(57)【要約】【課題】ＥＡＤＦＢレーザにおいて、モニタ用ＥＡ変調器の吸収電流をもとに、モジュール温度を検出する。【解決手段】分布帰還型レーザ１０１と、分布帰還型レーザ１０１の一方の端面１０１ａから出射された光が入射されてこの光を変調して光信号Ｓを出力する光変調用の電界吸収型変調器１０２と、分布帰還型レーザ１０１の他方の端面１０１ｂから出射された光が入射されるモニタ用の電界吸収型変調器１０３と、電気的分離部１０４，０１５とが、同一の半導体基板上にモノリシック集積して光送信モジュール１００が形成されている。モニタ用のＥＡ変調器１０３に吸収される吸収電流を検出することにより、モジュール温度を検出でき、光信号Ｓを予め決めた規定パワーとするのに必要な制御をすることができる。【選択図】図１
2011002474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布帰還型レーザと、
前記分布帰還型レーザから出力された光を変調して光信号を出力する光変調用の電界吸収型変調器と、
温度を検出するためのモニタ用の電界吸収型変調器とが、
同一の半導体基板上にモノリシック集積して形成されていることを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
分布帰還型レーザと、
前記分布帰還型レーザの一方の端面から出射された光が入射されてこの光を変調して光信号を出力する光変調用の電界吸収型変調器と、
前記分布帰還型レーザの他方の端面から出射された光が入射されるモニタ用の電界吸収型変調器と
前記分布帰還型レーザと前記光変調用の電界吸収型変調器とを電気的に分離する第１の電気的分離部と、
前記分布帰還型レーザと前記モニタ用の電界吸収型変調器とを電気的に分離する第２の電気的分離部とが、
同一の半導体基板上にモノリシック集積して形成されていることを特徴とする光送信モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光送信モジュールにおいて、前記光送信モジュールの温度が変化しても、前記光変調用の電界吸収型変調器に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値と変調振幅電圧の値を制御することにより、前記光信号の平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように制御する制御方法であって、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に予め設定した一定値のモニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときにおける、前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値と、前記光送信モジュールの温度との関係を示す第１の関係データと、
前記光送信モジュールの温度変化があっても、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができるような、各温度に対応した各吸収電流の値に対する前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を示す第２の関係データを予め設定しておき、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に前記モニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値を検出し、
検出した吸収電流の値を第１の関係データに適用することによりこの吸収電流に対応する温度を判定し、判定した温度に対応した吸収電流の値を第２の関係データに適用することにより、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができる前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を求め、
前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値が、前記第１及び第２の関係データを基に求めた光変調用のＤＣバイアス電圧の値となるように制御すると共に、前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する変調振幅電圧の値が、前記第１及び第２の関係データを基に求めた変調振幅電圧の値となるように制御することを特徴とする光送信モジュールの制御方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の光送信モジュールにおいて、前記光送信モジュールの温度が変化しても、前記光変調用の電界吸収型変調器に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値と変調振幅電圧の値を制御することにより、前記光信号の平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように制御する制御方法であって、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に予め設定した第１のモニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される第１の吸収電流の値と、前記モニタ用の電界吸収型変調器に予め設定した第２のモニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される第２の吸収電流の値との偏差である偏差吸収電流値と、前記光送信モジュールの温度との関係を示す第３の関係データと、
前記光送信モジュールの温度変化があっても、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができるような、各温度に対応した各偏差吸収電流値に対する前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を示す第４の関係データを予め設定しておき、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に第１の前記モニタ用のＤＣバイアス電圧と第２の前記モニタ用のＤＣバイアス電圧を印加することにより前記偏差吸収電流値を検出し、
検出した偏差吸収電流値を第３の関係データに適用することによりこの偏差吸収電流値に対応する温度を判定し、判定した温度に対応した偏差吸収電流値を第４の関係データに適用することにより、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができる前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を求め、
前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値が、前記第３及び第４の関係データを基に求めた光変調用のＤＣバイアス電圧の値となるように制御すると共に、前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する変調振幅電圧の値が、前記第３及び第４の関係データを基に求めた変調振幅電圧の値となるように制御することを特徴とする光送信モジュールの制御方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の光送信モジュールにおいて、前記光送信モジュールの温度が変化しても、前記光変調用の電界吸収型変調器に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値と変調振幅電圧の値を制御することにより、前記光信号の平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように制御する制御方法であって、
前記光送信モジュールの各温度において、前記モニタ用の電界吸収型変調器に印加されるモニタ用のＤＣバイアス電圧の値を順次変化させたときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値の変化状態を示す特性曲線と、前記光送信モジュールの温度との関係を示す第５の関係データと、
前記光送信モジュールの温度変化があっても、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができるような、各温度に対応した各特性曲線に対する前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を示す第６の関係データを予め設定しておき、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に印加する前記モニタ用のＤＣバイアス電圧を順次変化させたときの前記吸収電流の値の変化を検出して、このときのＤＣバイアス電圧の変化に対する前記吸収電流の変化を示す特性曲線を検出し、
検出した特性曲線を第５の関係データに適用することによりこの特性曲線に対応する温度を判定し、判定した温度に対応した特性曲線を第６の関係データに適用することにより、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができる前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を求め、
前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値が、前記第５及び第６の関係データを基に求めた光変調用のＤＣバイアス電圧の値となるように制御すると共に、前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する変調振幅電圧の値が、前記第５及び第６の関係データを基に求めた変調振幅電圧の値となるように制御することを特徴とする光送信モジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロードバンドサービスで用いられている光通信において、局舎間の光通信に用いられている、光送信用トランシーバの内部にある、半導体レーザと半導体光変調器からなる光送信モジュールとその制御方法に関わるもので、またこの制御方法を利用した光送信用トランシーバに関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
我々の生活は、環境負荷によって成り立っている。近年のインターネットやデータトラフィックの増大に伴い、ブロードバンドにおける光通信中継局舎数が急速に増加している。環境負荷の低減を目指し今後の技術の進化の方向を考えると、2つの方向をあげることができる。
1つは長距離伝送が可能な光送信モジュールを用いて、中継局舎の数を減らすこと。2つは通常用いられている光送信モジュール自体の消費電力を削減すること。今後の技術進化はこの2つの達成を目指していくと考えられる。
【０００３】
現在、市場導入されている、10Gb/s通信速度の光通信送信モジュールについて考えた場合、その伝送距離によって使用する半導体レーザの種類が異なっている。
伝送距離が10km以下の光通信においては直接変調型DFB半導体レーザ (directly modulated DFB laser、以下DMLと称する) と呼ばれるレーザが用いられている。一方伝送距離が10km以上80km以下の光通信においては、電界吸収型(ＥＡ:Electro-absorption)変調器と光源である分布帰還型半導体レーザ(Distributed Feedback laser :DFB-LD)をモノリシック集積したEADFB（electroabsorption modulator integrated DFB）レーザが用いられている。
伝送可能な距離は、光波形を伝送していく際にそのパルスが伝送に応じて拡がっていくという効果がボトルネックになり決定されるが、上記EADFB、即ち、EML（Electro-absorption Modulator integrated Laser Diode：ＥＡ変調器集積型半導体レーザ）、はDMLに比べ生成波形の劣化がしにくいために比較的長距離まで伝送が可能という特徴がある。
【０００４】
従来技術(現在市場導入されている技術)においては、半導体レーザは安定して動作させるためにその温度が一定になるように保たれた状態で使用されている。温度を一定にするためのペルチェ素子(光通信用モジュールの中にあるクーラー)の上に半導体レーザを乗せ、その付近にサーミスタと呼ばれる温度をセンサするための部品を置き、サーミスタの温度を見ながらペルチェ素子で温度を制御することで半導体レーザの温度が一定になるように制御されている。
【０００５】
上記の方法、即ちサーミスタにより温度をセンシングして、ペルチェ素子で温度制御する方法において、光通信送信器モジュール内の消費電力を考えると、半導体素子の消費電力が0.3W程度であるのに対し、ペルチェ素子の消費電力は0.5〜1W程度であり、光通信送信器モジュール内の大半の消費電力が動作温度を一定に保つために使われている。
【０００６】
上記のように半導体素子の消費電力に対してペルチェ素子の消費電力が大きいという理由のために、動作温度調整をすることをやめれば光通信送信器モジュールの消費電力の大半を削除できることが分かる。
近年、広い温度範囲で特性が劣化しない半導体レーザを研究開発することで、半導体レーザの低消費電力・ペルチェレス動作(uncooled operation)を実現し徐々に市場投入され始めている。
1.3μmの波長のDML （非特許文献１参照）及び、1.55μmの波長のEADFBレーザ （非特許文献２参照）において、ペルチェレス（ペルチェ素子を用いないよう）にして冷却動作を行わない所謂uncooled動作の素子の報告がされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Optical Fiber Communication Conference 2006, OThN3, H. Singh, "Wide temperature (-20℃ to 100℃ operation of an uncooled direct-modulation 1.3 μm InGaAlAs MQW DFB laser for 10.7 Gbit/s SONET applications"
【非特許文献２】Optical Fiber Communication Conference 2009, OThT5, H. Yamamoto, "Comact and low power consumption 1.55-μm electroabsorption modulator integrated DFB-LD TOSA for 10-Gbit/s 40-km Transmission"
【非特許文献３】Optical Fiber Communication Conference 2003, PD42, M.R.Gokhale, "Uncooled, 10Gb/s 1310 nm electroabsorption modulated laser"
【非特許文献４】Optical Fiber Communication Conference 2009, OThT4, W. Kobayashi, "Extended operating temperature range of 125℃ (-25 to 100℃) of 10-Gbit/s, 1.55-mm electroabsorption modulator integrated DFB laser for 80-km SMF transmission"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
学会報告された上記非特許文献１，２においては、広い温度範囲で動作するDML、及びEADFBレーザについて述べている。実際に温度を変えて素子の特性を評価する際は、従来のようにペルチェ素子で温度を変え、サーミスタで温度を読んで実験を行っている。
だが、ペルチェレスの、即ちペルチェ素子を用いない光通信モジュールを商品レベルで実現するためには、ペルチェ素子が無い状態で、変動するモジュール内の温度を随時モニタし、素子の制御にフィードバックする必要がある。
【０００９】
実際にペルチェレスで動作温度が常に変化している状態で半導体デバイスを動作させる場合の方法について従来から考えられている方法を述べる。
DMLにおいてはまず広い温度範囲で動作する半導体レーザを作製し、まず、各温度で使用する条件を調べておく。これを調べる際は、ペルチェ素子有り、サーミスタ有りの状態で温度をペルチェ素子で変化させ、サーミスタでそのときの温度を読み、DMLの実験条件を調べる。
具体的には、注入電流ILDと変調振幅電流IPPを調べる必要がある。
その後、ペルチェ素子をモジュールから取り除き、温度だけを読み、その温度に対して上記の注入電流ILDと変調振幅電流IPPを調整する。この時温度を読む方法はサーミスタを用いる。
【００１０】
一方EADFBレーザの場合は、DMLを使用する場合に対して、制御に必要なパラメータ数が異なる。
DML同様ペルチェ素子有り、サーミスタ有りの状態で、温度を変化させ、各温度でEADFBレーザの動作する条件を事前に調べる。何を調べるかは表1に記す。
【表１】
2011002474.tif 000003
【００１１】
実際にEADFBレーザ(EMLと同じ意味)を動作させる場合には、各温度に対してDFB部に注入する注入電流ILD、EA変調器のDCバイアス電圧Vdc、EA変調器の変調振幅電圧Vppを変化させる必要がある。
よって事前に各温度で動作条件を調べ、その後ペルチェ素子を取り除き、温度をモニタして動作条件を合わせる必要がある。
【００１２】
近年、温度変化に対して、変調振幅電圧Vppは一定に保ったまま、DCバイアス電圧Vdcのみを変化させることで広い温度範囲で動作させることが可能なEADFBレーザを実現したという報告がされている(1.3mm及び1.55mmの波長両方) （非特許文献３，４参照）。
これらの素子を用いれば、温度をモニタして、変調振幅バイアス電圧Vppは一定に保ったままDCバイアス電圧Vdcのみを変化させれば、ペルチェレス動作が実現可能である。
【００１３】
ペルチェレスの上記の従来技術は、温度センサとしてサーミスタを用いているため、サーミスタを半導体レーザ近くに置くための台となる部品を大きくつくる必要があった。
サーミスタを用いないで、EADFBレーザの温度をセンサリングする方法があれば、部品個数の削減、現在のモジュールの小型化といった意味で有効な技術であると考えられる。
【００１４】
本発明の目的は、光送信モジュール内部の温度をセンサするために従来必要だった、サーミスタを用いることなく、モジュール内部の温度を調べることができる、光送信用モジュールとその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する本発明の光送信モジュールに係る構成は、
分布帰還型レーザと、
前記分布帰還型レーザから出力された光を変調して光信号を出力する光変調用の電界吸収型変調器と、
温度を検出するためのモニタ用の電界吸収型変調器とが、
同一の半導体基板上にモノリシック集積して形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の光送信モジュールに係る構成は、
分布帰還型レーザと、
前記分布帰還型レーザの一方の端面から出射された光が入射されてこの光を変調して光信号を出力する光変調用の電界吸収型変調器と、
前記分布帰還型レーザの他方の端面から出射された光が入射されるモニタ用の電界吸収型変調器と
前記分布帰還型レーザと前記光変調用の電界吸収型変調器とを電気的に分離する第１の電気的分離部と、
前記分布帰還型レーザと前記モニタ用の電界吸収型変調器とを電気的に分離する第２の電気的分離部とが、
同一の半導体基板上にモノリシック集積して形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の光送信モジュールの制御方法に係る構成は、
前記光送信モジュールにおいて、前記光送信モジュールの温度が変化しても、前記光変調用の電界吸収型変調器に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値と変調振幅電圧の値を制御することにより、前記光信号の平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように制御する制御方法であって、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に予め設定した一定値のモニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときにおける、前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値と、前記光送信モジュールの温度との関係を示す第１の関係データと、
前記光送信モジュールの温度変化があっても、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができるような、各温度に対応した各吸収電流の値に対する前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を示す第２の関係データを予め設定しておき、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に前記モニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値を検出し、
検出した吸収電流の値を第１の関係データに適用することによりこの吸収電流に対応する温度を判定し、判定した温度に対応した吸収電流の値を第２の関係データに適用することにより、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができる前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を求め、
前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値が、前記第１及び第２の関係データを基に求めた光変調用のＤＣバイアス電圧の値となるように制御すると共に、前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する変調振幅電圧の値が、前記第１及び第２の関係データを基に求めた変調振幅電圧の値となるように制御することを特徴とする。
【００１８】
また本発明の光送信モジュールの制御方法に係る構成は、
前記光送信モジュールにおいて、前記光送信モジュールの温度が変化しても、前記光変調用の電界吸収型変調器に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値と変調振幅電圧の値を制御することにより、前記光信号の平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように制御する制御方法であって、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に予め設定した第１のモニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される第１の吸収電流の値と、前記モニタ用の電界吸収型変調器に予め設定した第２のモニタ用のＤＣバイアス電圧を印加したときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される第２の吸収電流の値との偏差である偏差吸収電流値と、前記光送信モジュールの温度との関係を示す第３の関係データと、
前記光送信モジュールの温度変化があっても、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができるような、各温度に対応した各偏差吸収電流値に対する前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を示す第４の関係データを予め設定しておき、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に第１の前記モニタ用のＤＣバイアス電圧と第２の前記モニタ用のＤＣバイアス電圧を印加することにより前記偏差吸収電流値を検出し、
検出した偏差吸収電流値を第３の関係データに適用することによりこの偏差吸収電流値に対応する温度を判定し、判定した温度に対応した偏差吸収電流値を第４の関係データに適用することにより、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができる前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を求め、
前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値が、前記第３及び第４の関係データを基に求めた光変調用のＤＣバイアス電圧の値となるように制御すると共に、前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する変調振幅電圧の値が、前記第３及び第４の関係データを基に求めた変調振幅電圧の値となるように制御することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の光送信モジュールの制御方法に係る構成は、
前記光送信モジュールにおいて、前記光送信モジュールの温度が変化しても、前記光変調用の電界吸収型変調器に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値と変調振幅電圧の値を制御することにより、前記光信号の平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように制御する制御方法であって、
前記光送信モジュールの各温度において、前記モニタ用の電界吸収型変調器に印加されるモニタ用のＤＣバイアス電圧の値を順次変化させたときに前記モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値の変化状態を示す特性曲線と、前記光送信モジュールの温度との関係を示す第５の関係データと、
前記光送信モジュールの温度変化があっても、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができるような、各温度に対応した各特性曲線に対する前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を示す第６の関係データを予め設定しておき、
前記モニタ用の電界吸収型変調器に印加する前記モニタ用のＤＣバイアス電圧を順次変化させたときの前記吸収電流の値の変化を検出して、このときのＤＣバイアス電圧の変化に対する前記吸収電流の変化を示す特性曲線を検出し、
検出した特性曲線を第５の関係データに適用することによりこの特性曲線に対応する温度を判定し、判定した温度に対応した特性曲線を第６の関係データに適用することにより、前記光信号の平均出力パワーを予め決めた規定パワーとすることができる前記光変調用のＤＣバイアス電圧の値と前記変調振幅電圧の値を求め、
前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する光変調用のＤＣバイアス電圧の値が、前記第５及び第６の関係データを基に求めた光変調用のＤＣバイアス電圧の値となるように制御すると共に、前記光変調用の電界吸収型変調器に実際に入力する変調振幅電圧の値が、前記第５及び第６の関係データを基に求めた変調振幅電圧の値となるように制御することを特徴とする光送信モジュールの制御方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、モニタ用の電界吸収型変調器に吸収される吸収電流の値をもとに、光送信モジュールの温度を検出することができるため、サーミスタを用いることなくモジュール内部の温度を調べることができ、モジュール部品個数の削減・小型化・低コスト化に貢献することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係る光送信モジュールを示す構成図。
【図２】本発明の実施例２〜実施例４に係る光送信用トランシーバを示す構成図。
【図３】モニタ用のＥＡ変調器におけるＤＣバイアス電圧と吸収電流との関係を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１として、光送信用トランシーバの構成要素となる光送信モジュールを、図１を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すように、実施例１に係る光送信モジュール１００は、分布帰還型(Distributed Feedback :DFB)レーザ１０１と、光変調用の電界吸収型(Electro-absorption: ＥＡ)変調器１０２と、モニタ用の電界吸収型(Electro-absorption: ＥＡ)変調器１０３を、モノリシック集積して形成されている。
【００２５】
しかも、ＤＦＢレーザ１０１と光変調用のＥＡ変調器１０２との間には、電気的分離部１０４がモノリシック形成されており、ＤＦＢレーザ１０１とモニタ用のＥＡ変調器１０３との間には、電気的分離部１０５がモノリシック形成されている。
これにより、ＤＦＢレーザ１０１と光変調用のＥＡ変調器１０２との間の電気的分離がとられると共に、ＤＦＢレーザ１０１とモニタ用のＥＡ変調器１０３との間の電気的分離がとられている。
【００２６】
結局、同一の半導体基板上に、ＤＦＢレーザ１０１と、光変調用のＥＡ変調器１０２と、モニタ用のＥＡ変調器１０３と、電気的分離部１０４，１０５がモノリシック集積して形成されている。
【００２７】
ＤＦＢレーザ１０１が発振駆動すると、ＤＦＢレーザ１０１の一方（図１では右側）の出射端面１０１ａからは、通信用の光が出力され、この光はＥＡ変調器１０２により強度変調され、強度変調された光がＥＡ変調器１０２から光信号Ｓとして出力される。
また、ＤＦＢレーザ１０１の他方（図１では左側）の出射端面１０１ｂからは、モニタ用の光が出力され、この光はＥＡ変調器１０３に入射される。
【００２８】
光送信モジュール１００の各機能部の長さ（光の進行方向に沿う長さ）は、ＤＦＢレーザ１０１は４５０μｍ、ＥＡ変調器１０２は２００μｍ、ＥＡ変調器１０３は１００μｍ、電気的分離部１０４，１０５はそれぞれ５０μｍとなっている。
【００２９】
上記の光送信モジュール１００の作製方法を以下に示す。
[1]n-InP基板にLD活性層になる結晶を成長する。結晶はInGaAlAs及びInGaAsP系材料からなる結晶を用いた。
[2]DFB部となる部分をSiO2もしくは、レジストで覆い、エッチングによりそれ以外の箇所を除去し、EA変調器部(InGaAsPもしくはInGaAlAs系材料)をBJ（バットジョイント）接続する。
[3]DFB部となる部分に回折格子を形成する。
[4]p-InP及びInGaAsP系材料のコンタクト層からなるオーバークラッド層を結晶全面に成長する。
[5]リッジ導波路をドライエッチングにより形成し、電気分離部のコンタクト層を除去する。
[6]リッジ導波路の土手をBCBや低容量材料で埋込み、導波路の上部にパッド金属を形成する。
[7]作製された半導体デバイスをへき開し、両端面にARコートをする。
【００３０】
なお、上記作製方法により構成されたもの（これを「第１の構成」と称する）の他、上記第１の構成の形のまま、電気的な分離部をBJ法などによりノンドープのコア層を接続したもの（これを「第２の構成」と称する）を、光送信器モジュール１００の構成として採用することもできる。
【００３１】
第２の構成の光送信モジュール１００の作製方法を以下に示す。
[1]n-InP基板にLD活性層になる結晶を成長する。結晶はInGaAlAs及びInGaAsP系材料からなる結晶を用いた。
[2]DFB部となる部分をSiO2もしくは、レジストで覆い、エッチングによりそれ以外の箇所を除去し、EA変調器部(InGaAsPもしくはInGaAlAs系材料)をBJ（バットジョイント）接続する。
[3]DFB部とEA部の間の50mmの領域を[2]と同じ方法で除去し電気分離のためのノンドープのInGaAlAs及びInGaAsP系材料でBJ接続する。
[4]DFB部となる部分に回折格子を形成する。
[5]p-InP及びInGaAsP系材料のコンタクト層からなるオーバークラッド層を結晶全面に成長する。
[6]リッジ導波路をドライエッチングにより形成し、電気分離部のコンタクト層を除去する。
[7]リッジ導波路の土手をBCBや低容量材料で埋込み、導波路の上部にパッド金属を形成する。
[8]作製された半導体デバイスをへき開し、両端面にARコートをする。
【実施例２】
【００３２】
次に実施例２として、実施例１の光送信モジュールを備えた光送信用トランシーバについて、光送信モジュールの制御方法と共に説明する。
【００３３】
図２は、実施例２に係る光送信用トランシーバ１０００の機能ブロックを示す概略構成図である。
この光送信用トランシーバ１０００は、光送信モジュール１００と、駆動回路２００と、制御回路３００と、電流検出センサ３１０を主要部材として構成している。
【００３４】
光送信モジュール１００は、図１に示す実施例１のものと同じであり、ＤＦＢレーザ１０１と２つのＥＡ変調器１０２，１０３を有している。
なお、この光送信モジュール１００には、従来の光送信モジュールとは異なり、サーミスタ等の温度センサやペルチェ素子は備えられていない。
【００３５】
駆動回路２００は、変調振幅電圧出力部２０１と、ＤＣバイアス電圧出力部２０２と、注入電流出力部２０３と、ＤＣバイアス電圧出力部２０４を有している。
【００３６】
変調振幅電圧出力部２０１は変調振幅電圧Ｖppを出力し、ＤＣバイアス電圧出力部２０２はＤＣバイアス電圧Ｖdcを出力する。変調振幅電圧ＶppがＤＣバイアス電圧Ｖdcに重畳して駆動電圧ＶEAとなる。この駆動電圧ＶEAが光変調用のＥＡ変調器１０２に印加されることにより、ＥＡ変調器１０２が変調動作をする。
【００３７】
注入電流出力部２０３は注入電流ＩLDを出力し、この注入電流ＩLDがＤＦＢレーザ１０１に注入されると、ＤＦＢレーザ１０１は発振動作をしてレーザ光を、ＥＡ変調器１０２及びＥＡ変調器１０３に向けて出射する。
本例では、注入電流ＩLDの値を一定値、例えば１００ｍＡとしている。
【００３８】
ＤＣバイアス電圧出力部２０４はＤＣバイアス電圧ＶRをモニタ用のＥＡ変調器１０３に印加する。そうするとＥＡ変調器１０３には吸収電流ＩRが流入していく。
本例では、ＤＣバイアス電圧ＶRの値を一定値、例えば−３Ｖとしている。
ＤＣバイアス電圧ＶRの値を一定値にしていた場合、ＥＡ変調器１０３に流入する（吸収される）吸収電流ＩRの値は、後述するように、光送信モジュール１００の温度に応じて変化する。
【００３９】
制御回路３００は、吸収電流値判定部３０１と、演算制御部３０２と、データメモリ部３０３を有している。
更に、ＥＡ変調器１０３に吸収される（流入する）吸収電流ＩRの電流値を検出する電流検出センサ３１０が配置されている。
【００４０】
電流検出センサ３１０は、ＥＡ変調器１０３に吸収される吸収電流ＩRの電流値を検出し、検出値をデータとして有する電流値検出信号Ｋを、吸収電流値判定部３０１に送出する。
吸収電流判定部３０１は、電流値検出信号Ｋを基に、吸収電流ＩRの電流値を判定する。
【００４１】
データメモリ部３０３には、表２に示す関係データＤ１と、表３に示す関係データＤ２が予め記憶されている。
【００４２】
【表２】
2011002474.tif 000004
【表３】
2011002474.tif 000005
【００４３】
表２に示す関係データＤ１は、光送信モジュール１００の温度Ｔが変化した場合に、各温度Ｔにおいて、モニタ用のＥＡ変調器１０３に吸収される吸収電流ＩRの値を示したものである。
この関係データＤ１は、予め実験により、光送信モジュール１００の温度を意図的に変化させていったときに、ＥＡ変調器１０３に吸収される吸収電流ＩRの値を測定することにより求めたものである。
【００４４】
表３に示す関係データＤ２は、光送信モジュール１００の温度Ｔが変化することに応じて吸収電流ＩRの値が変化した場合に、各吸収電流ＩRの値（各吸収電流ＩRに対応した各温度Ｔ）において、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように値を設定した、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を示したものである。
この関係データＤ２は、予め実験により、光送信モジュール１００の温度を意図的に変化させていって吸収電流ＩRの値を変化させていったときに、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を設定して求めたものである。
【００４５】
演算制御部３０２は、関係データＤ１を参照して、吸収電流判定部３０１により判定した吸収電流ＩRの電流値に対応した温度を判定する。
更に、演算制御部３０２は、判定した温度に対応した吸収電流ＩRの値を、関係データＤ２に適用することにより、判定した温度に対応した吸収電流ＩRに応じて設定した、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を求める。
【００４６】
そして、演算制御部３０２は、ＤＣバイアス電圧出力部２０２から出力されるＤＣバイアス電圧Ｖdcの実際の値が、関係データＤ１，Ｄ２を参照して求めたＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値になるように、ＤＣバイアス電圧出力部２０２の出力電圧を制御する。
また、演算制御部３０２は、変調振幅電圧出力部２０１から出力される変調振幅電圧ＶPPの実際の値が、関係データＤ１，Ｄ２を参照して求めた変調振幅電圧ＶPPの電圧値になるように、変調振幅電圧出力部２０１の出力電圧を制御する。
【００４７】
例えば、8.9mAの吸収電流ＩRが流れた時には、関係データＤ１を参照することにより、光送信モジュール１００内の温度は45℃であると推測でき、この温度（４５℃）を関係データＤ２に適用して、ＤＣバイアス電圧Vdcを-2.6Vに設定すると共に、変調振幅電圧Vppを1.8Vに設定して、ＥＡ変調器１０２に入力する。
同様にして、吸収電流IRの測定値が変化したときにも、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるような、ＥＡ変調器１０２に入力するＤＣバイアス電圧Vdcの値及び変調振幅電圧Vppの値を決定することができる。
【００４８】
その結果、ペルチェ素子及びサーミスタ素子の無い状態で、-25〜100℃の温度範囲で、光信号Ｓの平均出力パワーを予め決めた規定パワーに維持しつつ、SMF80km伝送という良好な特性結果が得られた。
【００４９】
なお、表２に示す関係データＤ１においては、20℃刻みで電流を調べているが、実際は、5℃刻み以下で電流値を調べる。その結果、8.0mAなどの中途半端な値の場合にも最適なＤＣバイアス電圧Vdc、変調振幅電圧Vppを入手できる。
表２で調べきれていない電流値を読んだ場合は、実測値と一番近い値の電流値のＤＣバイアス電圧Vdc、変調振幅電圧Vppに合わせる。
【００５０】
表２を作成する際に、0℃付近及び65℃付近で同一の電流値になる場合は、注入電流ILDを変化させる。注入電流ILDを100mAから１50mAに変化させた場合に、電流増加量が多い方が温度が低い、つまり0℃付近であるとして決定する。
【００５１】
［実施例２の変形例］
なお上述したようにして、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの値と、変調振幅電圧ＶPPの値を制御していったとしても、光信号Ｓの平均出力パワーが、予め決めた規定パワーに対して５％以上低下した場合には、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように、ＤＦＢレーザ１０１に供給する注入電流ＩLDの値を増加していくようにすることもできる。
【実施例３】
【００５２】
次に実施例３に係る光送信用トランシーバについて、光送信モジュールの制御方法と共に説明する。実施例３の光送信用トランシーバの装置構成（ハードウエア構成）は、図２に示す実施例２のものと同様である。
ただし、データメモリ部３０３に記憶している関係データと、演算制御部３０２での演算・制御手法は、実施例２のものと異なっている。
したがって、図２に示す構成図を参照しつつ、実施例２と異なる部分を中心に説明をする。
【００５３】
実施例３では、データメモリ部３０３には、表４に示す関係データＤ３と、表５に示す関係データＤ４が予め記憶されている。
また制御回路３００の演算制御部３０２により、駆動回路２００のＤＣバイアス電圧出力部２０４から出力されるＤＣバイアス電圧ＶRの値を制御できるようになっている。
【００５４】
【表４】
2011002474.tif 000006
【表５】
2011002474.tif 000007
【００５５】
表４に示す関係データＤ３は、光送信モジュール１００の温度Ｔが変化した場合に、各温度Ｔにおいて、ＤＣバイアス電圧ＶRの電圧値を第１のＤＣバイアス電圧値ＶR1（例えば−３．０Ｖ）としたときにモニタ用のＥＡ変調器１０３に吸収される第１の吸収電流値ＩR1と、ＤＣバイアス電圧ＶRの電圧値を第２のＤＣバイアス電圧値ＶR2（例えば−２．０Ｖ）としたときにモニタ用のＥＡ変調器１０３に吸収される第２の吸収電流値ＩR21との偏差である偏差吸収電流値ΔＩRを示したものである。
この関係データＤ３は、予め実験により、光送信モジュール１００の温度を意図的に変化させていったときに、ＤＣバイアス電圧を第１のＤＣバイアス電圧値ＶR1（例えば−３．０Ｖ）としたときにモニタ用のＥＡ変調器１０３に吸収される第１の吸収電流値ＩR1を測定すると共に、ＤＣバイアス電圧ＶRの電圧値を第２のＤＣバイアス電圧値ＶR2（例えば−２．０Ｖ）としたときにモニタ用のＥＡ変調器１０３に吸収される第２の吸収電流値ＩR21を測定し、両吸収電流値の偏差を演算して偏差吸収電流値ΔＩRを求めたものである。
【００５６】
表５に示す関係データＤ４は、光送信モジュール１００の温度Ｔが変化することに応じて偏差吸収電流値ΔＩRが変化した場合に、各偏差吸収電流値ΔＩRにおいて、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように値を設定した、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を示したものである。
この関係データＤ４は、予め実験により、光送信モジュール１００の温度を意図的に変化させていって、前記偏差吸収電流値ΔＩRの値を変化させていったときに、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を設定して求めたものである。
【００５７】
演算制御部３０２は、ＤＣバイアス電圧出力部２０４を制御することにより、ＤＣバイアス電圧ＶRの値を、第１のＤＣバイアス電圧値ＶR1（例えば−３．０Ｖ）とした後に、第２のＤＣバイアス電圧値ＶR2（例えば−２．０Ｖ）にする。
そうすると、第１のＤＣバイアス電圧値ＶR1（例えば−３．０Ｖ）としたときの第１の吸収電流値ＩR1と、第２のＤＣバイアス電圧値ＶR1（例えば−２．０Ｖ）としたときの第２の吸収電流値ＩR2が、電流検出センサ３１０及び吸収電流判定部３０１により判定される。
【００５８】
更に、演算制御部３０２は、判定した第１の吸収電流値ＩR1と第２の吸収電流値ＩR2の偏差である偏差吸収電流値ΔＩRを求め、求めた偏差吸収電流値ΔＩRを関係データＤ３に適用することにより、この偏差吸収電流値ΔＩRに対応した温度を判定する。
【００５９】
演算制御部３０２は、判定した温度に対応した偏差吸収電流値ΔＩRの値を、関係データＤ４に適用することにより、判定した温度に対応した偏差吸収電流値ΔＩRに応じて設定した、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を求める。
【００６０】
そして、演算制御部３０２は、ＤＣバイアス電圧出力部２０２から出力されるＤＣバイアス電圧Ｖdcの実際の値が、関係データＤ３，Ｄ４を参照して求めたＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値になるように、ＤＣバイアス電圧出力部２０２の出力電圧を制御する。
また、演算制御部３０２は、変調振幅電圧出力部２０１から出力される変調振幅電圧ＶPPの実際の値が、関係データＤ３，Ｄ４を参照して求めた変調振幅電圧ＶPPの電圧値になるように、変調振幅電圧出力部２０１の出力電圧を制御する。
【００６１】
例えば、ＥＡ変調器１０３に印加する電圧を第１のＤＣバイアス電圧値ＶR1（−３．０Ｖ）とした後に、第２のＤＣバイアス電圧値ＶR2（−２．０Ｖ）として、偏差吸収電流値ΔIRを測定する。その結果、偏差吸収電流値ΔIR=3.3mAを測定した。この時モジュール内は45℃であると推測でき、この温度（４５℃）を関係データＤ４に適用して、ＤＣバイアス電圧Vdcを-2.6Vに設定すると共に、変調振幅電圧Vppを1.8Vに設定して、ＥＡ変調器１０２に入力する。
同様にして、偏差吸収電流値ΔIRの測定値が変化したときにも、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるような、ＥＡ変調器１０２に入力するＤＣバイアス電圧Vdcの値及び変調振幅電圧Vppの値を決定することができる。
【００６２】
その結果、ペルチェ素子及びサーミスタ素子の無い状態で、-25〜100℃の温度範囲で、光信号Ｓの平均出力パワーを予め決めた規定パワーに維持しつつ、SMF80km伝送という良好な特性結果が得られた。
【００６３】
例えば、偏差吸収電流値ΔIR=5.0 mAのように-25〜0℃、0〜25℃のようにどちらとも取れる場合に関しては、第１の吸収電流値IR1及び第２の吸収電流値IR2をそれぞれ比較することで両者の差とする。よって、偏差吸収電流値ΔIR及び、第１の吸収電流値IR1、第２の吸収電流値IR2を測定し比較することでさらに精度を高くすることができる。
【００６４】
［実施例３の変形例］
なお上述したようにして、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの値と、変調振幅電圧ＶPPの値を制御していったとしても、光信号Ｓの平均出力パワーが、予め決めた規定パワーに対して５％以上低下した場合には、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように、ＤＦＢレーザ１０１に供給する注入電流ＩLDの値を増加していくようにすることもできる。
【実施例４】
【００６５】
次に実施例４に係る光送信用トランシーバについて、光送信モジュールの制御方法と共に説明する。実施例４の光送信用トランシーバの装置構成（ハードウエア構成）は、図２に示す実施例２のものと同様である。
ただし、データメモリ部３０３に記憶している関係データと、演算制御部３０２での演算・制御手法は、実施例２のものと異なっている。
したがって、図２に示す構成図を参照しつつ、実施例２と異なる部分を中心に説明をする。
【００６６】
実施例４では、データメモリ部３０３には、表６に示す関係データＤ５と、表７に示す関係データＤ６が予め記憶されている。
また制御回路３００の演算制御部３０２により、駆動回路２００のＤＣバイアス電圧出力部２０４から出力されるＤＣバイアス電圧ＶRの値を制御できるようになっている。
【００６７】
【表６】
2011002474.tif 000008
【表７】
2011002474.tif 000009
【００６８】
表６に示す関係データＤ５について説明する。
モニタ用のＥＡ変調器１０３において、ＤＣバイアス電圧ＶRと吸収電流ＩRの関係は、温度によって異なり図３に示すようになる。
光送信モジュール１００の各温度における、ＤＣバイアス電圧ＶRと吸収電流ＩRの関係を示す特性曲線をf(V)=A exp(aV)+B (V=0〜-3V)として、フィッティングして係数A、a、Bを事前に求めることにより、各温度（−２５℃〜１００℃）におけるＤＣバイアス電圧ＶRと吸収電流ＩRの関係を示す特性曲線ｆ１（Ｖ）〜ｆ７（Ｖ）を求めることができる。
この場合、図３から分かるように、温度が高い程、特性曲線の傾きの変極点の位置が、ＤＣバイアス電圧ＶRの絶対値が小さい側（図３の横軸では左側）に位置しているという特徴がある。つまり、各特性曲線ｆ１（Ｖ）〜ｆ７（Ｖ）は、その傾きの変極点位置が、温度によって異なっているという、特徴を有している。逆に言うと、、変極点位置を判断することにより、どの特性曲線であるかを判断することができる。
【００６９】
表７に示す関係データＤ６は、各特性曲線ｆ１（Ｖ）〜ｆ７（Ｖ）となる各温度（−２５℃〜１００℃）において、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーとなるように、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を設定して求めたものである。
【００７０】
演算制御部３０２は、ＤＣバイアス電圧出力部２０４を制御することにより、ＤＣバイアス電圧ＶRの値を、順次変化させていく。例えば、ＤＣバイアス電圧ＶRの値を０Ｖから−４Ｖにまで順次変化させていく。
そうすると、ＤＣバイアス電圧ＶRの値が変化していったときの、吸収電流値ＩRが、電流検出センサ３１０及び吸収電流判定部３０１により判定される。
【００７１】
更に、演算制御部３０２は、値が順次変化していくＤＣバイアス電圧ＶRの値と吸収電流値ＩRを基に、このときの変化状態を示す特性曲線を求め、この求めた特性曲線が、予め用意している特性曲線ｆ１（Ｖ）〜ｆ７（Ｖ）のいずれであるかを判定する。この判定は、特性曲線の傾きの変極点位置がどの位置（図３の横軸における位置）にあるかを基に行うことができる。
求めた特性曲線が、予め用意している特性曲線ｆ１（Ｖ）〜ｆ７（Ｖ）のいずれであるかを判定し、判定した特性曲線を関係データＤ５に適用することにより、このときの特性曲線に対応した温度を判定することができる。
【００７２】
演算制御部３０２は、判定した温度に対応した特性曲線を、関係データＤ６に適用することにより、判定した温度に対応した特性曲線に応じて設定した、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値と変調振幅電圧ＶPPの電圧値を求める。
【００７３】
そして、演算制御部３０２は、ＤＣバイアス電圧出力部２０２から出力されるＤＣバイアス電圧Ｖdcの実際の値が、関係データＤ５，Ｄ６を参照して求めたＤＣバイアス電圧Ｖdcの電圧値になるように、ＤＣバイアス電圧出力部２０２の出力電圧を制御する。
また、演算制御部３０２は、変調振幅電圧出力部２０１から出力される変調振幅電圧ＶPPの実際の値が、関係データＤ５，Ｄ６を参照して求めた変調振幅電圧ＶPPの電圧値になるように、変調振幅電圧出力部２０１の出力電圧を制御する。
【００７４】
例えば、光送信モジュール１００の温度が２５℃のときには、関係データＤ５を用いた特性曲線ｆ３（Ｖ）が選択され、この特性曲線ｆ３（Ｖ）を関係データＤ６に適用して、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの実際の値が−２．９Ｖに設定され、変調振幅電圧ＶPPの実際の値が２．０Ｖに設定されるように制御がされる。
【００７５】
［実施例４の変形例］
なお上述したようにして、ＤＣバイアス電圧Ｖdcの値と、変調振幅電圧ＶPPの値を制御していったとしても、光信号Ｓの平均出力パワーが、予め決めた規定パワーに対して５％以上低下した場合には、光信号Ｓの平均出力パワーが予め決めた規定パワーになるように、ＤＦＢレーザ１０１に供給する注入電流ＩLDの値を増加していくようにすることもできる。
【符号の説明】
【００７６】
１００  光送信モジュール
１０１  ＤＦＢレーザ
１０２，１０３  ＥＡ変調器
１０４，１０５  電気的分離部
２００  駆動回路
３００  制御回路
１０００  光送信用トランシーバ
ＩR  吸収電流
ＶR  モニタ用のＤＣバイアス電圧
Ｖdc  変調用のＤＣバイアス電圧
ＶPP  振幅変調電圧
ＩLD  注入電流
【図１】
2011002474.tif 000010
【図２】
2011002474.tif 000011
【図３】
2011002474.tif 000012