(57)【要約】【課題】過渡発光、波長ずれといった不安定状態を回避し安定してＬＤが光出力を発出させつつ、ＴＥＣにより温度調整されるＥＭＬモジュールを搭載した光トランシーバの起動時の温度を所定温度まで短時間に上昇させる制御方法を提供する。【解決手段】ＴＥＣ１４により温度制御された、ＥＡ変調器１２とＬＤ１１とを集積化したＥＭＬモジュール１０を搭載した光トランシーバ１００の起動時に、ＬＤの設定温度が光トランシーバの環境温度よりも高い時に、光トランシーバ１００へ電源を供給した直後に、ＥＡ変調器を光吸収モードで駆動するとともに、ＬＤにバイアス電流を供給し、ＬＤ温度が設定温度に達した後に、ＥＡ変調器を光透過モードに変更している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＥＣ（熱電変換素子）により温度制御された、電界吸収型変調器と半導体レーザとを集積化した電界吸収型変調器集積レーザを搭載した光トランシーバの制御方法であって、
該光トランシーバの起動時に、前記半導体レーザの設定温度が前記光トランシーバの環境温度よりも高い時に、前記光トランシーバへ電源を供給した直後に、前記電界吸収型変調器を光吸収モードで駆動するとともに前記半導体レーザにバイアス電流を供給し、
前記半導体レーザが所定状態に達した後に、前記電界吸収型変調器を光透過モードに変更する、光トランシーバの制御方法。
【請求項２】
前記所定状態は、前記半導体レーザの温度が前記設定温度に達した状態である請求項１に記載の光トランシーバの制御方法。
【請求項３】
前記所定状態は、前記ＬＤからの出力光をモニタし、該出力光の値が所定の値に達した状態である請求項１に記載の光トランシーバの制御方法。
【請求項４】
前記光吸収モードにおいて、前記電界吸収型変調器にバイアス電圧として最大許容負電圧を印加する請求項１から３のいずれか１に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信においてメトロアクセス系といった都市部のネットワークでは安定した光伝送特性が要求され、それに対応すべくどのような状況下でも安定した光出力、動特性を維持することが求められている。その一例として、従来のレーザ直接変調方式の代わりに、レーザ（レーザダイオード：Laser Diode、以下、「ＬＤ」という。）の光出力を一定に保っておいてＥＡ変調器（ＥＡ：Electro-Absorption、電界吸収型変調器）による外部変調方式を用いた電界吸収型変調器集積レーザ（ＥＭＬ：Electro-absorption Modulator integrated Laser Diode、以下、「ＥＭＬ」という。）が用いられる。
【０００３】
現在、光トランシーバにおいて適用されている光ファイバとＥＭＬとをモジュール化したＥＭＬモジュールは、一般的ＥＭＬ素子としてＬＤ部分は多重量子井戸構造分布帰還型（ＭＱＷ−ＤＦＢ）構造が採用されるが、回折格子によって決定される発振波長の温度依存性は材料の屈折率の温度依存性で決定され、温度が変化すると屈折率変動により発振波長λpが約０．１ｎｍ／℃の割合で長波長側に変化する。一方、温度変化によりＭＱＷ層のバンドギャップが変わることで利得ピーク波長λgが０．６〜０．７ｎｍ／℃の割合で長波長側に変わるため、λpとλgの差が大きくなると、スロープ効率の低減による光出力低下という問題が発生する。そのため温度安定化のための温度素子としてペルチェ素子を用いた熱電クーラ（Thermoelectric Cooler：以下、「ＴＥＣ」という。）がＥＭＬモジュールに搭載される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ＬＤおよびＥＡ変調器を備えたＥＭＬの温度を調整可能にする温度調整回路としてのＴＥＣを光送信部に設けるとともに、制御部が、ＬＤの駆動制御に加えて、ＴＥＣを用いたＬＤおよびＥＡ変調器の温度制御、並びに、ＥＡ変調器のバイアス電圧制御も同時に行うようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００８−１２６２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＥＣにより温度調整されるＥＭＬモジュールにおいて、電源投入直後はＴＥＣ温度が周囲環境と熱平衡の状態であるため、周囲環境がＬＤの特性を保証可能な温度範囲外であった場合、ＬＤは過渡発光、波長ずれといった不安定状態となる。そこで従来から安定に駆動開始できる温度までヒータ（クーラ）によりＬＤ周辺を暖機（冷機）させる技術が考案されているが、業界標準の規定等により消費電力や設計規模などのモジュールの仕様やヒータ（クーラ）の効率といった制約により安定駆動までに要する時間と温度範囲には制限があった。すなわち、ＬＤモジユールやトランシーバの設計においては規格に準拠するために小型化が必要であり、搭載される温度素子も小型化されるが、その際に駆動能力の低下が間題となり、所定の時間内で温度を安定して駆動させることができないといった課題があった。
【０００７】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、過渡発光、波長ずれといった不安定状態を回避し安定してＬＤが光出力を発出させつつ、ＴＥＣにより温度調整されるＥＭＬモジュールを搭載した光トランシーバの起動時の温度を所定の設定温度まで短時間に上昇させる制御方法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】
【０００８】
本発明の一態様に係る光トランシーバの制御方法は、ＴＥＣ（熱電変換素子）により温度制御された、電界吸収型変調器と半導体レーザとを集積化した電界吸収型変調器集積レーザを搭載した光トランシーバの制御方法であって、該光トランシーバの起動時に、前記半導体レーザの設定温度が前記光トランシーバの環境温度よりも高い時に、前記光トランシーバへ電源を供給した直後に、前記電界吸収型変調器を光吸収モードで駆動するとともに前記半導体レーザにバイアス電流を供給し、前記半導体レーザの温度が前記設定温度に達した後に、前記電界吸収型変調器を光透過モードに変更する、光トランシーバの制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】
上記発明によれば、過渡発光、波長ずれといった不安定状態を回避し安定してＬＤが光出力を発出させつつ、ＴＥＣにより温度調整されるＥＭＬモジュールを搭載した光トランシーバの起動時の温度を所定温度まで短時間に上昇させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の制御方法の対象となる、ＥＭＬモジュールとその制御回路を有する一般的な光トランシーバのブロック図である。
【図２】図１に示すトランシーバの起動時のフローを示す図である。
【図３】図１に示すトランシーバの起動時の各部の波形を示す図である。
【図４】本発明の一態様に係る、ＥＭＬモジュールとその制御回路を有する光トランシーバのブロック図である。
【図５】図４に示すトランシーバの起動時のフローを示す図である。
【図６】図４に示すトランシーバの起動時の各部の波形を示す図である。
【図７】図４に示すＴＥＣの周辺構造を示す図である。
【図８】図７に示すＴＥＣのＬＤ温度を４５℃に設定した場合におけるサブマウントの熱容量と熱平衡に必要なＴＥＣ消費電力の一例を示す図である。
【図９】ＥＭＬモジュールの起動時におけるＬＤチップの温度変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る光トランシーバの制御方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内ですべての変更が含まれる。また、以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
【００１２】
まず、本発明の実施形態の光トランシーバの制御方法を説明するにあたって、本発明の制御方法の対象となる一般的な光トランシーバについて説明する。図１は、ＥＭＬモジュールとその制御回路を有する一般的な光トランシーバのブロック図である。光トランシーバ２００は、ＥＭＬモジュール１０、ＥＭＬ駆動回路２０、ＴＥＣ制御回路３０、および、制御部４０を有している。
【００１３】
ＥＭＬモジュール１０内のＬＤ１１は単一波長を出力させるためＤＦＢ（Distributed Feedback：分布帰還）型レーザが使用されており、数ＧＨｚ以上の高周波において発生するチャーピングの間題を抑えるため、後段には光信号の強度変調用として電界吸収型等のＥＡ変調器１２が採用され集積化されている。ＬＤ１１およびＥＡ変調器１２の駆動は、ＥＭＬモジュール１０外からＣＰＵなどの制御部４０によって素子別に動作管理されており、ＥＭＬ駆動回路２０からバイアス電流（または電圧）が入力される。ＬＤ１１は、ＬＤバイアス駆動回路２１からバイアス電流が入力され発光する。ＥＡ変調器１２は、ＥＡバイアス駆動回路２２からのバイアス電圧によってバイアスされた状態で、ＥＡ変調駆動回路２３からの変調信号によって変調駆動される。このため、ＬＤ１１からの光は後段のＥＡ変調器１２で光変調されたのちにＥＭＬモジュール１０の前方から図示しない光ファイバへ出力される。
【００１４】
一方、設計によってはＬＤ１１の後方にも前方と同様のパワー比率で光が出力され、モニタＰＤ（Photodiode）１３によりパワーがモニタされる。モニタＰＤ１３によりモニタされた光は電気信号に変換され制御部４０に伝えられ、所望の値となるようにＬＤバイアス制御回路４１にフィードバックすることでＬＤ１１の光パワーレベルを一定に制御している。また、ＥＡ変調器１２とＬＤ１１の周辺にはＴＥＣ１４が隣接して備え付けられており、サーミスタ等の温度センサ１５を用いて制御することでヒータもしくはクーラとして機能させ、ＬＤ１１の温度管理を行っている。
【００１５】
図２は、図１に示すトランシーバの起動時のフローを示す図であり、起動時の制御方法について、図３に示した各部の波形とともに以下に説明する。まず、時刻ｔ１で光トランシーバ２００に電源が供給された後、制御部４０が起動しオン状態となる（ステップＳ１）。その際、全てのステータスは初期化され、ＥＭＬモジュール１０へのＬＤバイアス制御信号は０となっており、ＥＭＬモジュール１０からは光出力がないシャットダウン状態となっている。同時にＴＥＣ制御が開始され（ＴＥＣセット）、制御部４０のＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からＬＤ設定温度ａ℃の情報がＴＥＣ制御回路３０に送られる。設定温度ａ℃はＬＤ１１の温度特性を踏まえて予め実施した評価などから決定される。ＴＥＣ制御回路３０ではＬＤ設定温度ａ℃とＥＭＬモジュール１０内の温度センサ１５で読み取ったＬＤ温度ＴLDとが比較され、ＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃よりも低い場合はヒータとして、高い場合はクーラとしてＴＥＣ１４を駆動する。なお、ＥＡバイアス駆動回路２２はこの時点で駆動させることで、ＥＡバイアスセットの状態にしておいてもよく、また、後述するＬＤバイアスオンになった際に駆動させてもよい。
【００１６】
次に、温度センサ１５で検知したＬＤ温度ＴLDがＬＤ１１の設定温度ａ℃になるまでループ処理を繰り返す（ステップＳ２）。そして、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５が時刻ｔ２でＬＤ温度ＴLDがＬＤ１１の設定温度ａ℃に達したことを検知した後、もしくは、設定温度ａ℃の所定範囲内に到達後したことを検知した後、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からの制御オン信号がＴｘ（送信機）オンオフ制御回路４４に伝わる。その後、時刻ｔ３でＴｘオンオフ制御回路４４からの制御オンの指令をトリガとしてＬＤバイアス制御回路４１はＬＤバイアスをオンにする（ステップＳ３）。
【００１７】
この制御方法により、ＬＤ１１の周辺温度を一定に保つことができるため、ＬＤ１１からは所定波長の光が出力され、ＥＡ変調器１２によって光変調が可能な状態になる。これにより、安定してＥＭＬモジュール１０から光が発出される。なお、ＥＡ変調駆動回路２３については、ＬＤバイアスが制御オンとなった際に駆動制御を開始する。以上の電源投入直後の初期処理については、これら光トランシーバ２００の外部のホスト側からのホスト制御信号５１としてＴｘオン信号を受けた場合であるが、Ｔｘオフの信号が割り込まれた場合も、Ｔｘオンオフ制御回路４４でＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からの信号とアンド処理をすることを除き同様に制御される。
【００１８】
なお、ＬＤバイアス駆動回路２１、ＥＡバイアス駆動回路２２、ＥＡ変調駆動回路２３は、それぞれ、ＬＤバイアス制御回路４１、ＥＡバイアス制御回路４２、ＥＡ変調制御回路４３によって制御される。ＥＡバイアスとしては負電圧が印加されるが、電流量や電圧値は予め得られた値や製造時の調整結果などから決定される。
【００１９】
上述のように、一般的な光トランシーバ２００では、ＴＥＣ１４を駆動して、ＬＤ１１の温度が所定の設定温度に到達した後に、ＬＤ１１を発光させている。これに対して、本発明の実施形態では、ＴＥＣにより温度調整されるＥＭＬモジュールを搭載した光トランシーバの起動時の温度を所定温度まで短時間に上昇させることをその目的としている。このため、ＴＥＣを駆動して設定温度に到達させる間に、ＬＤを駆動（発光）させる。これにより、ＬＤの駆動による発熱がＴＥＣの温度上昇に付加されて、所定温度へ到達する時間が短縮できる。また、所定温度に到達するまでの間は、ＬＤが出力する光を吸収するようにＥＡ変調器をバイアスすることによって、ＬＤからの光出力が外部に出力されることを防止している。
【００２０】
図４は、本発明の一態様に係る、ＥＭＬモジュールとその制御回路を有する光トランシーバのブロック図である。また、図５は、図４に示すトランシーバの起動時のフローを示す図であり、図６は、図４に示すトランシーバの起動時の各部の波形を示す図である。図４に示す光トランシーバ１００は、図１に示した光トランシーバ２００の構成に対して、起動時に、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からＥＡバイアス制御回路４２およびＥＡ変調制御回路に制御信号が送られるようになっている。他の構成と機能については、図１に示した光トランシーバ２００と同様であるので、その説明を省略する。
【００２１】
以下、光トランシーバ１００の起動時の制御方法について、図４から図６を参照して説明する。光トランシーバ１００に電源が投入される時刻t１より前では、ＬＤ１１のバイアス（ＬＤバイアス）、ＥＡ変調器１２へのバイアス（ＥＡバイアス）、および、ＴＥＣ１４の駆動電流は０であり、ＬＤ１１からは光出力がない状態となっている。また、ＬＤ１１の温度は光トランシーバ１００が設置された環境温度とほぼ等しい温度に維持されている。時刻t１で光トランシーバ１００に電源が供給されると、制御部４０が起動しオン状態となる（ステップＳ１１）。その際、全てのステータスは初期化されており、ＬＤバイアス制御回路４１、ＥＡバイアス制御回路４２からは信号が出力されずシャットダウン状態となっている。
【００２２】
同時にＴＥＣ制御が開始され（ＴＥＣセット）、制御部４０のＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からＬＤ設定温度ａ℃の情報がＴＥＣ制御回路３０に送られる。ＴＥＣ制御回路３０ではＬＤ設定温度ａ℃とＥＭＬモジュール１０内の温度センサ１５で読み取ったＬＤ温度ＴLDとが比較され、ＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃よりも低い場合はヒータとして、高い場合はクーラとしてＴＥＣ１４を駆動するが、その際に、温度センサ１５からのＬＤ温度ＴLDと設定温度ａ℃とが比較判定される（ステップＳ１２）。
【００２３】
ステップＳ１２での判定の結果、ＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃より低い場合は、ステップＳ１６に移り、ＥＡバイアス制御回路４２は、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からの信号を受け、ＥＡ変調器１２に最大許容負電圧を印加するよう、ＥＡバイアス駆動回路２２を制御する。続いて、ＬＤバイアス制御回路４１は、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からの信号を受け、ＬＤ１１へのバイアスオンとなるようにＬＤバイアス駆動回路２１を制御する。ここで、ＬＤ１１はバイアスがオンになったことで発光するが、ＥＡ変調器１２では最大負電圧が印加されており、ＬＤ１１が出力した光はＥＡ変調器１２によって吸収されるため、外部へは、実質的に光は出力されない。この状態を光吸収モードと呼ぶ。
【００２４】
その際、ＬＤ１１はＴＥＣ１４のヒータ作用によって加熱される他に、ＬＤ１１自体に加えられるバイアス電流によって加熱される。さらに、ＥＡ変調器１２に加えられる電圧と、ＬＤ１１からの光吸収による発熱によって、加熱されるため、ターゲットとする設定温度ａ℃、もしくは、設定温度ａ℃を中心とする所定の温度範囲に達するまでの時間が短縮される。
【００２５】
さらにステップＳ１７に進み、ＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃に達したかどうか判定される。達していない場合（ＮＯの場合）は、ＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃に達するまでループ処理を繰り返す。そして、時刻ｔ２でＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃に到達後に、もしくは、設定温度ａ℃を中心とする所定の温度範囲内に到達後に、時刻ｔ３でＥＡバイアス制御回路４２は、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からの信号によって、ＥＡバイアス駆動回路２２を最大許容負電圧から通常動作における所定のＥＡバイアス電圧を出力するようにＥＡバイアスをセットする(ステップＳ１８)。同時に、ＥＡ変調制御回路４３は、ＥＡ変調駆動回路２３に変調信号を出力することによって変調制御が開始され、外部に光が出力される。この状態を光透過モードという。
【００２６】
以上の制御方法では、ＥＡバイアスセット後は、ＬＤ１１の周辺温度は設定電圧ａ℃に一定に保たれているため、安定してＥＭＬモジュール１０から光が出力される。ＥＡバイアスをセットしＥＡ変調器１２を光吸収モードから光透過モードへ切り替えるタイミング（時刻ｔ３）については、例えば、温度センサ１５を使用してＬＤ温度ＴLDを検出し、所定の値に達した状態、あるいは、ＬＤ１１の光出力を後方で検出するモニタＰＤ１３を使用して光出力値を算出し、所望の値に達した状態を条件に決定することができる。なお、ＬＤ１１からの光出力をモニタＰＤ１３によりモニタし、所望の値となるようにＬＤバイアス制御回路４１にフィードバックすることで、光パワーレベルを一定にするＡＰＣ（Auto-Power Control）制御を行うこともできる。
【００２７】
一方、ステップＳ１２での判定の結果、ＬＤ温度ＴLDが設定温度ａ℃以上の場合は、ステップＳ１３に移り、ＥＡバイアス駆動回路２２を通常動作における所定のＥＡバイアス電圧を出力するようして、ＥＡバイアスをセットする。なお、ＥＡバイアスセットは、この時に行う他、後述するＬＤバイアスオン時に行うようにしてもよい。そして、ＴＥＣセットによりＥＭＬモジュール１０は冷やされ、温度センサ１５で検知した温度が設定温度になるまでループ処理を繰り返す（ステップＳ１４）。
【００２８】
そして、ＬＤ温度ＴLDがＬＤ１１の設定温度ａ℃に達したことをＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５が検知した後、もしくは、設定温度ａ℃を中心とする所定温度範囲内に到達後したことを検知した後、ＬＤ温度設定・ＬＤモニタ回路４５からの制御オン信号がＴｘオンオフ制御回路４４に伝わる。そして、Ｔｘオンオフ制御回路４４からの制御オンの指令をトリガとしてＬＤバイアス制御回路４１はＬＤバイアスをオンにする（ステップＳ１５）。さらに、ＥＡ変調駆動回路２３は、ＬＤバイアス駆動回路２１の駆動開始とともに駆動を開始する。
【００２９】
以上のように、本実施形態では、起動後のＬＤ温度が設定温度よりも低い場合に有効であるが、次の効果が期待できる。まず、ＬＤバイアスを電源投入直後に印加することにより、ＴＥＣ１４のヒータのみでＬＤ１１を加熱するより速くＬＤ温度を安定化させることができる。また、ＥＡバイアスを最大限に印加することでもＬＤ１１の温度の上昇を促すことができる。さらに、光透過モードにおいて、ＬＤバイアス印加によるＥＡ変調器１２の温度の過渡的な変動と、それに伴う波長ずれを防ぐことが可能になる。また、モニタＰＤ１３で光出力が安定したことを確認してからＥＡ変調を行えるため、過渡発光を防ぐことができる。さらに、加熱や冷却能力の向上のために各素子のサイズアップや新たな素子等を採用する必要はなく、設計規模が増えることはない。
【００３０】
次に、本実施形態に用いられるＥＭＬモジュール１０について説明する。ＥＡ変調器とＬＤを有するモジュールを搭載する代表的なものとして、ＳＦＰ＋（Enhanced Small Form-factor Pluggable）は光トランシーバの一種であり、そのうち長距離系のＳＦＰ＋ＥＲは伝送特性を保証するためにＥＭＬモジュールを採用するのが一般的である。また、ＬＤは光出力やその出力光の波長に大きな温度依存性を示すため、モジュール内に調温素子としてＴＥＣを内蔵し、温度制御する必要がある。この際、モジュール全体としての消費電力が問題となる。消費電力の内訳は主にＬＤ、ＥＡ変調器の駆動に必要な電流とＴＥＣ電流の２つとなるが、温度範囲が広い場合においてはＴＥＣ電流の割合が増加し、特に起動直後はＴＥＣ電流が支配的となる。
【００３１】
図７は、図４に示すＴＥＣの周辺構造を示す図である。サーミスタからなる温度センサ１５およびＬＤ１１がサブマウント（ヒートスプレッダ）１６を介してＴＥＣ１４上に置かれている。ＴＥＣ１４は上板１４ａと下板１４ｂとの間に直列に接続されたペルチェ素子１４ｃを複数挟んだ構造を有する。ペルチェ素子に電流を流すことで、上板１４ａと下板１４ｂとの間に温度差を誘起し、電流の方向により上下板の温度関係が反転する。上板１４ａに搭載された温度センサ１５で感知した温度に応じてペルチェ素子１４ｃに供給する電流の大きさを制御することによって、自動温度制御（Auto-Temperature Control: ＡＴＣ）が可能となっている。下板１４ｂはＳＦＰ＋の筐体１７およびヒートシンクに接触している。
【００３２】
冷却モード（上板１４ａの温度を下板１４ｂの温度よりも低くするモード）の時には、下板１４ｂは発熱源となり、ＳＦＰ＋の筐体１７および当該筐体の外部に設けられるヒートシンクを介して放熱される。一方、加熱モード（上板１４ａの温度を下板１４ｂの温度よりも高くするモード）の時には下板１４ｂは冷却され、筐体１７を介してヒートシンクに熱的に接触させることで吸熱される。光トランシーバの動作温度範囲についてその範囲がグレードとして定められており、最も厳しいｉ−ｔｅｍｐ（i：industrial temp）の場合は、ＳＦＰ＋のケースにおいて−４０〜８５℃の範囲内で動作することが要求される。
【００３３】
図８は、図７に示すＴＥＣのＬＤ温度を４５℃に設定した場合におけるサブマウントの熱容量と熱平衡に必要なＴＥＣ消費電力の一例を示す図である。換言すると、トランシーバの環境温度Ｔａが図中の値の時に、サブマウント１６の熱容量が横軸の値を有する場合には、サブマウント上の温度を４５℃に維持するためにＴＥＣ１４に流す電流（消費電力）がどの程度になるか見積もったグラフである。環境温度Ｔａに応じて、消費電力が変わるが、熱容量が大きい場合は高温側で厳しくなり、環境温度Ｔａが７５℃、熱容量０．９Ｗの時にＴＥＣ１４の消費電力は１Ｗを超えることになる。ＬＤ１１、ＥＡ変調器１２、その他制御回路等に必要な消費電力は通常０．３〜０．４Ｗであるため、熱容量が１．０Ｗ以上は不可となる。
【００３４】
本実施形態の制御方法では、外部環境温度がＬＤ温度（４５℃）以下の場合は低温モードと判定され、ＴＥＣ１４の放熱による他、ＬＤ１１自体の発熱が加わる。ＬＤ１１の発熱量Ｑは次式で表すことができる。
Ｑ＝Ｖop×Ｉop−Ｐo
ここでＱ［Ｗ］はＬＤ１１の発熱量、Ｖop［Ｖ］はＬＤ１１の動作電圧、Ｉop［Ａ］はＬＤ１１の動作電流、Ｐo［Ｗ］は光出力である。Ｖop＝３．３Ｖ、Ｉop＝０．０５Ａ、Ｐo＝０．８９ｍＷ（＝−０．５ｄＢｍ）である場合、発熱量Ｑは０．１６Ｗとなる。
【００３５】
図９は、実際のＥＭＬモジュールの起動時におけるＬＤチップの温度変化を示す図である。太線は、電源オンからＥＭＬモジュールの温度が安定した後にＬＤバイアスを印加した場合を示し、細線は、電源オン直後からＬＤバイアスをオンにした場合を示しており、それぞれ実際のＬＤ温度をプロットした結果である。ＬＤ温度が安定した後にＬＤバイアスを印加する方法では、温度が安定するまでに約２１秒かかっており、更にＬＤバイアス印加直後にＬＤ自体の発熱が加わるため温度が僅かに変動している。一方、電源オン直後からＬＤバイアスを印加する方法では、約１１秒で温度が安定しており、その後も温度が安定している。
【００３６】
なお、ＴＥＣ電流の限度値を上げることで、ＴＥＣの加熱能力を上げることもできるが、消費電力による制限がかかる。光トランシーバでは、電源投入直後（光トランシーバをホストシステムに搭載した直後）のインラッシュカレントの大きさに厳しい制約が課せられている。本実施形態では、ＬＤ自体の発熱がＬＤ温度上昇に直接使用されるため、ＴＥＣの電流制限を変えずにＴＥＣを発熱させるより効率的に温度上昇させることができる。実際に温度の安定までに約２１秒であったものを約１１秒以下とするために、従来の制御方式では約３３ｍＷ必要であったが、ＬＤを発熱する方式では、消費電力の増加は５ｍＷ以下に抑えることができている。
【００３７】
なお、本実施形態では、ＴＥＣ１４の上板１４ａにＬＤ１１が置かれているため、温度センサ１５の検出値は、ＬＤ１１の温度またはＴＥＣ１４の（上板１４ａ）温度となる。このため、ＬＤ温度はＴＥＣ温度と同義であり、ＬＤ温度を設定温度となるように制御することは、ＴＥＣ温度を設定温度となるように制御することと同義である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ＥＭＬモジュール、１２…ＥＡ変調器、１３…モニタＰＤ、１４…ＴＥＣ、１４ａ…上板、１４ｂ…下板、１４ｃ…ペルチェ素子、１５…温度センサ、１６…サブマウント、１７…筐体、２０…ＥＭＬ駆動回路、２１…ＬＤバイアス駆動回路、２２…ＥＡバイアス駆動回路、２３…ＥＡ変調駆動回路、３０…ＴＥＣ制御回路、４０…制御部、４１…ＬＤバイアス制御回路、４２…ＥＡバイアス制御回路、４３…ＥＡ変調制御回路、４４…Ｔｘオンオフ制御回路、４５…ＬＤモニタ回路、５１…ホスト制御信号、１００…光トランシーバ、２００…光トランシーバ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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