustment process for compensating for the tracking error.
  • the tracking error is determined by the positional relationship between the light emitting surface of the semiconductor laser unit 11 held in the housing of the optical module 10 and the end of the optical fiber 70 held in the holder unit 13 of the housing of the optical module 10.
  • the optical coupling state changes with the temperature change of the optical module 10 (that is, the positional relationship of the components of the optical system changes with the temperature change).
  • the tracking error cannot be compensated by feedback control by the APC control unit 31. If the compensation is not performed when the tracking error occurs, the output power (second output power) P1 of the laser light output from the optical module 10 through the optical fiber 70 decreases.
  • the target voltage determination unit 52 stores the target voltage Vr, which is a reference voltage set in the target voltage comparison unit 32, using a calculation formula stored in advance in the memory 40 or in the memory 40 in advance. Temperature compensation is performed using information (LUT). That is, the target voltage determination unit 52 changes the target voltage Vr to an appropriate value based on the temperature T1 detected by the temperature sensor 51, and provides the compensated target voltage Vr value to the target voltage comparison unit 32.
  • the power monitor value determining unit 53 causes the monitor voltage Vm proportional to the monitor current Im to pass from the optical module 10 through the optical fiber 70 when the detected temperature T1 of the temperature sensor 51 deviates greatly from the normal temperature (design operating temperature). Since the output power P1 of the output laser beam is not accurately shown, the power monitor value Vm1 is generated by correcting the monitor voltage Vm. The power monitor value determination unit 53 corrects the monitor voltage Vm based on the detection temperature T1 of the temperature sensor 51, thereby generating a power monitor value Vm1 that accurately indicates the output power P1 of the optical module 10, and optically transmits this.
  • the DMM function provided to the host device (not shown) as real-time information of the machine 1 is executed.
  • the power monitor value determination unit 53 compensates the monitor voltage Vm corresponding to (for example, proportional to) the monitor current Im based on the detected temperature T1 of the temperature sensor 51, and compensates the monitor voltage. Is notified to the host device as the power monitor value Vm1.
  • the compensation control unit 50 may be configured by a control circuit, or may be realized by a memory 40 that stores a program that is software, and a processor that is an information processing unit that executes the program. Moreover, you may implement
  • the laser driving unit 30 supplies the semiconductor laser unit 11 with the laser driving current Id determined based on the monitor voltage Vm corresponding to the monitor current Im (that is, based on the monitor current Im).
  • the semiconductor laser unit 11 emits light by the supplied laser driving current Id, and the laser beam L0 having the output power P0 corresponding to the supplied laser driving current Id is held in the holder unit 13 of the housing of the optical module 10. Output toward the end of the optical fiber 70.
  • the monitor current Im having a value corresponding to the output power P0 of the semiconductor laser unit 11 is converted into a monitor voltage Vm having a value corresponding to the monitor current by the monitor current detecting unit 20, and the monitor voltage Vm is compensated with the APC control unit 31. Provided to the controller 50.
  • the APC control unit 31 compares the monitor voltage Vm with the target voltage Vr in the target voltage comparison unit 32 so that the monitor voltage Vm approaches the target voltage Vr (desirably, the monitor voltage Vm becomes equal to the target voltage Vr). And) to control the laser drive current Id. Specifically, the APC control unit 31 increases the laser drive current Id if the monitor voltage Vm is lower than the target voltage Vr, and decreases the laser drive current Id if the monitor voltage Vm is higher than the target voltage Vr.
  • the APC control unit 31 performs feedback control based on the value of the monitor current Im corresponding to the output power P0 of the semiconductor laser unit 11, that is, the value of the monitor voltage Vm obtained by converting the monitor current Im by the monitor current detection unit 20. .
  • the feedback control by the APC control unit 31 does not consider the change in the ratio (efficiency) of the output power P1 of the optical module 10 to the output power P0 of the semiconductor laser unit 11. For this reason, when the temperature of the optical module 10 is greatly changed from the normal temperature, the output power P1 of the optical module 10 is deviated from the output power of the optical module 10 at the normal temperature (usually decreases), A tracking error occurs.
  • a tracking error in a temperature range (specific temperature range) allowed in the specification of the optical transmitter 1 is measured in advance, and information based on the measurement result is set as a LUT (Look Up Table), or The calculation formula is stored in the memory 40 in advance. Compensation may be performed using a calculation formula or using a LUT.
  • the target voltage determination unit 52 of the compensation control unit 50 increases the output power P0 of the semiconductor laser unit 11 using the detected temperature T1 of the temperature sensor 51 and information based on the measurement result of the tracking error stored in the memory 40 or The tracking error is compensated by changing the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32 so as to decrease.
  • the laser drive current Id itself is not rewritten, but temperature compensation is performed on the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32 that is a feedback point.
  • the control of updating the target voltage Vr (for example, increasing the target voltage Vr) eliminates the influence of the aging of the output power P0 on the laser drive current Id of the semiconductor laser unit 11 (that is, the output of the optical module 10). (A reduction in power P0 can be avoided).
  • the output power P1 of the optical module 10 is kept constant from the detected temperature T1 of the temperature sensor 51 and information (LUT or calculation formula) based on the measurement result stored in advance in the memory 40. Therefore, the tracking error compensation with respect to the temperature change of the optical module 10 can be appropriately performed.
  • ⁇ 1-3 Effect As described above, according to the optical transmitter 1 according to the first embodiment, even when aging degradation of the semiconductor laser unit 11 and temperature change of the optical module 10 occur, Since the control to update the target voltage Vr is performed, the output power P1 of the laser beam output from the optical module 10 through the optical fiber 70 can be maintained constant by feedback control.
  • the power monitor value determining unit 53 provides the power monitor value Vm1 compensated based on the tracking error compensation information to the higher-level device. An accurate power monitor value Vm1 corresponding to the output power P1 can be notified to the host device. As a result, the DMM function of the optical transmitter 1 can be maintained normally.
  • the target voltage determination unit 52 updates the target voltage Vr using information based on the detection temperature T1 of the temperature sensor 51 and the measurement result stored in advance, so that the laser drive current based on the monitor current Im is obtained.
  • the optical transmitter 1 that performs the control of the ACC (Auto Current Control) system by performing the APC control of the Id and performing the tracking error compensation has been described.
  • the laser drive unit 30 Is likely to reach the upper limit of the laser drive current Id that can be supplied, the output power P1 of the laser beam output from the optical module 10 is kept constant only by feedback control by increasing or decreasing the laser drive current Id. I can't.
  • thermoelectric element 12 capable of cooling or heating the semiconductor laser unit 11 is provided in the optical module 10 (in the vicinity of the semiconductor laser unit 11), and the thermoelectric element driving unit 60 includes the thermoelectric element 12. Tracking error compensation is performed by setting the temperature (thermoelectric element temperature) Tld.
  • the thermoelectric element 12 is, for example, a Peltier element
  • the thermoelectric element driving unit 60 is, for example, a TEC (Thermo-Electric Cooler) controller that controls a thermoelectric element that generates or cools heat.
  • FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the optical transmitter 2 according to the second embodiment. 2, the same or corresponding components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
  • the conversion efficiency of the output power P0 with respect to the laser drive current Id varies depending on the temperature of the semiconductor laser unit 11. That is, the conversion efficiency increases as the temperature decreases, and the conversion efficiency decreases as the temperature increases. Therefore, even when the same laser drive current Id is flowing in the laser drive unit 30, the laser drive current Id of the laser drive unit 30 is further increased by lowering the thermoelectric element temperature Tld by the thermoelectric element drive unit 60. Can do. In other words, even when the laser drive current Id reaches a predetermined upper limit, the output power P0 of the semiconductor laser unit 11 can be further increased by lowering the temperature of the semiconductor laser unit 11.
  • the detection temperature T1 of the temperature sensor 51 reaches a preset threshold temperature.
  • the tracking error compensation can be performed by lowering the thermoelectric element temperature Tld as an auxiliary by using the fact that it has reached the trigger.
  • thermoelectric element temperature determination unit (Tld determination unit) 54 determines the degree of change in the thermoelectric element temperature Tld using information based on measurement results acquired in advance. For example, the thermoelectric element temperature Tld may be determined using a calculation formula stored in the memory 40 in advance based on the measurement result, and the LUT stored in the memory 40 in advance based on the measurement result May be determined using.
  • the compensation control unit 50a may be configured by a control circuit, or may be realized by a memory 40a that stores a program that is software and a processor as an information processing unit that executes the program. Further, the configuration other than the compensation control unit 50a may be realized by the memory 40 storing the program and the processor.
  • FIG. 3 is a flowchart showing processing when compensation is performed by the thermoelectric element 12 when the detected temperature T1 crosses (passes) a preset temperature threshold value (high temperature side or low temperature side).
  • step S11 of FIG. 3 the compensation controller 50a monitors the detected temperature T1 of the temperature sensor 51.
  • step S12 when the detected temperature T1 crosses a preset temperature threshold value (that is, exceeds the threshold value on the high temperature side). Or when the temperature is below the low temperature side threshold), tracking error compensation is started by controlling the thermoelectric element temperature Tld.
  • step S12 the process proceeds to step S13.
  • step S ⁇ b> 13 the compensation control unit 50 a determines whether the passed temperature threshold value is a high temperature side temperature threshold value or a low temperature side temperature threshold value.
  • step S14 the Tld determination unit 54 of the compensation control unit 50a performs tracking error compensation at the detected temperature T1 using the high temperature side LUT or the high temperature side calculation formula stored in the memory 40a. Specifically, the Tld determining unit 54 obtains the thermoelectric element temperature Tld at the detected temperature T1 using the high temperature side LUT or the high temperature side calculation formula stored in the memory 40a, and obtains the thermoelectric element driving unit 60. To provide.
  • step S14 is repeated until the detected temperature T1 falls below the high temperature side temperature threshold in the next step S15.
  • step S15 when the detected temperature T1 falls below the temperature threshold on the high temperature side, the process returns to step S11. However, at this time, the tracking error compensation process by adjusting the thermoelectric element temperature Tld may be terminated.
  • step S16 the Tld determination unit 54 of the compensation control unit 50a performs tracking error compensation at the detected temperature T1 using the low temperature side LUT or the low temperature side calculation formula stored in the memory 40a. Specifically, the Tld determination unit 54 obtains the thermoelectric element temperature Tld at the detected temperature T1 by using the low temperature side LUT or the low temperature side calculation formula stored in the memory 40a, and obtains this thermoelectric element driving unit 60. To provide.
  • step S16 is repeated until the detected temperature T1 exceeds the temperature threshold on the low temperature side in the next step S17.
  • step S17 when the detected temperature T1 exceeds the low temperature threshold, the process returns to step S11. However, at this time, the tracking error compensation by adjusting the thermoelectric element temperature Tld may be terminated. Note that the temperature threshold used for the start determination of tracking error compensation by adjusting the thermoelectric element temperature Tld and the temperature threshold used for the end determination may be set to different values.
  • the optical transmitter 2 according to the second embodiment the following effects can be obtained in addition to the effects described in the first embodiment.
  • thermoelectric element driving unit 14 reduces the temperature Tld of the thermoelectric element 12 even when the same laser driving current Id is flowing in the laser driving unit 30. Even when the laser drive current Id reaches a predetermined upper limit, the output power P0 of the semiconductor laser unit 11 can be further increased.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment with respect to points other than those described above.
  • thermoelectric element driving current Ip and the laser driving current Id increase, the power consumption in the optical transmitter increases.
  • the optical transmitter according to the third embodiment employs a processing method for reducing current consumption as much as possible when performing tracking error compensation on the assumption that the thermoelectric element temperature Tld is changed.
  • Embodiment 3 is different from Embodiment 2 in terms of the control contents of the compensation control unit 50a (control for minimizing power consumption).
  • the third embodiment is the same as the second embodiment. Therefore, FIG. 2 is also referred to when the third embodiment is described.
  • FIG. 4 is a flowchart showing adjustment processing of the laser drive current Id and the thermoelectric element drive current Ip in the optical transmitter according to the third embodiment.
  • the temperature Ta of the optical module 10 becomes lower than the initial temperature Tld of the thermoelectric element 12, and the luminous efficiency improves as the temperature becomes lower. For this reason, when the thermoelectric element temperature Tld is lowered (that is, the thermoelectric element drive current Ip is lowered), the output power P1 of the optical module 10 increases. Thus, in the low temperature side control (control when the detected temperature T1 is lower than a predetermined temperature), the luminous efficiency increases if the thermoelectric element drive current Ip is lowered, that is, the luminous efficiency improves if the power consumption is lowered. Therefore, the control for compensating the tracking error while reducing the power consumption can be easily performed.
  • FIG. 4 illustrates an adjustment process on the higher temperature side than normal temperature (a process when the detected temperature T1 is equal to or higher than a predetermined temperature).
  • the compensation controller 50a sets the output power P0 to the target output power near the center of the specified temperature range at a certain adjustment point (a plurality of points are adopted) from room temperature to high temperature.
  • the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32 in the APC control unit 31 is increased.
  • the compensation controller 50a determines whether or not the output power P0 of the laser beam has reached the target output power from the monitor voltage Vm.
  • step S23 the compensation control unit 50a Control is performed to lower the thermoelectric element temperature Tld to reach the target output power.
  • the compensation control unit 50a sequentially lowers the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32 in the APC control unit 31 while sequentially lowering the thermoelectric element temperature Tld so as not to change the target output power.
  • the compensation controller 50a stores the measured value of the thermoelectric element driving current Ip and the measured value of the laser driving current Id in the memory 40a at regular intervals (for example, every time the thermoelectric element temperature Tld is changed by 1 ° C.).
  • thermoelectric element temperature Tld When the upper limit of the preset variable value of the thermoelectric element temperature Tld is reached, the compensation control unit 50a stops the adjustment, and in step S26, two measured values (thermoelement driving currents) at each stored thermoelectric element temperature Tld.
  • the thermoelectric element temperature Tld and the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32 in the APC control unit 31 are set to the point where the sum of the measured value of Ip and the measured value of the laser drive current Id is the smallest.
  • step S27 the compensation controller 50a determines characteristics other than the optical output power.
  • the oscillation wavelength changes due to the change in the thermoelectric element temperature Tld, so that the characteristics such as the extinction ratio can be changed from the absorption wavelength characteristic of the modulation element. Therefore, the output waveform of the laser beam is confirmed. If the characteristics are not satisfied, the thermoelectric element temperature Tld is increased by a predetermined amount (for example, 1 ° C.) in step S28, and characteristics other than the optical output power are obtained. Re-determine.
  • the processing shown in FIG. 4 is performed at a plurality of temperatures, a fitting curve between the thermoelectric element temperature Tld and the target voltage Vr of the APC control unit 31 is created, and the fitting curve is expressed by a function (calculation formula) or LUT, and the information Is previously stored in the memory 40a.
  • the compensation controller 50a corrects the tracking error by using a calculation formula or LUT stored in the memory 40a.
  • FIGS. 5A to 5C are diagrams illustrating examples of fitting curves for tracking error compensation operation in the optical transmitter according to the third embodiment.
  • a broken line curve 81 in FIG. 5A shows the output power P0 when tracking error compensation is not performed.
  • the output power becomes maximum near the center in the specification temperature range, and the output power decreases as the distance from the center in the specification temperature range increases.
  • the output power of the optical module 10 increases and the laser driving current Id can be increased. As a result, the output power of the optical module 10 increases. Therefore, in order to secure output power while lowering current consumption (power consumption) on the low temperature side, it is desirable not to increase the laser drive current Id but to decrease the drive current Ip of the thermoelectric element 12. That is, power consumption can be reduced by controlling the output power to be constant only with the thermoelectric element temperature Tld. However, there is a possibility that characteristic changes other than output power in the optical transmitter may occur by lowering the thermoelectric element temperature Tld. In such a case, the APC control is performed in the same manner as the control at a higher temperature than normal temperature. Control may be performed together with the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32 in the unit 31.
  • FIG. 5 (b) shows an example of a tracking error compensation function curve 84 by controlling the thermoelectric element temperature Tld.
  • a curve 84 indicates that the output power of the laser light is improved by lowering the thermoelectric element temperature Tld on the lower temperature side than the normal temperature.
  • the profile on the high temperature side indicated by the curve 84 varies greatly depending on the efficiency of the semiconductor laser unit 11 and the like, and there may be cases other than the profile of FIG.
  • FIG. 5C shows an example of a compensation function curve 85 of the target voltage Vr of the target voltage comparison unit 32.
  • the optical transmitter according to the third embodiment the following effects can be obtained in addition to the effects of the first and second embodiments.
  • the optical transmitter according to Embodiment 3 is controlled to minimize the sum of the laser drive current Id and the thermoelectric element drive current Ip, it is possible to reduce power consumption.
  • the third embodiment is the same as the second embodiment in points other than the above.

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Abstract

光送信機（１）は、第１の出力パワー（Ｐ０）のレーザ光を出力すると共に、モニタ電流（Ｉｍ）を出力する半導体レーザ部（１１）と、光ファイバ（７０）を保持する光モジュール（１０）の筐体と、モニタ電圧（Ｖｍ）を生成するモニタ電流検出部（２０）と、ターゲット電圧（Ｖｒ）に近づけるようにレーザ駆動電流（Ｉｄ）を制御するレーザ駆動部（３０）と、第１の出力パワー（Ｐ０）に対する光ファイバ（７０）を通して出力されるレーザ光の第２の出力パワー（Ｐ１）の比率の測定結果に基づく情報を記憶する記憶部（４０）と、温度センサ（５１）の検出温度（Ｔ１）と測定結果に基づく情報とを用いてターゲット電圧（Ｖｒ）を変更するターゲット電圧決定部（５２）と、検出温度（Ｔ１）と測定結果に基づく情報とを用いて上位装置に送信される第２の出力パワー（Ｐ１）を示すパワーモニタ値（Ｖｍ１）を生成するパワーモニタ値決定部（５３）とを備える。

Description

光送信機
　本発明は、光伝送システムに使用される光送信機に関する。
　光送信機において、半導体レーザ部から出力されるレーザ光の出力パワーを一定に維持する制御方法として、ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）が知られている。ＡＰＣでは、半導体レーザ部を構成するレーザダイオード（ＬＤ）から出力されるレーザ光の一部をフォトダイオード（ＰＤ）で検出し、ＰＤから出力されるモニタ電流の値を一定にするようにＬＤに供給されるレーザ駆動電流を制御（フィードバック制御）する（特許文献１参照）。
　また、光送信機内の温度に応じてレーザ駆動回路に印加する電圧を変更することにより、温度変化が発生しても半導体レーザ部から出力されるレーザ光の出力パワーを一定に維持する技術も提案されている（特許文献１参照）。
特開２０１３－７６７７６号公報（例えば、図１、図１０）
　しかしながら、特許文献１に記載の光送信機は、ＤＤＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）機能、例えば、光送信機の主要パラメータを上位装置でリアルタイムに読み取り可能にする機能、を具備しておらず、ユーザは上位装置を通じて半導体レーザ部の正確な出力パワーを知ることができない。
　また、一般のＤＤＭ機能は、半導体レーザ部の出力パワーに対応するモニタ電流の値（パワーモニタ値）を上位装置に通知する機能を含む。しかし、温度変化に伴う熱膨張などにより半導体レーザ部とこれを収容する光モジュールの筐体との間の位置ズレが発生すると、半導体レーザ部の出力パワーに対する光モジュールの出力パワー（すなわち、光モジュールの筐体に保持されている光ファイバを通して送信されるレーザ光の出力パワー）の比率（効率）が低下し（すなわち、トラッキングエラーが発生し）、上位装置に通知されるパワーモニタ値が、光モジュールの出力パワーを正確に示していないという問題がある。
　本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ部の経年劣化及び光モジュールの温度変化が生じた場合であっても光モジュールから出力されるレーザ光の出力パワーを一定に維持することができ、また、光モジュールの出力パワーを正確に示すパワーモニタ値を上位装置に通知することができる光送信機を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る光送信機は、入力されたレーザ駆動電流に対応する第１の出力パワーのレーザ光を出力すると共に、前記第１の出力パワーに対応するモニタ電流を出力する半導体レーザ部と、前記半導体レーザ部を収容すると共に、前記レーザ光が入射する位置に配置された端部を有する光ファイバを保持する、光モジュールの筐体と、前記モニタ電流に対応するモニタ電圧を生成するモニタ電流検出部と、前記モニタ電圧を、設定されたターゲット電圧に近づけるように前記レーザ駆動電流を制御するレーザ駆動部と、複数の温度の各々における、前記半導体レーザ部の前記第１の出力パワーに対する前記光ファイバを通して出力される前記レーザ光の第２の出力パワーの比率の測定結果に基づく情報を予め記憶する記憶部と、前記半導体レーザ部の周辺温度を検出する温度センサと、前記温度センサによって検出された検出温度と前記測定結果に基づく情報とを用いて前記ターゲット電圧を変更するターゲット電圧決定部と、前記検出温度と前記測定結果に基づく情報とを用いて上位装置に送信される前記第２の出力パワーを示すパワーモニタ値を生成するパワーモニタ値決定部とを備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、半導体レーザ部の経年劣化及び光モジュールの温度変化が生じた場合であっても光モジュールから出力されるレーザ光の出力パワーを一定に維持することができる。
　また、本発明によれば、光モジュールの出力パワーに対応する正確なパワーモニタ値を上位装置に通知することができる。
本発明の実施の形態１に係る光送信機を概略的に示す構成図である。 本発明の実施の形態２に係る光送信機を概略的に示す構成図である。 実施の形態２に係る光送信機のトラッキングエラー補償動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る光送信機におけるレーザ駆動電流と熱電素子駆動電流の調整処理を示すフローチャートである。 （ａ）から（ｃ）は、実施の形態３に係る光送信機におけるトラッキングエラー補償動作の説明のため図である。
　以下に、本発明の実施の形態に係る光送信機を、添付図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態１から３は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
《１》実施の形態１．
《１－１》構成
　図１は、実施の形態１に係る光送信機１を概略的に示す構成図である。光送信機１は、光伝送システムに使用される。図１に示されるように、光送信機１は、レーザ光Ｌ０を出力する半導体レーザ部１１を有する光モジュール１０と、モニタ電流検出部２０と、レーザ駆動部３０と、情報を記憶する不揮発性の記憶部としてのメモリ４０と、トラッキングエラーを補償するための処理を行う補償制御部５０とを備えている。
　半導体レーザ部１１は、レーザ光を発生させるレーザ発光素子としてのレーザダイオード（ＬＤ）と、レーザ光の一部を検出してレーザ光Ｌ０の出力パワー（第１の出力パワー）Ｐ０に対応するモニタ電流Ｉｍを出力する光検出素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）とを有している。なお、半導体レーザ部１１は、入力信号に応じてレーザ光を変調する光変調部を備えてもよい。
　光モジュール１０は、構造体としての筐体と、筐体内に収容（固定）された半導体レーザ部１１と、筐体に備えられ、光ファイバ７０が保持（固定）されるホルダ部１３とを有している。筐体に光ファイバ７０が保持されることによって、半導体レーザ部１１の光出射面から出射されるレーザ光Ｌ０が光ファイバ７０の端部に向かって進む。このように、半導体レーザ部１１の光出射面と光ファイバ７０の端部とは予め決められた位置関係を持つことによって、光学的に結合されている。
　モニタ電流検出部２０は、半導体レーザ部１１のＰＤから出力されるモニタ電流Ｉｍが入力され、モニタ電流Ｉｍに対応する値のモニタ電圧Ｖｍを出力する。通常、モニタ電圧Ｖｍは、モニタ電流Ｉｍに比例する。
　レーザ駆動部３０は、フィードバック制御を行うＡＰＣ制御部３１を有している駆動回路である。ＡＰＣ制御部３１は、ターゲット電圧比較部３２を有している。ターゲット電圧比較部３２は、モニタ電流Ｉｍに対応するモニタ電圧Ｖｍと基準電圧であるターゲット電圧Ｖｒとの比較を行う。
　補償制御部５０は、温度センサ５１と、ターゲット電圧決定部５２と、パワーモニタ値決定部５３とを有している。温度センサ５１は、光モジュール１０の温度Ｔ１（すなわち、半導体レーザ部１１の周辺温度）を検出することができる他の位置（補償制御部５０の外部）に配置されてもよい。
　補償制御部５０は、トラッキングエラーを補償するための調整処理を実行する。トラッキングエラーとは、光モジュール１０の筐体に保持された半導体レーザ部１１の光出射面と光モジュール１０の筐体のホルダ部１３に保持された光ファイバ７０の端部との位置関係によって決まる光学的な結合状態が、光モジュール１０の温度変化に伴って変化すること（すなわち、温度変化に伴う光学系の部品の位置関係のズレ）である。トラッキングエラーは、ＡＰＣ制御部３１によるフィードバック制御では補償することができない。トラッキングエラーの発生時にその補償をしない場合には、光モジュール１０から光ファイバ７０を通して出力されるレーザ光の出力パワー（第２の出力パワー）Ｐ１は低下する。
　ターゲット電圧決定部５２は、ターゲット電圧比較部３２に設定されている基準電圧であるターゲット電圧Ｖｒを、メモリ４０に予め保持されている計算式を用いて、又は、メモリ４０に予め保持されている情報（ＬＵＴ）を用いて、温度補償する。つまり、ターゲット電圧決定部５２は、温度センサ５１が検出する温度Ｔ１に基づいてターゲット電圧Ｖｒを適切な値に変更して、ターゲット電圧比較部３２に補償されたターゲット電圧Ｖｒの値を提供する。
　パワーモニタ値決定部５３は、温度センサ５１の検出温度Ｔ１が常温（設計上の使用温度）から大きく外れたときに、モニタ電流Ｉｍに比例するモニタ電圧Ｖｍが、光モジュール１０から光ファイバ７０を通して出力されるレーザ光の出力パワーＰ１を正確に示していないため、モニタ電圧Ｖｍを補正することでパワーモニタ値Ｖｍ１を生成する。パワーモニタ値決定部５３は、温度センサ５１の検出温度Ｔ１に基づいてモニタ電圧Ｖｍを補正することで、光モジュール１０の出力パワーＰ１を正確に示すパワーモニタ値Ｖｍ１を生成し、これを光送信機１のリアルタイム情報として上位装置（図示せず）に提供するＤＭＭ機能を実行する。具体的に言えば、パワーモニタ値決定部５３は、温度センサ５１の検出温度Ｔ１に基づいて、モニタ電流Ｉｍに対応する（例えば、比例する）モニタ電圧Ｖｍを補償して、補償されたモニタ電圧を、パワーモニタ値Ｖｍ１として、上位装置に通知する。
　なお、補償制御部５０は、制御回路で構成されてもよく、又は、ソフトウェアであるプログラムを格納するメモリ４０と、このプログラムを実行する情報処理部としてのプロセッサとによって実現されてもよい。また、補償制御部５０以外の構成をプログラムを格納するメモリ４０とプロセッサとによって実現してもよい。
《１－２》動作
　まず、常温時、すなわちトラッキングエラー補償の必要が無いときの動作を説明する。このとき、レーザ駆動部３０は、モニタ電流Ｉｍに対応するモニタ電圧Ｖｍに基づいて（すなわち、モニタ電流Ｉｍに基づいて）決定されたレーザ駆動電流Ｉｄを、半導体レーザ部１１に供給する。
　半導体レーザ部１１は、供給されたレーザ駆動電流Ｉｄによって発光して、供給されたレーザ駆動電流Ｉｄに応じた出力パワーＰ０のレーザ光Ｌ０を、光モジュール１０の筐体のホルダ部１３に保持された光ファイバ７０の端部に向けて出力する。
　半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０に応じた値のモニタ電流Ｉｍは、モニタ電流検出部２０にてモニタ電流に対応する値のモニタ電圧Ｖｍに変換され、モニタ電圧Ｖｍは、ＡＰＣ制御部３１と補償制御部５０に提供される。
　ＡＰＣ制御部３１は、ターゲット電圧比較部３２においてモニタ電圧Ｖｍとターゲット電圧Ｖｒとを比較し、ターゲット電圧Ｖｒにモニタ電圧Ｖｍが近づくように（望ましくは、モニタ電圧Ｖｍがターゲット電圧Ｖｒに等しくなるように）、レーザ駆動電流Ｉｄを制御する。具体的に言えば、ＡＰＣ制御部３１は、モニタ電圧Ｖｍがターゲット電圧Ｖｒより低ければレーザ駆動電流Ｉｄを増加させ、モニタ電圧Ｖｍがターゲット電圧Ｖｒより高ければレーザ駆動電流Ｉｄを減少させる。
　次に、常温時以外のとき、すなわちトラッキングエラー補償が必要であるときの動作を説明する。光送信機１内の温度変化によって光モジュール１０の構造が変化することで、例えば、半導体レーザ部１１の光出射面と光ファイバ７０のコア（端部）との間に結合ズレが生じ、その結果、半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０に対する光モジュール１０の出力パワーＰ１の比率（効率）（＝Ｐ１／Ｐ０）が、常温時における比率（効率）から変化（通常は、低下）する。
　ＡＰＣ制御部３１は、半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０に対応するモニタ電流Ｉｍの値、つまり、モニタ電流Ｉｍをモニタ電流検出部２０で変換したモニタ電圧Ｖｍの値、に基づいてフィードバック制御を行う。このように、ＡＰＣ制御部３１によるフィードバック制御は、半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０に対する光モジュール１０の出力パワーＰ１の比率（効率）の変化を考慮していない。このため、光モジュール１０の温度が常温から大きく変化した場合には、光モジュール１０の出力パワーＰ１は、常温時における光モジュール１０の出力パワーからズレており（通常は、低下しており）、トラッキングエラーが発生する。
　実施の形態１においては、光送信機１の仕様において許容されている温度範囲（仕様温度範囲）におけるトラッキングエラーを予め測定し、この測定結果に基づく情報をＬＵＴ（Ｌｏｏｋ　Ｕｐ　Ｔａｂｌｅ）として、又は、計算式としてメモリ４０に予め記憶させる。補償は、計算式で行ってもよいし、ＬＵＴを用いて行ってもよい。
　補償制御部５０のターゲット電圧決定部５２は、温度センサ５１の検出温度Ｔ１と、メモリ４０が記憶するトラッキングエラーの測定結果に基づく情報とを用いて、半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０を増加又は減少させるようにターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒを変化させることによって、トラッキングエラーを補償する。
　実施の形態１においては、レーザ駆動電流Ｉｄ自体を書き換えるのではなく、フィードバックポイントであるターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒに対して温度補償を行う。このようなターゲット電圧Ｖｒを更新する（例えば、ターゲット電圧Ｖｒを高くする）制御によって、半導体レーザ部１１のレーザ駆動電流Ｉｄに対する出力パワーＰ０の経年劣化の影響を排除（すなわち、光モジュール１０の出力パワーＰ０の低下を回避）することができる。
　また、実施の形態１においては、温度センサ５１の検出温度Ｔ１とメモリ４０に予め記憶されている測定結果に基づく情報（ＬＵＴ又は計算式）とから、光モジュール１０の出力パワーＰ１を一定に維持する制御（フィードフォワード制御）を行うので、光モジュール１０の温度変化に対するトラッキングエラー補償を適切に行うことができる。
《１－３》効果
　以上に説明したように、実施の形態１に係る光送信機１によれば、半導体レーザ部１１の経年劣化及び光モジュール１０の温度変化が生じた場合であっても、ターゲット電圧Ｖｒを更新する制御を行うので、フィードバック制御によって、光モジュール１０から光ファイバ７０を通して出力されるレーザ光の出力パワーＰ１を一定に維持することができる。
　また、実施の形態１に係る光送信機１によれば、パワーモニタ値決定部５３がトラッキングエラー補償情報をもとに補償されたパワーモニタ値Ｖｍ１を上位装置に提供するので、光モジュール１０の出力パワーＰ１に対応する正確なパワーモニタ値Ｖｍ１を上位装置に通知することができる。この結果、光送信機１が持つＤＭＭ機能を正常に維持することができる。
《２》実施の形態２．
　上記実施の形態１においては、ターゲット電圧決定部５２が温度センサ５１の検出温度Ｔ１及び予め記憶された測定結果に基づく情報を用いてターゲット電圧Ｖｒを更新することでモニタ電流Ｉｍに基づくレーザ駆動電流ＩｄのＡＰＣ方式の制御を行い、トラッキングエラー補償を行うことでＡＣＣ（Ａｕｔｏ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式の制御を行う光送信機１を説明した。
　しかし、光送信機を屋外に設置する場合などのように、光送信機が温度変化幅の大きい環境に設置される場合、又は、光送信機に高出力パワーが要求されておりレーザ駆動部３０が供給可能なレーザ駆動電流Ｉｄの上限に達しそうな場合には、レーザ駆動電流Ｉｄの増加又は減少によるフィードバック制御だけでは、光モジュール１０から出力されるレーザ光の出力パワーＰ１を一定に維持することができない。
　そこで、実施の形態２においては、半導体レーザ部１１を冷却又は加熱することができる熱電素子１２を光モジュール１０内（半導体レーザ部１１の近傍）に備え、熱電素子駆動部６０によって熱電素子１２の温度（熱電素子温度）Ｔｌｄを設定することで、トラッキングエラー補償を行っている。熱電素子１２は、例えば、ペルチェ素子であり、熱電素子駆動部６０は、例えば、発熱又は冷却する熱電素子を制御するＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｏｌｅｒ）コントローラである。
　図２は、実施の形態２に係る光送信機２を概略的に示す構成図である。図２において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。
　一般に、半導体レーザ部１１は、半導体レーザ部１１の温度によってレーザ駆動電流Ｉｄに対する出力パワーＰ０の変換効率が変化する。つまり、温度の低下に応じて変換効率は上昇し、温度の上昇に応じて変換効率は低下する。そのため、レーザ駆動部３０で同じレーザ駆動電流Ｉｄを流している場合であっても、熱電素子駆動部６０で熱電素子温度Ｔｌｄを下げることによって、レーザ駆動部３０のレーザ駆動電流Ｉｄをさらに上げることができる。言い換えれば、レーザ駆動電流Ｉｄが、予め決められた上限値に達した場合であっても、半導体レーザ部１１の温度を下げることによって、半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０をさらに上げることができる。
　上記のように、実施の形態２においては、レーザ駆動部３０のレーザ駆動電流Ｉｄが、予め決められた上限値に達したときに、温度センサ５１の検出温度Ｔ１が予め設定された閾値温度に達していることをトリガにして、補助的に熱電素子温度Ｔｌｄを下げてトラッキングエラー補償を行うことができる。
　熱電素子温度決定部（Ｔｌｄ決定部）５４は、熱電素子温度Ｔｌｄの変化度合を、予め取得された測定結果に基づく情報を用いて決定する。例えば、熱電素子温度Ｔｌｄは、メモリ４０に保存されている、測定結果に基づいて予め求められた計算式を用いて決定されてもよく、測定結果に基づいて予めメモリ４０に保存されたＬＵＴを用いて決定されてもよい。
　なお、補償制御部５０ａは、制御回路で構成されてもよく、又は、ソフトウェアであるプログラムを格納するメモリ４０ａと、このプログラムを実行する情報処理部としてのプロセッサとによって実現されてもよい。また、補償制御部５０ａ以外の構成をプログラムを格納するメモリ４０とプロセッサとによって実現してもよい。
　図３は、検出温度Ｔ１が予め設定された温度閾値（高温側又は低温側）を跨いだ（通過した）場合に、熱電素子１２による補償を行う場合の処理を示すフローチャートである。
　図３のステップＳ１１において、補償制御部５０ａは、温度センサ５１の検出温度Ｔ１を監視し、ステップＳ１２において、検出温度Ｔ１が予め設定した温度閾値を跨いだ場合（すなわち、高温側の閾値を超えた場合又は低温側の閾値を下回った場合）、熱電素子温度Ｔｌｄの制御によってトラッキングエラーの補償を開始する。
　ステップＳ１２において判断がＹＥＳの場合には、処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、補償制御部５０ａは、通過した温度閾値が高温側の温度閾値か低温側の温度閾値かを判断する。
　高温側の温度閾値である場合には（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、補償制御部５０ａのＴｌｄ決定部５４は、メモリ４０ａに記憶されている高温側のＬＵＴ又は高温側の計算式を用いて、検出温度Ｔ１におけるトラッキングエラーの補償を実施する。具体的には、Ｔｌｄ決定部５４は、メモリ４０ａに記憶されている高温側のＬＵＴ又は高温側の計算式を用いて、検出温度Ｔ１における熱電素子温度Ｔｌｄを求め、これを熱電素子駆動部６０に提供する。
　ステップＳ１４の処理は、次のステップＳ１５において、検出温度Ｔ１が高温側の温度閾値を下回るまで繰り返される。ステップＳ１５において、検出温度Ｔ１が高温側の温度閾値を下回った場合には、処理はステップＳ１１に戻る。ただし、このときに、熱電素子温度Ｔｌｄの調整によるトラッキングエラーの補償処理を終了してもよい。
　ステップＳ１３において判断がＮＯの場合には、低温側の温度閾値であり、処理はステップＳ１６進む。ステップＳ１６において、補償制御部５０ａのＴｌｄ決定部５４は、メモリ４０ａに記憶されている低温側のＬＵＴ又は低温側の計算式を用いて、検出温度Ｔ１におけるトラッキングエラーの補償を実施する。具体的には、Ｔｌｄ決定部５４は、メモリ４０ａに記憶されている低温側のＬＵＴ又は低温側の計算式を用いて、検出温度Ｔ１における熱電素子温度Ｔｌｄを求め、これを熱電素子駆動部６０に提供する。
　ステップＳ１６の処理は、次のステップＳ１７において、検出温度Ｔ１が低温側の温度閾値を超えるまで繰り返される。ステップＳ１７において、検出温度Ｔ１が低温側の温度閾値を超えた場合には、処理はステップＳ１１に戻る。ただし、このときに、熱電素子温度Ｔｌｄの調整によるトラッキングエラーの補償を終了してもよい。なお、熱電素子温度Ｔｌｄの調整によるトラッキングエラーの補償の開始判断に用いる温度閾値と、終了の判断に用いる温度閾値とを異なる値に設定してもよい。
　以上に説明したように、実施の形態２に係る光送信機２によれば、上記実施の形態１において記載した効果に加えて以下の効果が得られる。
　実施の形態２に係る光送信機２によれば、レーザ駆動部３０で同じレーザ駆動電流Ｉｄを流している場合であっても、熱電素子駆動部１４で熱電素子１２の温度Ｔｌｄを下げることによって、レーザ駆動電流Ｉｄが、予め決められた上限値に達した場合であっても、半導体レーザ部１１の出力パワーＰ０をさらに上げることができる。
　なお、上記以外の点に関し、実施の形態２は実施の形態１と同じである。
《３》実施の形態３．
　上記実施の形態２においては、ターゲット電圧Ｖｒの制御と熱電素子温度Ｔｌｄの制御によってトラッキングエラー補償を行う場合を説明した。しかし、熱電素子駆動電流Ｉｐ及びレーザ駆動電流Ｉｄが増大すると光送信機における電力消費量が増大する。
　そこで、実施の形態３に係る光送信機は、熱電素子温度Ｔｌｄの変更を前提とするトラッキングエラー補償を行う場合に、消費電流を極力少なくする処理方法を採用する。
　実施の形態３は、補償制御部５０ａの制御内容（消費電力を最小にするための制御）の点において、実施の形態２と相違する。他の点において、実施の形態３は、実施の形態２と同じである。したがって、実施の形態３の説明に際しては、図２をも参照する。
　図４は、実施の形態３に係る光送信機におけるレーザ駆動電流Ｉｄと熱電素子駆動電流Ｉｐの調整処理を示すフローチャートである。
　熱電素子１２の初期温度Ｔｌｄ（常温）より低温側においては、光モジュール１０の温度Ｔａが熱電素子１２の初期温度Ｔｌｄより低くなり、低温になるほど発光効率が向上する。このため、熱電素子温度Ｔｌｄを下げる（すなわち、熱電素子駆動電流Ｉｐを下げる）と光モジュール１０の出力パワーＰ１が増加する。このように、低温側の制御（検出温度Ｔ１が予め決められた温度未満のときの制御）では、熱電素子駆動電流Ｉｐを下げれば発光効率が上がる、すなわち、消費電力を下げれば発光効率が向上するため、消費電力を減らしながらトラッキングエラー補償を行う制御は容易に行うことができる。
　したがって、図４では、常温より高温側の調整処理（検出温度Ｔ１が予め決められた温度以上のときの処理）を説明する。まず、ステップＳ２１において、常温から高温に至るある調整点（複数のポイントが採用される）で、仕様温度範囲の中心付近で出力パワーＰ０が目標の出力パワーになるように、補償制御部５０ａは、ＡＰＣ制御部３１内のターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒを上昇させる。
　次のステップＳ２２において、補償制御部５０ａは、モニタ電圧Ｖｍから、レーザ光の出力パワーＰ０が目標の出力パワーに達したかどうかを判断する。
　ステップＳ２２における判断がＮＯの場合、すなわち、ターゲット電圧Ｖｒの変化（レーザ駆動電流Ｉｄの変化）だけでは、目標の出力パワーを得ることができなかった場合、ステップＳ２３において、補償制御部５０ａは、熱電素子温度Ｔｌｄを下げて目標の出力パワーに到達させるための制御を行う。
　次のステップＳ２４において、補償制御部５０ａは、目標の出力パワーを変化させないように熱電素子温度Ｔｌｄを順次下げながら、ＡＰＣ制御部３１内のターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒを順次下げて、ステップＳ２５において、補償制御部５０ａは、一定間隔（例えば、熱電素子温度Ｔｌｄを１℃変えるごと）に熱電素子駆動電流Ｉｐの測定値、レーザ駆動電流Ｉｄの測定値をメモリ４０ａに保存する。
　予め設定された熱電素子温度Ｔｌｄの可変値の上限に達すると、補償制御部５０ａは、調整を停止し、ステップＳ２６において、保存された各熱電素子温度Ｔｌｄにおける２つ測定値（熱電素子駆動電流Ｉｐの測定値と、レーザ駆動電流Ｉｄの測定値）の合計が一番小さいポイントに熱電素子温度Ｔｌｄ、ＡＰＣ制御部３１内ターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒを設定する。
　次に、ステップＳ２７において、補償制御部５０ａは、光出力パワー以外の特性についての判定を行う。
　光モジュール１０が変調素子を具備する場合には、熱電素子温度Ｔｌｄの変化によって発振波長が変化するため変調素子の吸収波長特性から消光比等の特性が変わり得る。そのため、レーザ光の出力波形を確認し、もし特性を満足しなかった場合、ステップＳ２８で熱電素子温度Ｔｌｄを予め決められた一定量（例えば、１℃）上げて、光出力パワー以外の特性を再判定する。
　全ての特性が仕様を満たした時点で、調整を終了する。
　図４に示される処理を複数の温度において行い、熱電素子温度ＴｌｄとＡＰＣ制御部３１のターゲット電圧Ｖｒのフィッティングカーブを作成し、フィッティングカーブを関数（計算式）又はＬＵＴなどで表し、これらの情報をメモリ４０ａに予め保存する。補償制御部５０ａは、トラッキングエラーの補償に際し、メモリ４０ａに保存されている計算式又はＬＵＴを用いて補正を行う。
　図５（ａ）から（ｃ）は、実施の形態３に係る光送信機におけるトラッキングエラー補償動作のフィッティングカーブの例を示す図である。
　図５（ａ）の破線のカーブ８１は、トラッキングエラー補償を行わない場合における出力パワーＰ０を示す。カーブ８１のように、トラッキングエラー補償を行わない場合には、仕様温度範囲内の中心付近で出力パワーが最大になり、仕様温度範囲内の中心から離れるほど、出力パワーは低下する。
　図５（ａ）において、出力パワー曲線（破線のカーブ）８１にターゲット電圧Ｖｒの制御によるトラッキングエラー補償を行うと、出力パワー曲線は符号８２の曲線（細い実線）となり、熱電素子温度Ｔｌｄの制御によるトラッキングエラー補償を行うと、出力パワー曲線は、符号８３（太い直線）のようになる。
　図５（ａ）に示されるように、常温（横軸のほぼ中央）より低温側では、熱電素子１２の駆動電流Ｉｐを下げれば光モジュール１０の出力パワーが増加し、レーザ駆動電流Ｉｄを上げれば光モジュール１０の出力パワーが増加する。したがって、低温側で消費電流（消費電力）を下げつつ出力パワーを確保するためには、レーザ駆動電流Ｉｄを上げるのではなく、熱電素子１２の駆動電流Ｉｐを下げることが望ましい。つまり、熱電素子温度Ｔｌｄだけで出力パワーを一定に維持する制御を行えば、消費電力を少なくすることが可能である。ただし、熱電素子温度Ｔｌｄを下げることによって、光送信機における出力パワー以外の特性変化が発生する可能性があるので、このような場合には、常温より高温側での制御と同様に、ＡＰＣ制御部３１内のターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒと併せて制御してもよい。
　図５（ｂ）は、熱電素子温度Ｔｌｄの制御によるトラッキングエラーの補償関数曲線８４の例を示している。曲線８４は、常温より低温側は、熱電素子温度Ｔｌｄを下げることによって、レーザ光の出力パワーが向上していることを示している。また、曲線８４が示す高温側のプロファイルは、半導体レーザ部１１の効率等によって大きく異なり、図５（ｂ）のプロファイル以外の場合があり得る。
　図５（ｃ）は、ターゲット電圧比較部３２のターゲット電圧Ｖｒの補償関数曲線８５の例を示す。光送信機を広温度範囲の環境で使用する場合は、レーザ駆動電流Ｉｄの制御だけでは、トラッキングエラーを適切に補償することができない。このため、ターゲット電圧Ｖｒの調整と、熱電素子温度Ｔｌｄの調整の組み合わせによって、最適点が求められる。
　以上に説明したように、実施の形態３に係る光送信機によれば、上記実施の形態１及び２における効果に加えて以下の効果が得られる。
　実施の形態３に係る光送信機は、レーザ駆動電流Ｉｄと熱電素子駆動電流Ｉｐの合計を最小にするように制御されるので、消費電力を低減することができる。
　なお、上記以外の点において、実施の形態３は、実施の形態２と同じである。
　１，２　光送信機、　１０，１０ａ　光モジュール、　１１　半導体レーザ部、　１２　熱電素子、　１３　ホルダ部、　２０　モニタ電流検出部、　３０　レーザ駆動部、　３１　ＡＰＣ制御部（光パワー制御部）、　３２　ターゲット電圧比較部、　４０，４０ａ　メモリ（記憶部）、　５０，５０ａ　補償制御部、　５１　温度センサ、　５２　ターゲット電圧決定部、　５３　パワーモニタ値決定部、　５４　Ｔｌｄ決定部（熱電素子温度決定部）、　６０　熱電素子駆動部、　７０　光ファイバ、　Ｌ０　レーザ光、　Ｐ０　出力パワー（第１の出力パワー）、　Ｐ１　出力パワー（第２の出力パワー）、　Ｉｄ　レーザ駆動電流、　Ｉｍ　モニタ電流、　Ｉｐ　熱電素子駆動電流、　Ｔ１　検出温度、　Ｔｌｄ　熱電素子温度、　Ｖｍ　モニタ電圧、　Ｖｍ１　パワーモニタ値、　Ｖｒ　ターゲット電圧。

Claims (4)

  1. 　入力されたレーザ駆動電流に対応する第１の出力パワーのレーザ光を出力すると共に、前記第１の出力パワーに対応するモニタ電流を出力する半導体レーザ部と、
    　前記半導体レーザ部を収容すると共に、前記レーザ光が入射する位置に配置された端部を有する光ファイバを保持する、光モジュールの筐体と、
    　前記モニタ電流に対応するモニタ電圧を生成するモニタ電流検出部と、
    　前記モニタ電圧を、設定されたターゲット電圧に近づけるように前記レーザ駆動電流を制御するレーザ駆動部と、
    　複数の温度の各々における、前記半導体レーザ部の前記第１の出力パワーに対する前記光ファイバを通して出力される前記レーザ光の第２の出力パワーの比率の測定結果に基づく情報を予め記憶する記憶部と、
    　前記半導体レーザ部の周辺温度を検出する温度センサと、
    　前記温度センサによって検出された検出温度と前記測定結果に基づく情報とを用いて前記ターゲット電圧を変更するターゲット電圧決定部と、
    　前記検出温度と前記測定結果に基づく情報とを用いて上位装置に送信される前記第２の出力パワーを示すパワーモニタ値を生成するパワーモニタ値決定部と
    　を備えたことを特徴とする光送信機。
  2. 　前記半導体レーザ部の近傍に配置され、入力される熱電素子駆動電流に応じた熱電素子温度を維持する熱電素子と、
    　前記熱電素子に前記熱電素子駆動電流を供給する熱電素子駆動部と、
    　前記熱電素子の前記熱電素子温度を決定し、前記熱電素子駆動部に熱電素子温度指示信号を提供する熱電素子温度決定部と
    　をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
  3. 　前記検出温度が予め決められた温度以上のときに、前記レーザ駆動電流と前記熱電素子駆動電流の合計値が最小になるように、前記レーザ駆動電流と前記熱電素子駆動電流を制御する補償制御部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の光送信機。
  4. 　前記補償制御部は、前記検出温度が予め決められた温度未満のときに、前記熱電素子駆動電流を制御することで、前記第１の出力パワーを制御する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の光送信機。
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