JP2008205634A - オートパワーコントロール回路及び光送信器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザダイオードの消光比を安定させることができるＡＰＣ回路及び光送信器を提供する。
【解決手段】オートパワーコントロール回路７は、半導体レーザダイオード３に供給する変調電流I_M及びバイアス電流I_Bを個別に設定することが可能な半導体レーザダイオード用のオートパワーコントロール回路である。このオートパワーコントロール回路７では、変調電流I_Mに対するループ利得とバイアス電流I_Bに対するループ利得とが個別に設定可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザダイオードに供給する変調電流及びバイアス電流を制御するオートパワーコントロール回路及びこれを用いた光送信器に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１及び２に記載の光送信器及びオートパワーコントロール回路(automatic powercontrol circuit：ＡＰＣ回路）が知られている。図１１（ａ）に示すように、この特許文献１に記載されたＡＰＣ回路１０１では、光送信器の平均光出力を安定化する手法として、モニタフォトダイオード１０３からの信号電流を電流−電圧変換し、半導体レーザダイオード駆動用のバイアス電流及び変調電流を制御する電圧制御電流源を制御している。この場合、半導体レーザダイオードの温度特性に合わせて、温特付加回路や任意のバイアス調整用の電圧を調整することにより、半導体レーザダイオードのしきい値電流とスロープ効率の変化に合わせてチューニングを行っている。

また、図１１（ｂ）に示すように、特許文献２に記載されたＡＰＣ回路１１１では、光送信器の平均光出力を安定化する手法として、モニタフォトダイオード１１３からの信号電流Ｉ_ｍｏｎを検出し、その情報を基に半導体レーザダイオード１１５へバイアス電流Ｉ_Ｂおよび変調電流Ｉ_Ｍを供給している。ここでバイアス電流と変調電流とを、半導体レーザダイオード特性に合わせた適当な比率で帰還してやることにより、消光比の変動（光出力波形の歪）を抑えている。
特開２００４−０８７８４５号公報 特開平１１−１１２４３７号公報 特開２００１−１９７０１４号公報

しかしながら、上記のＡＰＣ回路では、半導体レーザダイオードのスロープ効率および閾値電流が持つ温度特性の個体ばらつきに対しては、最適な動作点を補償できない為、半導体レーザダイオードの光波形の消光比を十分に安定させることが出来なかった。そこで、本発明は、半導体レーザダイオードの消光比を安定させることができるＡＰＣ回路及び光送信器を提供することを目的とする。

本発明のオートパワーコントロール回路は、所定の消光比ＥＲをもって光を出射する半導体レーザダイオードに供給する変調電流及びバイアス電流を設定するオートパワーコントロール回路において、前記変調電流に対するループ利得と前記バイアス電流に対するループ利得の比が、前記所定の消光比ＥＲに対して、ＥＲ−１で定められる関係を有することを特徴とする半導体レーザダイオードのオートパワーコントロール回路である。

また、本発明の光送信器は、変調電流とバイアス電流が供給されて光を出射する半導体レーザと、この光を受光し光電流を生成するフォトダイオードと、この光電流を電流電圧変換して電圧信号を生成する電流電圧変換器と、この電圧信号と第１の参照信号の比較結果に基づき前記変調電流を生成する変調電流源と、この電圧信号と第２の参照信号の比較結果に基づき前記バイアス電流を生成するバイアス電流源と、を含む光送信器において、前記半導体レーザ、前記フォトダイオード、前記電流電圧変換器、前記変調電流源で構成される変調電流帰還ループのループ利得と、前記半導体レーザ、前記フォトダイオード、前記電流電圧変換器、前記バイアス電流源で構成されるバイアス電流帰還ループのループ利得の比が、前記半導体レーザの出射する光の消光比ＥＲに対しＥＲ−１で定められていることを特徴とする。

本発明のオートパワーコントロール回路及び光送信器によれば、半導体レーザダイオードの消光比を安定させることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るＡＰＣ回路及び光送信器の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示す光送信器１は、信号光を出射する半導体レーザダイオード３と、この半導体レーザダイオード３の背面光（モニタ光）を受け電気信号に変換するモニタフォトダイオード５と、モニタフォトダイオード５からの電気信号に基づいて半導体レーザダイオード３を駆動するＡＰＣ回路７とを備えている。ＡＰＣ回路７には、データ正相入力端子及びデータ逆相入力端子を介して外部からデータ信号が入力され、これらのデータ信号は増幅回路９で増幅されて変調電流出力部１１に入力される。そして、変調電流出力部１１は、入力された上記データ信号及び後述する変調電流源２３からの電流に対応する変調電流Ｉ_ｍｏｄを半導体レーザダイオード３に供給する。

また、ＡＰＣ回路７には、モニタフォトダイオード５からのモニタ電流Ｉ_ｍｐｄが電流−電圧変換回路１５に入力され、電流−電圧変換され、変換された信号が積分回路１７で積分されて、増幅回路１９，２１にそれぞれ入力される。増幅回路１９の他方の入力には、ＡＰＣ回路７の外部で制御される電圧Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}が入力されている。そして、増幅回路１９からは、積分回路１７からの信号とＶ_{ｍｔｒｉｍ}との差分信号が、変調電流源２３に送信され、当該信号に応じた電流が、変調電流源２３から上記変調電流出力部１１に供給される。

また、増幅回路２１の他方の入力には、ＡＰＣ回路７の外部で制御される信号Ｖ_{ｂｔｒｉｍ}が入力されている。そして、増幅回路２１からは、積分回路１７からの信号とこの信号Ｖ_{ｂｔｒｉｍ}との差分が増幅され、バイアス電流源２５に送信され、当該信号に応じたバイアス電流Ｉ_Ｂが、バイアス電流源２５から半導体レーザダイオード３に供給される。そして、半導体レーザダイオード３は、上記変調電流Ｉ_Ｍ及びバイアス電流Ｉ_Ｂが供給されて信号光を出射する。

このようなＡＰＣ回路７の負帰還制御回路の動作状態を明らかにする為、半導体レーザダイオード３の光出力の平均値Ｐ_ａｖｅ、半導体レーザダイオード３の消光比ＥＲとＡＰＣ回路7の各パラメータを関連付ける伝達関数を求める。
モニタ電流Ｉ_ｍｐｄは、式(1)に示す様に半導体レーザダイオード３の光出力平均値Ｐ_ａｖｅとモニタフォトダイオード５の光−電流変換効率η_ＰＤの積となる。
I_mpd= P_ave・η_PD (1)
このモニタ電流Ｉ_ｍｐｄは電流−電圧変換回路１５において電流−電圧変換された後積分回路１７により積分される。その時の出力電圧Ｖ_ＬＰＦは、電流電圧変換回路の変換効率、および積分回路の利得を総合してＧとすると、
V_LPF = I_mpd・G (2)
バイアス電流I_Ｂについて検討する。積分回路１７出力Ｖ_ＬＰＦは増幅回路２１で外部制御信号Ｖ_{ｂｔｒｉｍ}との差分が演算され、この増幅回路の出力電圧に対応する電流Ｉ_Ｂがバイアス電流源からレーザダイオードに供給される。増幅回路の利得とバイアス電流源の電圧／電流変換効率を総合的にＧ_Ｂとすると
I_Ｂ = G_B・(V_btrim- V_LPF) (3)
となる。変調電流Ｉ_ｍｏｄについても増幅器１９の利得と電圧電流変換回路２３の変換利得を総合的にＧＭと表すと、変調電流_Ｉｍｏｄは
I_M= G_M・(V_mtrim - V_LPF) (4)
半導体レーザ３では、変調電流Ｉ_ｍｏｄとバイアス電流Ｉ_ｂｉａｓが重畳的に供給され、当該レーザの閾値電流Ｉ_ｔｈだけオフセットされた電流に対応して、スロープ効率η_ＬＤで決定される出力の光が放出される。その光出力の平均値Ｐ_ａｖｅは、変調電流Ｉ_Ｍの１／２がバイアス電流に重畳された時に対応するので、
P_ave= η_LD・（I_B + I_M/2 - I_th） (5)
と表される。

また、半導体レーザダイオード３の光出力の最大値Ｐ_ＨＩＧＨは、変調電流Ｉ_Ｍの最大値がバイアス電流Ｉ_Ｂに重畳された時に対応するので、
P_HIGH=η_LD・（I_B + I_M - I_th） (6)
一方、半導体レーザダイオード３の光出力の最小値Ｐ_ＬＯＷは、変調電流Ｉ_Ｍがバイアス電流Ｉ_Ｂに全く重畳されない時に対応するので、
P_LOW=η_LD・（I_B - I_th） (7)
と与えられる。従って、消光比ＥＲはＰ_ＨＩＧＨとＰ_ＬＯＷの比として次のように表す事が出来る。
ER= P_HIGH/P_LOW (8)

式（１）〜（８）を用いて、平均光出力Ｐ_ａｖｅの伝達関数を導出すると、
P_ave=η_LD・(V_btrim・G_B + V_mtrim・G_M/2 - I_th)/(1+ K_bias + K_mod/2) (9)
K_bias=η_PD・G・G_B・η_LD (10)
K_mod =η_PD・G・G_M・η_LD (11)
が得られる。また、消光比ＥＲは、
ER= {(V_btrim- P_ave・η_P・G)・G_B + (V_mtrim- P_ave・η_P・G)・G_M - I_th}/
{(V_btrim- P_ave・η_P・G)・G_B - I_th}
={(1 - K_mod/2)・(V_btrim・G_B - I_th)+ (1 + K_bias/2)・V_mtrim・G_M}
/{(1+ K_mod/2)・(V_btrim・G_B - I_th)- K_bias/2・V_mtrim・G_M} (12)
となる。

ここで、上記変数のうち温度依存性が大きい変数は、半導体レーザの緒特性に係るη_LD、Ｉ_ｔｈの二つである。前者はＫ_ｂｉａｓ、Ｋ_ｍｏｄに含まれているので、Ｋ_ｂｉａｓ、Ｋ_ｍｏｄ、Ｉ_ｔｈの三つの変数のみ温度に依存し、他を温度に対して不変と仮定することができる。消光比ＥＲは変調電流Ｉ_ｍｏｄに対するＡＰＣ回路ループ利得Ｋ_ｍｏｄ(Ｔ)、バイアス電流Ｉ_ｂｉａｓに対するＡＰＣ回路ループ利得Ｋ_ｂｉａｓ(Ｔ)、レーザダイオードの閾値電流Ｉ_ｔｈ(Ｔ)の関数となる。Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}を使って温度に依らず消光比を一定にしたい場合には、温度に依存してその値を変える制御電圧をＶ_{ｍｔｒｉｍ}(Ｔ)として、∂ＥＲ／∂Ｔ≡０となる様に与えればよいことになる。

本発明は、ある一定の消光比ＥＲを温度によらず維持するために、閾値電流Ｉ_ｔｈ、スロープ効率η_ＬＤに温度依存性を有するＬＤについて、制御電圧Ｖ_{ｂｔｒｉｍ}を如何に制御するかの方法を提案するものである。そこで、式（１２）を、Ｖｍｔｒｉｍについて解くと、
V_mtrim= V_mtrim(I_th(T), K_bias(η_LD(T),K_mod(η_LD(T))
=(V_btrim・G_B - I_th(T))・{(ER - 1) + (ER + 1)・K_mod(T)/2}
/G_M/{1+ (1 + ER)・K_bias(T)/2 } (13)
と与えられる。

Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}（Ｔ）は、Ｋ_ｂｉａｓ（Ｔ）、Ｋ_ｍｏｄ（Ｔ）及びＩ_ｔｈ（Ｔ）の関数であり、半導体レーザダイオード３の温度特性に依存する。Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}は、ＡＰＣ回路７の外部において、例えば、サーミスタやダイオード等の感温素子や温度データを参照するルックアップテーブル（ＬＵＴ）のデータをデジタル／アナログ変換した電圧を用いて、温度に基づく制御が行われる。半導体レーザダイオード３のスロープ効率η_ＬＤ（電流−光変換特性）のばらつきと閾値電流Ｉ_ｔｈのばらつきを比較した場合、一般には前者（スロープ効率）のばらつきが大きくなる傾向がある。そこで、外部制御信号により、前者の変動を吸収する方法を考える。

本発明では、増幅回路２１の利得Ｇ_Ｂと増幅回路１９の利得Ｇ_Ｍを可変とし、これを所定の関係に設定することにより、消光比を一定にする。以下その関係を説明する。今、式（１３）に次の関係式を適用する、
G_M = α・G_B (14)
これは、変調電流についての帰還ループのループ利得、バイアス電流についての帰還ループのループ利得、そのいずれも半導体レーザＬＤのスロープ効率にのみ左右されることから容易に推定可能である。そうすると、Ｋ_ｍｏｄ（Ｔ）についても以下の様に書き換えられる。
K_mod= α・K_bias (15)
ここで、αは温度に依存しない値である。このとき、式（１３）は、
V_mtrim= V_mtrim(I_th, K_bias) (13’)
と表されるので、Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}の変化ΔＶ_{ｍｔｒｉｍ}は
ΔV_mtrim= ∂V_mtrim/∂I_th・ΔIth + ∂V_mtrim/∂K_bias・ΔK_bias (16)
一般に、ΔＫ_ｂｉａｓ＞ΔＩ_ｔｈであるので、式（１６）において、∂Ｖｍｔｒｉｍ／∂Ｋｂｉａｓ＝０なる条件が与えられれば、Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}は閾値電流を補償するためにのみ変化させればよいことになる。
そこで、式（１６）の右辺第２項、
∂V_mtrim/∂K_bias= (V_btrim・G_B - I_th)・(ER + 1)・(α - ER+ 1)/
/2/G_B/{1+ (1 + ER)・K_bias(T)/2}²
≡ 0 (17)
の関係が得られる。式（１７）を満たす条件は、ＥＲ＝−１かα＝ＥＲ−１の場合であるが、ＥＲが負の値を取る事は有り得ないので、α＝ＥＲ−１を満たせば式（１７）は満足される。また、その時のＶｍｔｒｉｍ（Ｔ）は、Ｋ_ｍｏｄ＝α×Ｋ_ｂｉａｓ＝（ＥＲ−１）×Ｋ_ｂｉａｓの関係を式（１３）に代入して、
V_mtrim = (V_btrim・G_B -I_th(T))・{(ER - 1) + (ER + 1)・(ER -1)・K_bias(T)/2}
/G_M/{(1+ (1 + ER)・K_bias(T)/2}
=(V_btrim・G_B - I_th(T))・(ER - 1)/G_M (18)
となる。この式（１８）から理解される様に、Ｖｍｔｒｉｍ（Ｔ）は、Ｉｔｈ（Ｔ）のみの関数となっており、半導体レーザダイオード３のしきい値電流Ｉｔｈ（Ｔ）の温度変動に対してのみ補償をすれば消光比ＥＲは一定に維持される。

光送信器１のアプリケーションによって消光比ERの要求値が異なるが、その場合であっても、ＡＰＣ回路７の外部で設定され制御部２７に入力された目標消光比ＥＲに基づいて、制御部２７では増幅回路１９，２１に利得の比率Ｇ_Ｍ／Ｇ_Ｂが、
G_M/G_B= ER - 1 (19)
になるようにＧ_ＭおよびＧ_Ｂを設定する。このような設定により、半導体レーザダイオード３の消光比ＥＲの温度変動を安定させることができる。

上記の解析は、半導体レーザダイオード３と変調電流出力部１１との間をＡＣ結合した場合についても全く同様に適用することができる。すなわち、ＡＣ結合を採用した場合には、変調電流に対する増幅器（含電圧電流変換効率）Ｇ_Ｍについてη_ｍｏｄ×Ｇ_Ｍに変更されたものと考えることができるので、これまでに説明した変調電流、バイアス電流それぞれの帰還ループの伝達特性を求める関係を適用すると、Ｇ_ＢとＧ_Ｍの式（１９）に対応する関係について、
G_M/G_B= 2・(ER- 1)/(ER + 1)/η_mod (20)
を得ることができる。すなわち、半導体レーザダイオード３について、その変調電流がＡＣ結合により与えられた場合であっても、変調電流、バイアス電流それぞれの帰還ループ内の増幅器の利得、Ｇ_Ｍ、Ｇ_Ｂを、所定の消光比ＥＲが与えられた時に、式（２０）の関係を満足する様にその比を設定することで、消光比の温度変動を抑えることができる。

本発明を実現するにあたり、この光送信器１のＡＰＣ回路７は、制御部（利得制御手段）２７を備えており、増幅回路１９の利得Ｇ_Ｂと、増幅回路２１の利得Ｇ_Ｍとは、制御部２７からの情報に基づいて個別に設定／変更できる。この制御部２７には、目標とする消光比ＥＲに対応する信号が、ＡＰＣ回路７の外部から入力される。そして、制御部２７は、入力された目標消光比を達成する増幅回路の利得Ｇ_Ｂ及びＧ_Ｍを設定するために、制御信号を増幅回路１９，２１に送信する。このようにして、制御部２７は、入力された目標消光比に基づいて、変調電流Ｉ_Ｍに対するループ利得Ｋ_ｍｏｄ及びバイアス電流Ｉ_Ｂに対するループ利得Ｋ_ｂｉａｓを制御する利得制御手段として機能する。このような制御部２７としては、例えばＣＰＵなどのディジタル制御回路を用いることができる。

また、上記のように利得の調整が可能な増幅回路１９，２１としては、例えば、図２に示す可変利得増幅器５１を用いることができる。この可変利得増幅器５１は、差動増幅器５３と、差動増幅器５３の入力と出力とを接続する可変抵抗５５とを有している。この可変利得増幅器５１の、入出力の関係は、Ｖ_ｏｕｔ=Ｒ_Ｆ／Ｒ_Ｇ・(Ｖ_ｒｅｆ−Ｖ_ｉｎ)＋Ｖ_ｒｅｆで表される。そして、可変抵抗５５はデジタルポテンショメータであり、その抵抗値Ｒ_Ｆは、この可変利得増幅器外部から入力されるデジタル信号によって、調整することができる。このような可変利得増幅器５１を用い、制御部２７からのデジタル信号を入力させることにより、このデジタル信号に基づいて可変利得増幅器５１全体としての利得を可変とすることができる。

光送信器１及びＡＰＣ回路７におけるＧ_Ｍ／Ｇ_Ｂの制御の効果を検証すべく、しきい値電流Ｉ_ｔｈの温度変動について同様の特性を有し、スロープ効率η_ＬＤの温度変動について異なる特性を示す二つの半導体レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２を考える。この半導体レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の各スロープ効率η_ＬＤ１，η_ＬＤ２の温度変動、及びしきい値電流Ｉ_ｔｈの温度変動は、図３に示すものとする。また、ＡＰＣ回路７における各回路パラメータはＧ＝１．８ ［Ｖ／ｍＷ］、Ｖ_{ｂｔｒｉｍ} = １．２５ ［Ｖ］（一定）としている。

まず、ＡＰＣ回路７における積分回路１９の利得Ｇ_Ｂ及び積分回路２１の利得Ｇ_Ｍを、Ｇ_Ｂ＝Ｇ_Ｍ＝４と設定した場合を考える。これは、従来のＡＰＣ回路における、バイアス電流の帰還ループと変調電流の帰還ループに消光比ＥＲで定まる相関関係を何等持たせない場合に相当する。この条件において、一方の半導体レーザダイオードＬＤ１の消光比ＥＲを温度に依らず１０ｄＢで一定にするようなＶ_{ｍｔｒｉｍ}の温度特性を算出すると、図４のようになる。このようなＶ_{ｍｔｒｉｍ}を用いて、他方の半導体レーザダイオードＬＤ２を駆動した場合の消光比ＥＲと平均パワーＰ_ａｖｅの温度特性を計算すると、それぞれ図５及び図６の様になる。この図５に示すように、半導体レーザダイオードＬＤ１では、当然に消光比ＥＲは１０ｄＢで一定となるが、図６に示すように、スロープ効率η_ＬＤが異なる半導体レーザダイオードＬＤ２の場合、当然に、消光比ＥＲが１０ｄＢから大きく逸脱してしまう。

次に本発明に示された制御方法を検討する。まず、所定の消光比ＥＲを１０（１０ｄＢ）に設定する。ＡＰＣ回路７においてバイアス電流に対する帰還ループ２１、２５、変調電流に対する帰還ループ１９、２３の伝達関数が、Ｇ_Ｍ／Ｇ_B＝ＥＲ−１の関係を満たすように、Ｇ_Ｂ=４，Ｇ_Ｍ=３６とする。この条件において、半導体レーザダイオードＬＤ１の消光比ＥＲを温度に依らず１０ｄＢで一定にするようなＶ_{ｍｔｒｉｍ}の温度特性を算出すると、図７のようになる。このＶ_{ｍｔｒｉｍ}の温度特性を用いて、他方の半導体レーザダイオードＬＤ２を駆動した場合の消光比ＥＲの温度特性と平均パワーＰ_ａｖｅの温度特性を計算すると、図９の様になる。なお、図８には上記Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}を用いた際に半導体レーザダイオードＬＤ１から得られる平均光出力も合わせて示している。

図８に示すように、半導体レーザダイオードＬＤ１では、当然に消光比ＥＲは１０ｄＢで一定となる。が、本発明によれば、スロープ効率η_ＬＤが異なる半導体レーザダイオードＬＤ２においても、図９に示すように、消光比ＥＲが１０ｄＢの一定値に温度が変動しても維持されている。すなわち、ＡＰＣ回路７において、Ｇ_Ｍ／Ｇ_Ｂ＝ＥＲ−１の関係を満たせば、半導体レーザダイオードのスロープ効率η_ＬＤの温度依存性の固体差に依らず、消光比ＥＲを１０ｄＢで一定に維持することができる。

また、Ｇ_Ｂ=４，Ｇ_Ｍ＝３６と設定した場合において、上記半導体レーザダイオードＬＤ１を用い、モニタフォトダイオード５を受光効率η_PD＝０．４５のもの、すなわち、上記解析で仮定した受光効率の１／２の効率、に置換した場合を考える。この場合の消光比ＥＲの温度特性と平均パワーＰ_ａｖｅの温度特性は、図１０の様になる。この図１０によれば、モニタフォトダイオード５の変換効率η_ＰＤの低下により平均パワーＰ_ａｖｅはＡＰＣ回路７の帰還制御により高い値に設定されるが、消光比ＥＲについては１０ｄＢdBで一定に維持される。すなわち、ＡＰＣ回路７において、Ｇ_Ｍ／Ｇ_Ｂ＝ＥＲ−１の関係を満たすことにより、モニタフォトダイオード５の変換効率η_ＰＤに依らず、消光比ＥＲを１０ｄＢで一定に維持することができる。

以上のように、光送信器１及びＡＰＣ回路７によれば、半導体レーザダイオード３のスロープ効率η_ＬＤの温度変動のばらつきや、モニタフォトダイオード５の変換効率η_ＰＤのばらつき（固体差）に依らず、半導体レーザダイオード３の消光比を一定にできることがわかる。

なお、上記の説明では、バイアス電流に対する帰還ループ２１、２５についての伝達関数Ｇ_Ｂと、変調電流に対する帰還ループ１９、２３についての伝達冠するＧ_Ｍの比を、消光比ＥＲで定まる値に設定した。これは、それぞれのループの増幅器１９、２１の増幅度の比を上記値に設定することでも、あるいは、それぞれのループでの電圧／電流変換回路２３．２５の変換効率の比を上記値に設定することでも、本願の効果を発揮することができる。また、上記の例では、Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}を可変としてＶ_{ｂｔｒｉｍ}を一定としてきたが、Ｖ_{ｂｔｒｉｍ}を可変としてＶ_{ｍｔｒｉｍ}を一定としても同じ効果が得られる。

このような光送信器１が用いられる光通信においては、伝送レートや伝送距離に応じて要求される消光比ＥＲの仕様が異なる為、上述したように目標とする消光比ＥＲに合わせて、Ｇ_Ｍ = （ＥＲ−１）× Ｇ_Ｂ の関係に設定することで、アプリケーション毎に行っているＶ_{ｍｔｒｉｍ}の調整が格段に簡易化される。さらにＶ_{ｍｔｒｉｍ}特性はＬＤのしきい値電流Ｉｔｈ（Ｔ）でのみ決まる関数となる為、ＬＤ特性のばらつきの影響を格段に低減することが出来る。

また、複数のアプリケーションに対応した光送信器においては、目標とする消光比ＥＲを変更する場合がある。この場合、目標とする消光比ＥＲに応じてＧ_ＭとＧ_Ｂの比率を所望の値に変えることにより、常温におけるＶ_{ｍｔｒｉｍ}の調整値をアプリケーション毎に調整しておくだけで、各アプリケーションの目標とする消光比を安定して実現することが出来る。

本発明に係るＡＰＣ回路を備える光送信器の一実施形態を示すブロック図である。 図１のＡＰＣ回路の増幅回路に適用可能な可変利得アンプの一例を示す図である。 ２種類の半導体レーザダイオードのしきい値電流の温度特性及びスロープ効率の温度特性を示す線図である。 Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}の温度特性を示す線図である。 半導体レーザダイオードの消光比の温度特性及びパワーの温度特性を示す線図である。 半導体レーザダイオードの消光比の温度特性及びパワーの温度特性を示す線図である。 Ｖ_{ｍｔｒｉｍ}の温度特性を示す線図である。 半導体レーザダイオードの消光比の温度特性及びパワーの温度特性を示す線図である。 半導体レーザダイオードの消光比の温度特性及びパワーの温度特性を示す線図である。 半導体レーザダイオードの消光比の温度特性及びパワーの温度特性を示す線図である。 （ａ），（ｂ）は、従来のＡＰＣ回路を示す図である。

符号の説明

１…光送受信器、３…半導体レーザダイオード、７…ＡＰＣ回路（オートパワーコントロール回路）、２７…制御部（利得制御手段）、Ｉ_Ｍ…変調電流、Ｉ_Ｂ…バイアス電流。

Claims (2)

1. 所定の消光比ＥＲをもって光を出射する半導体レーザダイオードに供給する変調電流及びバイアス電流を設定するオートパワーコントロール回路において、
   前記変調電流に対するループ利得と前記バイアス電流に対するループ利得の比が、前記所定の消光比ＥＲに対して、ＥＲ−１で定められる関係を有することを特徴とする半導体レーザダイオードのオートパワーコントロール回路。
2. 変調電流とバイアス電流が供給されて光を出射する半導体レーザと、
   この光を受光し光電流を生成するフォトダイオードと、
   この光電流を電流電圧変換して電圧信号を生成する電流電圧変換器と、
   この電圧信号と第１の参照信号の比較結果に基づき前記変調電流を生成する変調電流源と、
   この電圧信号と第２の参照信号の比較結果に基づき前記バイアス電流を生成するバイアス電流源と、
   を含む光送信器において、
   前記半導体レーザ、前記フォトダイオード、前記電流電圧変換器、前記変調電流源で構成される変調電流帰還ループのループ利得と、前記半導体レーザ、前記フォトダイオード、前記電流電圧変換器、前記バイアス電流源で構成されるバイアス電流帰還ループのループ利得の比が、前記半導体レーザの出射する光の消光比ＥＲに対しＥＲ−１で定められていることを特徴とする光送信器。

Images