(57)【要約】  【課題】  フォトダイオードを要する従来の安定化光源装置と比較して安価に製造することができる安定化光源装置を提供すること。  【解決手段】  光ファイバ４に光を出力するレーザダイオード１０と、レーザダイオード１０の周辺温度を測定する温度測定部１１と、温度測定部１１によって測定された周辺温度に応じてレーザダイオード１０の駆動電流をレーザダイオードによって出力される光の強度が一定になるように制御する駆動電流制御部１２とを備える。【選択図】  図２
2006073857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオード（１０）と、
前記レーザダイオードの周辺温度を測定する温度測定部（１１）と、
前記温度測定部によって測定された周辺温度に応じて前記レーザダイオードの駆動電流を前記レーザダイオードによって出力される光の強度が一定になるように制御する駆動電流制御部（１２）とを備えた安定化光源装置。
【請求項２】
前記駆動電流制御部は、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした多項式関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の安定化光源装置。
【請求項３】
前記多項式関数は、前記周辺温度の２次関数であることを特徴とする請求項２に記載の安定化光源装置。
【請求項４】
前記駆動電流制御部は、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした指数関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の安定化光源装置。
【請求項５】
前記指数関数の底は、自然対数の底とすることを特徴とする請求項４に記載の安定化光源装置。
【請求項６】
レーザダイオード（１０）と、前記レーザダイオードの周辺温度を測定する温度測定部（１１）と、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした、出力光強度一定の条件で求めた２次関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御する駆動電流制御部（１２）とを備えた安定化光源装置（５）における前記２次関数の係数を設定する安定化光源係数設定方法であって、
前記レーザダイオードの周辺温度を段階的に変化させ、
各周辺温度において前記レーザダイオードに所定の強度の光を出力させるための駆動電流値をそれぞれ測定し、
測定した前記各駆動電流値の近似曲線となるように前記２次関数の係数を設定する安定化光源係数設定方法。
【請求項７】
レーザダイオード（１０）と、前記レーザダイオードの周辺温度を測定する温度測定部（１１）と、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした、出力光強度一定の条件で求めた２次関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御する駆動電流制御部（１２）とを備えた安定化光源装置（５）における前記２次関数の係数を設定する安定化光源係数設定方法であって、
複数のレーザダイオードに対して、それぞれ周辺温度を段階的に変化させ、各周辺温度において前記各レーザダイオードに所定の強度の光を出力させるための駆動電流値をそれぞれ測定し、測定した前記各駆動電流値の近似曲線となるように前記周辺温度を独立変数とした２次関数の係数をレーザダイオード毎に決定し、決定した係数の平均値を項毎に算出する準備ステップと、
前記準備ステップで算出された前記各係数の平均値を前記安定化光源装置における前記２次関数の各係数として設定する設定ステップと、
前記安定化光源装置に設けられたレーザダイオードの周辺温度を所定の温度に設定し、前記所定の温度において前記安定化光源装置に設けられたレーザダイオードに前記所定の強度の光を出力させるための駆動電流値を測定し、測定した駆動電流値を含むように前記２次関数の定数項を調整する調整ステップとを備えた安定化光源係数設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定の強度の光を出力する安定化光源装置に関し、例えば、光ファイバの心線対照用に一定の強度の光を出力する安定化光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一定の強度の光を出力するものとしては、例えば、ＡＰＣ（Automatic Power Control）という技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＡＰＣを適用した従来の安定化光源装置は、図５に示すように、レーザダイオード２０と、レーザダイオード２０によって出力された光を受けて電気信号に変換するフォトダイオード２１と、フォトダイオード２１によって変換された電気信号を増幅する差動増幅器２２と、差動増幅器２２によって増幅された電気信号に基づいてレーザダイオード２０の駆動電流を制御する駆動電流制御回路２３とを備え、出力する光の強度が温度によって変化するレーザダイオード２０の駆動電流を制御することによって、レーザダイオード２０から出力される光の強度を一定にしていた。
【非特許文献１】「光半導体デバイス」日本電気株式会社出版、平成元年１２月２９日、ｐ．４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の安定化光源装置は、フォトダイオードを要するため、製造コストが高くなるといった問題があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、フォトダイオードを要する従来の安定化光源装置と比較して安価に製造することができる安定化光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の安定化光源装置（５）は、レーザダイオード（１０）と、前記レーザダイオードの周辺温度を測定する温度測定部（１１）と、前記温度測定部によって測定された周辺温度に応じて前記レーザダイオードの駆動電流を前記レーザダイオードによって出力される光の強度が一定になるように制御する駆動電流制御部（１２）とを備えた構成を有している。
【０００６】
この構成により、レーザダイオードの周辺温度に応じてレーザダイオードの駆動電流を制御することによって、フォトダイオードを要せずにレーザダイオードによって出力される光の強度を一定にするため、フォトダイオードを要する従来の安定化光源装置と比較して安価に製造することができる。
【０００７】
なお、前記駆動電流制御部は、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした前記周辺温度の２次関数等の多項式関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御するようにしてもよい。
【０００８】
また、前記駆動電流制御部は、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした指数関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御するようにしてもよい。ここで、前記指数関数の底は、自然対数の底としてもよい。
【０００９】
また、本発明の安定化光源係数設定方法は、レーザダイオード（１０）と、前記レーザダイオードの周辺温度を測定する温度測定部（１１）と、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした、出力光強度一定の条件で求めた２次関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御する駆動電流制御部（１２）とを備えた安定化光源装置（５）における前記２次関数の係数を設定する安定化光源係数設定方法であって、前記レーザダイオードの周辺温度を段階的に変化させ、各周辺温度において前記レーザダイオードに所定の強度の光を出力させるための駆動電流値をそれぞれ測定し、測定した前記各駆動電流値の近似曲線となるように前記２次関数の係数を設定する。
【００１０】
この方法により、レーザダイオードとして適用される部品の特性の差に関わらずに安定化光源装置に一定の強度の光を出力させることができる。
【００１１】
また、本発明の安定化光源係数設定方法は、レーザダイオード（１０）と、前記レーザダイオードの周辺温度を測定する温度測定部（１１）と、前記温度測定部によって測定された周辺温度を独立変数として前記レーザダイオードの駆動電流を従属変数とした、出力光強度一定の条件で求めた２次関数に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御する駆動電流制御部（１２）とを備えた安定化光源装置（５）における前記２次関数の係数を設定する安定化光源係数設定方法であって、複数のレーザダイオードに対して、それぞれ周辺温度を段階的に変化させ、各周辺温度において前記各レーザダイオードに所定の強度の光を出力させるための駆動電流値をそれぞれ測定し、測定した前記各駆動電流値の近似曲線となるように前記周辺温度を独立変数とした２次関数の係数をレーザダイオード毎に決定し、決定した係数の平均値を項毎に算出する準備ステップと、前記準備ステップで算出された前記各係数の平均値を前記安定化光源装置における前記２次関数の各係数として設定する設定ステップと、前記安定化光源装置に設けられたレーザダイオードの周辺温度を所定の温度に設定し、前記所定の温度において前記安定化光源装置に設けられたレーザダイオードに前記所定の強度の光を出力させるための駆動電流値を測定し、測定した駆動電流値を含むように前記２次関数の定数項を調整する調整ステップとを備える。
【００１２】
この方法により、安定化光源装置の駆動電流制御部に設定する２次関数の係数の設定を２次関数の定数項を調整することによって行うことができるため、安定化光源装置の駆動電流制御部に設定する２次関数の係数の設定を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、フォトダイオードを要する従来の安定化光源装置と比較して安価に製造することができる安定化光源装置を提供することができる。また、レーザダイオードにおける駆動電流と光強度の特性の経年変化に対し、２次関数の定数項を調整することで大まかに補正できるため、定期校正を容易に行うことができる。さらに、同じ製造ロットのレーザダイオード間の駆動電流と光強度の特性のばらつきや異なる製造ロット間でのばらつき等に対しても、請求項７の方法を用いることで、２次関数の各項の値を、各項毎に求めた平均値からわずかにずらした値に設定するだけで、対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置を図１（ａ）に示すようなＰＯＮ（Passive Optical Network）型のＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスに適用した例を説明する。
【００１５】
図１（ａ）において、加入者側に設けられたＯＮＵ（Optical Network Unit）１は、光を分岐するスプリッタ２を介して局用装置３と光ファイバ４で接続されている。ＯＮＵ１は、コンピュータ装置等の通信機器が接続され、通信機器との間で送受信される電気信号と光ファイバ４を介して送受信される光信号とを光電変換するものである。
【００１６】
光ファイバの長さ、損失の測定、および破断箇所の検知等の光ファイバの試験を行うものとしてＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）というものが知られている。ＯＴＤＲは、ＯＮＵ１に代えて光ファイバ４に接続され、局用装置３に向けて光を出力し、出力した光が光ファイバ４の端部や破断箇所で反射された反射光の強度や時刻に基づいて光ファイバ４の長さ、損失の測定、および破断箇所の検知を行うものである。
【００１７】
このＯＴＤＲによる試験に先立って、破断箇所の大まかな特定や心線対照を行うために、図１（ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置５と心線対照器（ＩＤテスタともいう）６を用いた試験が行われる。心線対照器６は、光ファイバ４を湾曲させて漏洩した安定化光源装置５によって出力された光を検知するものである。なお、心線対照器６に代えて光パワーメータを用いてもよい。
【００１８】
図２は、本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置５のブロック図である。
【００１９】
安定化光源装置５は、光ファイバ４に光を出力するレーザダイオード１０と、レーザダイオード１０の周辺温度を測定する温度測定部１１と、温度測定部１１によって測定された周辺温度に応じてレーザダイオード１０の駆動電流をレーザダイオード１０によって出力される光の強度が一定になるように制御する駆動電流制御部１２とを備えている。
【００２０】
温度測定部１１は、温度を検知する温度センサを有している。駆動電流制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および電流制御回路を有しており、温度センサによって検知された温度に基づいてＣＰＵが電流制御回路を制御するように構成されている。
【００２１】
図３は、レーザダイオード１０の各周辺温度における駆動電流と光強度の特性を示すグラフである。図３に示したようなレーザダイオード１０の各周辺温度における駆動電流と光強度の特性を表すグラフに基づいて、レーザダイオード１０によって出力される光の強度を一定にするためのレーザダイオード１０の周辺温度と駆動電流との特性を得ることができる。
【００２２】
図４は、レーザダイオード１０によって出力される光の強度を一定にするためのレーザダイオード１０の周辺温度と駆動電流との特性を示すグラフである。なお、図４において、一定にする光の強度を２ｍＷとし、レーザダイオード１０として同一メーカの同一形名製品のレーザダイオードＡ〜Ｄを使用した。
【００２３】
図４に示したように、レーザダイオード１０によって出力される光の強度を一定にするためのレーザダイオード１０の周辺温度と駆動電流との特性は、２次関数によって近似できる。図４には、レーザダイオードＡ〜Ｄに対してそれぞれ得られた２次関数ａ〜ｄが示されている。各２次関数ａ〜ｄは、xをレーザダイオード１０の周辺温度とし、yを駆動電流とするとそれぞれ式(a)〜(d)のようになる。
【００２４】
(a)  y = 0.0086x2 + 0.1366x + 20.706
(b)  y = 0.0047x2 + 0.2094x + 18.878
(c)  y = 0.0068x2 + 0.2408x + 19.94
(d)  y = 0.0064x2 + 0.1974x + 20.047
これにより、駆動電流制御部１２は、温度測定部１１によって測定された周辺温度を独立変数としてレーザダイオード１０の駆動電流を従属変数とした、２次関数に基づいてレーザダイオード１０の駆動電流を制御するように構成する。
【００２５】
例えば、レーザダイオード１０にレーザダイオードＡを適用したときに、レーザダイオード１０の周辺温度が３０℃で光の強度を２ｍＷにする場合には、２次関数ａによって0.086×302+0.1366×30+20.706=32.544が求まり、レーザダイオード１０の駆動電流が３２．５４４ｍＡになるように駆動電流制御部１２がレーザダイオード１０の駆動電流を制御する。
【００２６】
なお、図４から分かるように、駆動電流制御部１２は、２次関数に代えて３次関数等の他の多項式関数や指数関数に基づいてレーザダイオード１０の駆動電流を制御するように構成することもできる。なお、駆動電流制御部１２が指数関数に基づいてレーザダイオード１０の駆動電流を制御する場合には、指数関数の底は、自然対数の底（ネイピア数ともいう）とする。
【００２７】
次に、駆動電流制御部１２に２次関数の係数を設定する安定化光源係数設定方法について説明する。安定化光源係数設定方法としては、以下に示すように２つの方法がある。
【００２８】
第１の安定化光源係数設定方法においては、図４に示したように、レーザダイオード１０の周辺温度を段階的に変化させ、各周辺温度においてレーザダイオード１０に所定の強度の光を出力させるための駆動電流値をそれぞれ測定し、測定した各駆動電流値の近似曲線となるように係数を決定し、決定した係数を駆動電流制御部１２に設定する。
【００２９】
第２の安定化光源係数設定方法においては、複数のレーザダイオードを対象として大まかな係数を算出する準備ステップと、準備ステップで算出された大まかな係数を駆動電流制御部１２に設定する設定ステップと、駆動電流制御部１２に設定した係数を調整する調整ステップとからなる。
【００３０】
なお、準備ステップは、安定化光源装置５の製造を開始する前に実行され、設定ステップは、安定化光源装置５の製造時に実行され、調整ステップは、安定化光源装置５の出荷前やメンテナンス時などの製造後に実行される。
【００３１】
準備ステップにおいては、複数のレーザダイオードに対して、それぞれ周辺温度を段階的に変化させ、各周辺温度において各レーザダイオードに所定の強度の光を出力させるための駆動電流値をそれぞれ測定し、測定した各駆動電流値の近似曲線となるように周辺温度を独立変数とした２次関数の係数をレーザダイオード毎に決定し、決定した係数の平均値を項毎に算出する。
【００３２】
設定ステップにおいては、準備ステップで算出された各係数の平均値を２次関数の各係数として駆動電流制御部１２に設定する。
【００３３】
調整ステップにおいては、レーザダイオード１０の周辺温度を所定の温度に設定し、所定の温度においてレーザダイオード１０に所定の強度の光を出力させるための駆動電流値を測定し、測定した駆動電流値を含むように駆動電流制御部１２に設定した２次関数の定数項を調整する。
【００３４】
以上説明したように、本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置５によれば、レーザダイオード１０の周辺温度に応じてレーザダイオード１０の駆動電流を制御することによって、フォトダイオードを要せずにレーザダイオード１０によって出力される光の強度を一定にするため、フォトダイオードを要する従来の安定化光源装置と比較して安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置の適用例を示すネットワーク構成図
【図２】本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置を構成するレーザダイオードの各周辺温度における駆動電流と光強度の特性を示すグラフ
【図４】本発明の一実施の形態に係る安定化光源装置を構成するレーザダイオードによって出力される光の強度を一定にするためのレーザダイオードの周辺温度と駆動電流の特性を示すグラフ
【図５】従来の安定化光源装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３６】
１  ＯＮＵ
２  スプリッタ
３  局用装置
４  光ファイバ
５  安定化光源装置
６  心線対照器
１０、２０  レーザダイオード
１１  温度測定部
１２  駆動電流制御部
２１  フォトダイオード
２２  差動増幅器
２３  駆動電流制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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