(57)【要約】【課題】レーザモジュールと、レーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び前記第１の回路と前記第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む光モジュールにおいて、第１の回路のインピーダンスと、第２の回路のインピーダンスと、を整合させること。【解決手段】制御部１５は、第１回路１１、第２回路１２、及び差動出力回路１３を含む高周波回路の終端可変抵抗器２５を含む部分、において第２回路１２のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得する。そして、制御部１５は、取得した変化量に基づいて、第２回路１２のインピーダンスの調整のため、終端可変抵抗器２５の電気抵抗を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザモジュールと、前記レーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び前記第１の回路と前記第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む光モジュールであって、
前記高周波回路の、前記グランドでの前記高周波信号の反射に応じて消費電力が変化する回路要素を含む部分、において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された変化量に基づいて、前記インピーダンスを調整する調整手段と、
を含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記取得手段は、
前記差動出力回路において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得すること、
を特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第２の回路は、その少なくとも一部に少なくとも１つの抵抗器を含み、
前記調整手段は、
前記インピーダンスの調整のため、前記少なくとも１つの抵抗器のいずれかの電気抵抗を調整すること、
を特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも１つの抵抗器は、前記グランドに接地された終端抵抗器を含み、
前記調整手段は、
前記インピーダンスの調整のため、前記終端抵抗器の電気抵抗を調整すること、
を特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記第２の回路は、その少なくとも一部に、少なくとも１つの抵抗器を含み、
前記取得手段は、
前記少なくとも１つの抵抗器のいずれかにおいて前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得し、
前記調整手段は、
前記インピーダンスの調整のため、前記少なくとも１つの抵抗器のいずれかの電気抵抗を調整すること、
を特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記少なくとも１つの抵抗器は、前記グランドに接地された終端抵抗器を含み、
前記取得手段は、
前記終端抵抗器において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得すること、
を特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記調整手段は、
前記インピーダンスの調整のため、前記終端抵抗器の電気抵抗を調整すること、
を特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
レーザモジュールと、前記レーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び前記第１の回路と前記第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む光モジュールの製造方法であって、
前記高周波回路の、前記グランドでの前記高周波信号の反射に応じて消費電力が変化する回路要素を含む部分、において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された変化量に基づいて、前記インピーダンスを調整する調整ステップと、
を含むことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザモジュールと、このレーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び第１の回路と第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む光モジュールが知られている。かかる光モジュールによれば、高周波信号が光信号に変換されて出力される。
【０００３】
図５は、かかる光モジュールの一例を示す。同図に示すように、光モジュールは、レーザモジュール１００と、このレーザモジュールに接続された第１回路１０１、グランドに接地された第２回路１０２、及び差動出力回路１０３、を含む高周波回路と、を含む。
【０００４】
レーザモジュールは、レーザ素子と、該レーザ素子から出力されるレーザ光を変調する変調器のいずれかまたは両方を含む。レーザモジュールは、第１回路１０１から入力される高周波信号に従ってレーザ光を変調する。
【０００５】
差動出力回路１０３は、レーザ光を変調させるための高周波信号を第１回路１０１と第２回路１０２とに差動出力する。例えば、差動出力回路１０３は、差動入力された高周波信号を増幅した上で、該高周波信号を第１回路１０１と第２回路１０２とに出力する。
【０００６】
第１回路は、例えば図５に示すように、電源１０４、抵抗器１０５、直流電流成分を遮断するコンデンサ１０６、抵抗器１０７、及びバイアス電流を加える電流源１０８、を含む。これらは信号線で接続され、高周波信号がレーザモジュールに出力される。
【０００７】
第２回路は、例えば図５に示すように、電源１０９、抵抗器１１０、直流電流成分を遮断するコンデンサ１１１、及びグランドに接地された終端抵抗器１１２を含む。これらは信号線で接続され、高周波信号がグランドに出力される。
【０００８】
なお、下記特許文献１には（特に図１）、送信側回路ＩＣ１（差動出力回路に相当）が、高周波信号を２つの回路に差動出力するのではなく、１つの回路に単相出力するモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１６０３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図５に示す光モジュールでは、製造ばらつきや、バイアス電圧、駆動振幅、デューティ比などのレーザモジュールの駆動条件により、第１回路１０１のインピーダンスと第２回路１０２のインピーダンスとが整合されていない場合がある。この場合、グランドで高周波信号の反射が発生し、この反射の影響で、差動出力回路１０３から第１回路１０１に出力される高周波信号の波形が劣化してしまう問題があった。
【００１１】
本発明は、レーザモジュールと、前記レーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び前記第１の回路と前記第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む光モジュールにおいて、第１の回路のインピーダンスと、第２の回路のインピーダンスと、を整合させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、レーザモジュールと、前記レーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び前記第１の回路と前記第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む光モジュールであって、前記高周波回路の、前記グランドでの前記高周波信号の反射に応じて消費電力が変化する回路要素を含む部分、において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された変化量に基づいて、前記インピーダンスを調整する調整手段と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様では、前記取得手段は、前記差動出力回路において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得するようにしてもよい。ここで、前記第２の回路は、その少なくとも一部に少なくとも１つの抵抗器を含み、前記調整手段は、前記インピーダンスの調整のため、前記少なくとも１つの抵抗器のいずれかの電気抵抗を調整するようにしてもよい。また、ここにおいて、前記少なくとも１つの抵抗器は、前記グランドに接地された終端抵抗器を含み、前記調整手段は、前記インピーダンスの調整のため、前記終端抵抗器の電気抵抗を調整するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記第２の回路は、その少なくとも一部に、少なくとも１つの抵抗器を含み、前記取得手段は、前記少なくとも１つの抵抗器のいずれかにおいて前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得し、前記調整手段は、前記インピーダンスの調整のため、前記少なくとも１つの抵抗器のいずれかの電気抵抗を調整するようにしてもよい。ここで、前記少なくとも１つの抵抗器は、前記グランドに接地された終端抵抗器を含み、前記取得手段が、前記終端抵抗器において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得するようにしてもよいし、前記調整手段が、前記インピーダンスの調整のため、前記終端抵抗器の電気抵抗を調整するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールの製造方法は、レーザモジュールと、前記レーザモジュールに接続された第１の回路、グランドに接地された第２の回路、及び前記第１の回路と前記第２の回路とに高周波信号を差動出力する差動出力回路、を含む高周波回路と、を含む前記光モジュールの製造方法であって、前記高周波回路の、前記グランドでの前記高周波信号の反射に応じて消費電力が変化する回路要素を含む部分、において前記第２の回路のインピーダンスが変化した場合に消費される電力の変化量を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得された変化量に基づいて、前記インピーダンスを調整する調整ステップと、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る光モジュールの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光モジュールで実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図３】第２回路のインピーダンスと、終端可変抵抗器で消費される電力と、の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光モジュールの構成の一例を示す図である。
【図５】従来技術について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［構成］
図１は本発明の実施形態に係る光モジュール１の構成の一例を示す図である。同図に示すように、光モジュール１は、レーザモジュール１０と、レーザモジュール１０に接続された第１回路１１、グランドに接地された第２回路１２、及び差動出力回路１３、を含む高周波回路と、熱電対１４、制御部１５、を含む。
【００１８】
レーザモジュールは、レーザ素子と、該レーザ素子から出力されるレーザ光を変調する変調器のいずれかまたは両方を含み、該変調器は、例えば、ＥＡ変調器やマッハ・ツェンダ干渉型変調器である。レーザモジュールは、第１回路１１から入力される高周波信号に従ってレーザ光を変調する。
【００１９】
差動出力回路１３は、レーザ光を変調させるための高周波信号を第１回路１１と第２回路１２とに差動出力する。例えば、差動出力回路１３は、差動入力された高周波信号を増幅した上で、該高周波信号を第１回路１１と第２回路１２とに出力する。
【００２０】
第１回路１１は、直流電源１６、抵抗器１７、直流電流成分を遮断するコンデンサ１８、抵抗器１９、及びバイアス電流を加える電流源２０、を含む。これらは信号線で接続される。差動出力回路１３により入力された高周波信号は信号線を通ってレーザモジュール１０に出力される。
【００２１】
第２回路１２は、その少なくとも一部に少なくとも１つの抵抗器を含む。ここでは、第２回路１２は、その一部に抵抗器を含む。すなわち、第２回路１２は、直流電源２１、可変抵抗器２２（抵抗器）、交流電流成分を遮断するコイル２３，直流電流成分を遮断するコンデンサ２４、及びグランドに接地された終端可変抵抗器２５（抵抗器、終端抵抗器）を含んでおり、その一部に２つの抵抗器（可変抵抗器２２及び終端可変抵抗器２５）を含む。これらは信号線で接続される。差動出力回路１３により入力された高周波信号は信号線を通ってグランドに出力される。なお、第２回路１２は、その少なくとも一部に終端可変抵抗器２５だけを含んでいてもよい。
【００２２】
第１回路１１のインピーダンスと、第２回路１２のインピーダンスと、が整合されていない場合、高周波信号がグランドで反射する。この場合、反射信号に応じた電力が、終端可変抵抗器２５、可変抵抗器２２、及び差動出力回路１３などの回路要素（以下、特定回路要素）にて消費されるので、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合、各特定回路要素にて消費される電力も変化することになる。その結果、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合、上記高周波回路の特定回路要素を含む部分で消費される電力も変化することになる。
【００２３】
例えば、反射が発生すると、反射に応じて第２回路１２の見かけ上の負荷が大きくなる。そのため、所定の出力振幅が保たれるよう動作する差動出力回路１３では、反射に応じた電力が消費される。そのため、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合、差動出力回路１３にて消費される電力も変化することになる。
【００２４】
熱電対１４は、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合の特定回路要素の消費電力の変化量を取得するために用いられる。本実施形態の場合、熱電対１４は、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合に終端可変抵抗器２５で消費される電力の変化量を取得するために終端可変抵抗器２５に設置され、終端可変抵抗器２５の温度を検知する。
【００２５】
制御部１５は、例えば、所定のプログラムに従って動作するマイクロコンピュータである。制御部１５には、熱電対が検知した温度を示す信号が入力される。
【００２６】
［処理］
図２は、差動出力回路１３が高周波信号を差動出力しているときに光モジュール１で繰り返し行われる処理のフロー図である。この処理は、例えば、制御部１５が所定のプログラムに従って動作することにより行われる。この処理により、グランドで高周波が反射しないよう、第１回路１１のインピーダンスと、第２回路１２のインピーダンスと、の整合が図られる。
【００２７】
すなわち、制御部１５（取得手段）は、第２回路１２に含まれる特定回路要素（すなわち、可変抵抗器２２及び終端可変抵抗器２５）のいずれかにて消費される電力の変化量ΔＰを取得する。ここでは、制御部１５は、終端可変抵抗器２５で消費される電力の変化量ΔＰを、熱電対１４が検知した終端可変抵抗器２５の温度の変化量に基づいて、取得する（Ｓ１０１）。なお、熱電対１４を可変抵抗器に設置した上で、制御部１５に、可変抵抗器２２で消費される電力の変化量ΔＰを、熱電対１４が検知した温度の変化量に基づいて取得させるようにしてもよい。
【００２８】
そして、制御部１５（調整手段）は、変化量ΔＰに基づいて、第２回路１２のインピーダンスを調整する（Ｓ１０２〜Ｓ１０３）。
【００２９】
すなわち、制御部１５は、変化量ΔＰが所定値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、変化量ΔＰが所定値Ｐｔｈ以下である場合とは、高周波信号のグランドでの反射が少ない場合であり、言い換えれば、第１回路１１のインピーダンスと第２回路１２のインピーダンスとがほとんど整合している場合である。
【００３０】
図３に、第２回路１２のインピーダンス（図３の「Ｒ」）と、終端可変抵抗器２５又は可変抵抗器２２での消費電力（図３のＰ）と、の関係を示す。同図に示すように、消費電力が極小点付近にある場合、第２回路１２のインピーダンスが変化したときのΔＰが小さくなる。そのため、ΔＰが小さい場合、高周波信号のグランドでの反射が少ないと考えられるから、第１回路１１のインピーダンスと第２回路１２のインピーダンスとが整合していると考えられる。
【００３１】
そこで、ΔＰが所定値Ｐｔｈ以下である場合（Ｓ１０２のＹ）、消費電力が極小点付近にあり第１回路１１のインピーダンスと第２回路１２のインピーダンスとが整合していると考えられるから、制御部１５は処理を終了する。
【００３２】
一方、ΔＰが所定値Ｐｔｈより大きい場合（Ｓ１０２のＮ）、高周波信号のグランドでの反射が多いと考えられるので、第２回路１２のインピーダンスの調整のため、第２回路１２に含まれる特定回路要素（すなわち、可変抵抗器２２及び終端可変抵抗器２５）のいずれかの電気抵抗を調整する。本実施形態の場合、制御部１５は、第２回路１２のインピーダンスの調整のため、終端可変抵抗器２５の電気抵抗を調整する（Ｓ１０３）。なお、インピーダンスの調整のために、可変抵抗器２２の電気抵抗を調整してもよいし、可変抵抗器２２と終端可変抵抗器２５の両方の電気抵抗を調整してもよい。
【００３３】
Ｓ１０３のステップの結果、終端可変抵抗器２５で消費される電力が変化し、その変化量ΔＰが、次回のＳ１０１のステップで取得されることとなる。
【００３４】
［まとめ］
以上のように、光モジュール１では、図２に示す処理により、製造ばらつきがあっても、第１回路のインピーダンスと、第２回路のインピーダンスと、が整合されるようになる。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態だけに限らない。
【００３６】
［変形例１］
例えば、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合、差動出力回路１３（特定回路要素）にて消費される電力が変化する。そのため、第２回路１２のインピーダンスと差動出力回路１３での消費電力との関係も、図３に示す関係と同様の関係となる。
【００３７】
そこで、制御部１５（取得手段）は、Ｓ１０１のステップにおいて、可変抵抗器２２又は終端可変抵抗器２５の消費電力の変化量を取得するのではなく、差動出力回路１３の消費電力の変化量を取得するようにしてもよい。
【００３８】
図４は、変形例１での光モジュール１の構成の一例を示す図である。同図に示すように、変形例１では、第２回路１２のインピーダンスが変化した場合に差動出力回路１３に消費される電力の変化量ΔＰを取得するために、差動出力回路１３に供給される電源（図４のＶｃｃ）と差動出力回路１３との間にシャント抵抗器２６を設置し、且つ、シャント抵抗器２６の電位差を示す情報をデジタル信号に変換するコンバータ２７を設置する。こうした上で、制御部１５は、Ｓ１０１のステップにおいて、シャント抵抗器２６の電位差の変化量に基づき、ΔＰを取得する。変形例１によっても、図２に示す処理により、第１回路１１のインピーダンスと第２回路１２のインピーダンスとが整合されるようになる。
【００３９】
［変形例２］
例えば、本発明は、第１回路１１のインピーダンスと第２回路１２のインピーダンスとが整合するようにして、光モジュール１を製造する場合に利用することができる。
【００４０】
この場合、光モジュール１の製造者は、差動出力回路１３に高周波信号を試験的に差動出力させ、ΔＰがＰｔｈ以下になるまで制御部１５に図２に示す処理を繰り返し実行させる。この方法により、製造者は、第１回路１１のインピーダンスと第２回路１２のインピーダンスとが整合するようにして、光モジュール１を製造する。なお、製造者は、図２に示す処理の実行により第２回路１２のインピーダンスが調整された後、光モジュール１から制御部１５や熱電対１４（変形例１の場合、制御部１５、シャント抵抗器２６、及びコンバータ２７）を取り外してもよい。
【００４１】
［その他］
例えば、レーザモジュール１０は、変調器を持たなくてもよい。この場合、レーザ素子から出力されるレーザ光は、変調器を介さずに、レーザ素子に印加される順方向電流によって変調される。また、レーザモジュール１０は、レーザ素子を含むレーザ素子モジュールと変調器を含む変調器モジュールが別体であってもよい。この場合、レーザ素子モジュールと変調器モジュールは光ファイバによって接続され、レーザ素子から出力されるレーザ光は、変調器によって変調される。
【符号の説明】
【００４２】
１  光モジュール、１０  レーザモジュール、１１  第１回路、１２  第２回路、１３  差動出力回路、１４  熱電対、１５  制御部、１６，２１  直流電源、１７，１９  抵抗器、１８，２４  コンデンサ、２０  電流源、２２  可変抵抗器、２３  コイル、２５  終端可変抵抗器、２６  シャント抵抗器、２７  コンバータ。
【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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