(57)【要約】      （修正有）【課題】受光素子を用いることなく、光信号の平均出力及び光信号の消光比を、一定に制御できる半導体光装置及び制御方法を提供する。【解決手段】半導体光装置１は、光信号を出力する半導体光素子３０と、半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段５と、半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段６と、バイアス電流を測定する電流測定手段７と、半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段４２と、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αを記憶する記憶手段４０と、光信号の平均出力が一定である場合に成立する、バイアス電圧、バイアス電流、半導体光素子の温度、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、バイアス電流供給手段を制御するバイアス電流制御手段４４４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2015233083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を出力する半導体光素子と、
前記半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、
前記半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段と、
前記バイアス電流を測定する電流測定手段と、
前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段と、
参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αを記憶する記憶手段と、
前記光信号の平均出力が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、前記バイアス電流供給手段を制御するバイアス電流制御手段と、
を備えることを特徴とする半導体光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体光装置であって、
前記第１の情報は、前記測定された温度を変数とする第１の関数と、前記測定されたバイアス電圧と前記測定されたバイアス電流との比の値である第１の値との等号関係を規定し、
前記バイアス電流制御手段は、
前記第１の情報に規定される等号関係が満たされるように、前記バイアス電流供給手段を制御する
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体光装置であって、
前記第１の関数は、変数である前記測定された温度に関して単調減少関数である
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体光装置であって、
前記参照値バイアス電圧をＶａｄｊ、前記参照値バイアス電流をＩａｄｊ、前記参照値バイアス電圧Ｖａｄｊと前記参照値バイアス電流Ｉａｄｊとの比をｙ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊ、前記参照値温度をＴａｄｊ、前記第１の値をｘ、前記測定された温度をＴと表す場合に、
前記第１の関数ｆ１（Ｔ）は、ｆ１（Ｔ）＝ｙ（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）１／２であり、
前記バイアス電流制御手段は、ｘ＝ｆ１（Ｔ）となるように前記バイアス電流供給手段を制御する
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項５】
光信号を出力する半導体光素子と、
前記半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、
前記半導体光素子に変調電流を供給する変調電流供給手段と、
前記半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段と、
前記バイアス電流を測定する電流測定手段と、
前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段と、
参照値変調電流、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αを記憶する記憶手段と、
前記光信号の消光比が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値変調電流、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第２の情報に基づいて、前記変調電流供給手段を制御する変調電流制御手段と、
を備えることを特徴とする半導体光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体光装置であって、
前記第２の情報は、前記測定されたバイアス電圧と前記測定されたバイアス電流との比の値である第１の値、及び前記測定された温度を変数とする第２の関数と、前記変調電流供給手段により供給される変調電流との等号関係を規定し、
前記変調電流制御手段は、
前記第２の情報に規定される等号関係が満たされるように、前記変調電流供給手段を制御する
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体光装置であって、
前記第２の関数は、変数である前記測定された温度に関して単調増加関数である
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体光装置であって、
前記参照値バイアス電圧をＶａｄｊ、前記参照値バイアス電流をＩａｄｊ、前記参照値バイアス電圧Ｖａｄｊと前記参照値バイアス電流Ｉａｄｊとの比をｙ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊ、前記参照値温度をＴａｄｊ、前記参照値変調電流をＩｍｏｄ，ａｄｊ、前記第１の値をｘ、前記測定された温度をＴ、前記変調電流供給手段により供給される変調電流をＩｍｏｄと表す場合に、
前記第２の関数ｆ２（ｘ、Ｔ）は、ｆ２（ｘ、Ｔ）＝（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）−１／２（ｌｏｇ（ｘ２）／ｘ２）（（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）／ｌｏｇ（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）））であり、
前記変調電流制御手段は、Ｉｍｏｄ＝Ｉｍｏｄ，ａｄｊｆ２（ｘ、Ｔ）となるように前記変調電流供給手段を制御する
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の半導体光装置であって、
前記記憶部は、参照値平均出力をさらに記憶し、
前記測定されたバイアス電圧、前記測定されたバイアス電流、前記測定された温度、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、前記参照値α、及び前記参照値平均出力の関係を規定する第３の情報に基づいて、前記光信号の平均出力を算出する平均出力算出手段を
さらに備えることを特徴とする半導体光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体光装置であって、
前記第３の情報は、前記測定されたバイアス電圧と前記測定されたバイアス電流との比の値である第１の値、及び前記測定された温度を変数とする第３の関数と、前記光信号の平均出力との等号関係を規定し、
前記平均出力算出手段は、
前記第３の情報に規定される等号関係により、前記光信号の平均出力を算出する
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体光装置であって、
前記第３の情報に規定される等号関係は、前記測定されたバイアス電流の値が大きくなるに従って、前記半導体光素子のＰ−Ｉ特性に近づく
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の半導体光装置であって、
前記参照値バイアス電圧をＶａｄｊ、前記参照値バイアス電流をＩａｄｊ、前記参照値温度をＴａｄｊ、前記参照値平均出力をＰａｄｊ、前記参照値バイアス電圧と前記参照値バイアス電流との比をｙ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊ、前記第１の値をｘ、前記測定された温度をＴ、前記光信号の平均出力をＰと表す場合に、
前記第３の関数ｆ３（ｘ、Ｔ）は、ｆ３（ｘ、Ｔ）＝（ｌｏｇ（ｘ２）／ｘ２）（（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）／ｌｏｇ（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）））であり、
前記平均出力算出手段は、Ｐ＝Ｐａｄｊｆ３（ｘ、Ｔ）により前記光信号の平均出力を算出する
ことを特徴とする半導体光装置。
【請求項１３】
光信号を出力する半導体光素子と、
前記半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、
前記半導体光素子に変調電流を供給する変調電流供給手段と、
前記半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段と、
前記バイアス電流を測定する電流測定手段と、
前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段と、
参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、参照値α、及び参照値変調電流を記憶する記憶手段と、
前記光信号の平均出力が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、前記バイアス電流供給手段を制御するバイアス電流制御手段と、
前記光信号の消光比が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値変調電流、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第２の情報に基づいて、前記変調電流供給手段を制御する変調電流制御手段と、
を備えることを特徴とする半導体光装置。
【請求項１４】
光信号を出力する半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定工程と、
前記半導体光素子に供給されるバイアス電流を測定する電流測定工程と、
前記半導体光素子に変調電流を供給する変調電流供給工程と、
前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定工程と、
前記光信号の平均出力が一定である場合に成立する、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、測定された温度、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、前記バイアス電流を制御するバイアス電流制御工程と、
前記光信号の消光比が一定である場合に成立する、前記測定されたバイアス電圧、前記測定されたバイアス電流、前記測定された温度、参照値変調電流、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第２の情報に基づいて、前記変調電流を制御する変調電流制御工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光装置、及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信において光信号を送信する半導体光装置は、半導体レーザ素子に高周波で変調された電流を印加することで、変調された光信号を生成する場合がある。また、半導体レーザ素子によりレーザ光を発生させ、変調器によりレーザ光の強度を変調することで、光信号を生成する場合がある。
【０００３】
ここで、光信号の消光比（光信号において１を表す光強度と、０を表す光強度との比）は、顧客仕様や国際規格により仕様（許容値、許容範囲）が定められている。また、光信号の平均出力は、光信号の伝送距離等に応じて制御されることが望ましい。
【０００４】
下記特許文献１には、発光素子の端子間電圧のピーク値に応じて、発光素子の駆動電流を制御する発光素子駆動回路が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、半導体レーザ素子への注入電流とその順方向電圧降下から半導体レーザ素子の温度を演算して、半導体レーザ素子の温度を定値制御する半導体レーザ安定化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９０１１８号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体光装置に含まれる半導体レーザ素子は、駆動温度によってＰ−Ｉ特性（光出力と駆動電流間の関係）が変化するため、温度変化に応じて駆動電流等を制御しなければ、消光比及び平均出力が変動してしまう。図１２は、半導体レーザ素子のＰ−Ｉ特性を示す図である。縦軸は半導体レーザ素子の平均出力の大きさを表し、横軸は半導体レーザ素子に供給されるバイアス電流の大きさを表す。曲線Ｊは、半導体レーザ素子の温度が参照値温度Ｔａｄｊである場合のＰ−Ｉ特性曲線であり、曲線Ｋは、半導体レーザ素子の温度が参照値温度Ｔａｄｊより大きい温度Ｔの場合におけるＰ−Ｉ特性曲線である。
【０００８】
曲線Ｊに注目すると、参照値温度Ｔａｄｊの場合、半導体レーザ素子の平均出力をＰａｄｊに合わせるためには、バイアス電流の大きさをＩａｄｊとすべきことがわかる。また、光信号において０を表す光出力をＰ１とし、１を表す光出力をＰ２として所望の消光比を実現する場合、半導体レーザ素子に加えるべき変調電流の大きさはＩｍｏｄ，ａｄｊであることがわかる。一方、曲線Ｋに注目し、温度Ｔ＞Ｔａｄｊの場合に、参照値温度Ｔａｄｊの場合と変わらない平均出力及び消光比を実現するためには、バイアス電流の大きさをＩ１＞Ｉａｄｊとし、変調電流の大きさをＩｍｏｄ＞Ｉｍｏｄ，ａｄｊと調整するべきことがわかる。すなわち、一定の平均出力及び消光比を実現するためには、半導体レーザ素子の温度上昇に伴って、バイアス電流及び変調電流を大きくするように調整しなければならない。
【０００９】
図１３は、半導体レーザ素子のＶ−Ｉ特性を示す図である。縦軸は半導体レーザ素子の端子間に印加される電圧の直流成分であるバイアス電圧の大きさを表し、横軸は半導体レーザ素子に供給されるバイアス電流の大きさを表す。曲線Ｌは、半導体レーザ素子の温度が参照値温度Ｔａｄｊである場合のＶ−Ｉ特性曲線であり、曲線Ｍは、半導体レーザ素子の温度が参照値温度Ｔａｄｊより大きい温度Ｔの場合におけるＶ−Ｉ特性曲線である。
【００１０】
図１２で示すように、参照値温度Ｔａｄｊの場合に平均出力としてＰａｄｊを得るためには、バイアス電流の大きさをＩａｄｊとしなければならない。曲線Ｌに注目すると、その場合の端子間電圧はＶａｄｊであることがわかる。一方、温度Ｔ＞Ｔａｄｊの場合に、平均出力としてＰａｄｊを得るためには、バイアス電流をＩ１としなければならず、曲線Ｍに注目すると、その場合の端子間電圧はＶ１となることがわかる。すなわち、一定の平均出力を得るためには、半導体レーザ素子の温度上昇に伴って、端子間電圧が小さくなるように半導体レーザ素子の駆動条件を調整しなければならない。
【００１１】
ここで、半導体レーザ素子から出射される光の一部を受光素子で受光し、光信号の消光比及び平均出力を直接モニタすることで、バイアス電流等をフィードバック制御することが考えられる。
【００１２】
しかし、光通信において用いられる光信号は数ＧＨｚ以上の高周波信号であるから、受光素子等で光信号を受光して、消光比及び平均出力をモニタすることとすると、高周波信号の受信に適した受光素子及び受信回路が必要とされる。そのため、半導体光装置に専用部品を組み込む必要が生じて、コスト等の面で不利となる。
【００１３】
そこで、本発明は、受光素子を用いることなく、光信号の平均出力を一定に制御し、また、光信号の消光比を一定に制御することができる半導体光装置及び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】
【００１４】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係る半導体光装置は、光信号を出力する半導体光素子と、前記半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、前記半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段と、前記バイアス電流を測定する電流測定手段と、前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段と、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αを記憶する記憶手段と、前記光信号の平均出力が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、前記バイアス電流供給手段を制御するバイアス電流制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
（２）上記（１）に記載の半導体光装置であって、前記第１の情報は、前記測定された温度を変数とする第１の関数と、前記測定されたバイアス電圧と前記測定されたバイアス電流との比の値である第１の値との等号関係を規定し、前記バイアス電流制御手段は、前記第１の情報に規定される等号関係が満たされるように、前記バイアス電流供給手段を制御することを特徴としてもよい。
【００１６】
（３）上記（２）に記載の半導体光装置であって、前記第１の関数は、変数である前記測定された温度に関して単調減少関数であることを特徴としてもよい。
【００１７】
（４）上記（３）に記載の半導体光装置であって、前記参照値バイアス電圧をＶａｄｊ、前記参照値バイアス電流をＩａｄｊ、前記参照値バイアス電圧Ｖａｄｊと前記参照値バイアス電流Ｉａｄｊとの比をｙ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊ、前記参照値温度をＴａｄｊ、前記第１の値をｘ、前記測定された温度をＴと表す場合に、前記第１の関数ｆ１（Ｔ）は、ｆ１（Ｔ）＝ｙ（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）１／２であり、前記バイアス電流制御手段は、ｘ＝ｆ１（Ｔ）となるように前記バイアス電流供給手段を制御することを特徴してもよい。
【００１８】
（５）本発明に係る半導体光装置は、光信号を出力する半導体光素子と、前記半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、前記半導体光素子に変調電流を供給する変調電流供給手段と、前記半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段と、前記バイアス電流を測定する電流測定手段と、前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段と、参照値変調電流、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αを記憶する記憶手段と、前記光信号の消光比が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値変調電流、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第２の情報に基づいて、前記変調電流供給手段を制御する変調電流制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
（６）上記（５）に記載の半導体光装置であって、前記第２の情報は、前記測定されたバイアス電圧と前記測定されたバイアス電流との比の値である第１の値、及び前記測定された温度を変数とする第２の関数と、前記変調電流供給手段により供給される変調電流との等号関係を規定し、前記変調電流制御手段は、前記第２の情報に規定される等号関係が満たされるように、前記変調電流供給手段を制御することを特徴してもよい。
【００２０】
（７）上記（６）に記載の半導体光装置であって、前記第２の関数は、変数である前記測定された温度に関して単調増加関数であることを特徴としてもよい。
【００２１】
（８）上記（７）に記載の半導体光装置であって、前記参照値バイアス電圧をＶａｄｊ、前記参照値バイアス電流をＩａｄｊ、前記参照値バイアス電圧Ｖａｄｊと前記参照値バイアス電流Ｉａｄｊとの比をｙ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊ、前記参照値温度をＴａｄｊ、前記参照値変調電流をＩｍｏｄ，ａｄｊ、前記第１の値をｘ、前記測定された温度をＴ、前記変調電流供給手段により供給される変調電流をＩｍｏｄと表す場合に、前記第２の関数ｆ２（ｘ、Ｔ）は、ｆ２（ｘ、Ｔ）＝（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）−１／２（ｌｏｇ（ｘ２）／ｘ２）（（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）／ｌｏｇ（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）））であり、前記変調電流制御手段は、Ｉｍｏｄ＝Ｉｍｏｄ，ａｄｊｆ２（ｘ、Ｔ）となるように前記変調電流供給手段を制御することを特徴としてもよい。
【００２２】
（９）上記（１）乃至（８）のいずれか一項に記載の半導体光装置であって、前記記憶部は、参照値平均出力をさらに記憶し、前記測定されたバイアス電圧、前記測定されたバイアス電流、前記測定された温度、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、前記参照値α、及び前記参照値平均出力の関係を規定する第３の情報に基づいて、前記光信号の平均出力を算出する平均出力算出手段をさらに備えることを特徴としてもよい。
【００２３】
（１０）上記（９）に記載の半導体光装置であって、前記第３の情報は、前記測定されたバイアス電圧と前記測定されたバイアス電流との比の値である第１の値、及び前記測定された温度を変数とする第３の関数と、前記光信号の平均出力との等号関係を規定し、前記平均出力算出手段は、前記第３の情報に規定される等号関係により、前記光信号の平均出力を算出することを特徴としてもよい。
【００２４】
（１１）上記（１０）に記載の半導体光装置であって、前記第３の情報に規定される等号関係は、前記測定されたバイアス電流の値が大きくなるに従って、前記半導体光素子のＰ−Ｉ特性に近づくことを特徴としてもよい。
【００２５】
（１２）上記（１０）又は（１１）に記載の半導体光装置であって、前記参照値バイアス電圧をＶａｄｊ、前記参照値バイアス電流をＩａｄｊ、前記参照値温度をＴａｄｊ、前記参照値平均出力をＰａｄｊ、前記参照値バイアス電圧と前記参照値バイアス電流との比をｙ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊ、前記第１の値をｘ、前記測定された温度をＴ、前記光信号の平均出力をＰと表す場合に、前記第３の関数ｆ３（ｘ、Ｔ）は、ｆ３（ｘ、Ｔ）＝（ｌｏｇ（ｘ２）／ｘ２）（（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）／ｌｏｇ（ｙ２（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）））であり、前記平均出力算出手段は、Ｐ＝Ｐａｄｊｆ３（ｘ、Ｔ）により前記光信号の平均出力を算出することを特徴としてもよい。
【００２６】
（１３）本発明に係る半導体光装置は、光信号を出力する半導体光素子と、前記半導体光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、前記半導体光素子に変調電流を供給する変調電流供給手段と、前記半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定手段と、前記バイアス電流を測定する電流測定手段と、前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定手段と、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、参照値α、及び参照値変調電流を記憶する記憶手段と、前記光信号の平均出力が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、前記バイアス電流供給手段を制御するバイアス電流制御手段と、前記光信号の消光比が一定である場合に成立する、前記電圧測定手段により測定されたバイアス電圧、前記電流測定手段により測定されたバイアス電流、前記温度測定手段により測定された温度、前記参照値変調電流、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第２の情報に基づいて、前記変調電流供給手段を制御する変調電流制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
（１４）本発明に係る制御方法は、光信号を出力する半導体光素子の端子間に印加されるバイアス電圧を測定する電圧測定工程と、前記半導体光素子に供給されるバイアス電流を測定する電流測定工程と、前記半導体光素子に変調電流を供給する変調電流供給工程と、前記半導体光素子の温度を直接的又は間接的に測定する温度測定工程と、前記光信号の平均出力が一定である場合に成立する、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、測定された温度、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値αの関係を規定する第１の情報に基づいて、前記バイアス電流を制御するバイアス電流制御工程と、前記光信号の消光比が一定である場合に成立する、前記測定されたバイアス電圧、前記測定されたバイアス電流、前記測定された温度、参照値変調電流、前記参照値バイアス電圧、前記参照値バイアス電流、前記参照値温度、及び前記参照値αの関係を規定する第２の情報に基づいて、前記変調電流を制御する変調電流制御工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により、受光素子を用いることなく、光信号の平均出力を一定に制御し、また、光信号の消光比を一定に制御することができる半導体光装置及び制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置の駆動時に行われる制御工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置の製造時に行われる参照値決定工程を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置の製造時に行われる参照値決定工程を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置の製造時に行われる参照値決定工程を示す第３のフローチャートである。
【図６】第２の情報に規定される関係を示す図である。
【図７】異なる平均出力の場合における、第２の情報に規定される関係を示す図である。
【図８】第３の情報に規定される関係を示す図である。
【図９】第３の情報に規定される関係である数式（１）が成立する範囲を示す図である。
【図１０】第１の情報に規定される関係を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る半導体光装置の構成図である。
【図１２】半導体レーザ素子のＰ−Ｉ特性を示す図である。
【図１３】半導体レーザ素子のＶ−Ｉ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置１の構成図である。本実施形態に係る半導体光装置１は、駆動回路（driver circuit）２と、光送信モジュール３と、マイクロコンピュータ（microcomputer）４と、バイアス電流源５と、電圧測定部６と、電流測定部７とを備える。
【００３２】
駆動回路２は、変調電流源２０と、変調電流源２０に並列に接続される２つのトランジスタを含む。２つのトランジスタのゲート電極には、外部から信号Ｐ及び信号Ｎがそれぞれ入力され、駆動回路２は、光送信モジュール３に対して変調信号を出力する。
【００３３】
光送信モジュール３は、半導体光素子３０を含む光送信サブアセンブリ（TOSA: Transmitter Optical Sub-Assembly）である。本実施形態において、半導体光素子３０は半導体レーザ素子であり、特定の波長のレーザ光を出射するＤＦＢレーザであってよい。半導体光素子３０には、駆動回路２から入力される変調信号に応じて変調された電流が供給され、半導体光素子３０は光信号を出力する。ここで、変調電流源２０が供給する電流の大きさに応じて、半導体光素子３０から出射される光の最高出力と最低出力の差が定められることとなる。すなわち、変調電流源２０を制御することにより、半導体光素子３０から出力される光信号の消光比が制御される。
【００３４】
マイクロコンピュータ４は、記憶部（storage unit）４０と、温度計（thermometer）４２と、制御部（control unit）４４とを含む。また、制御部４４は、平均出力算出部（Average Output Calculator）４４０と、変調電流制御部（Modulation Current Controller）４４２と、バイアス電流制御部（Bias Current Controller）４４４とを含む。
【００３５】
記憶部４０は、例えばRAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）を含む。記憶部４０は、制御部４４が実行するプログラムを格納するとともに、制御部４４のワークメモリとしても機能する。なお、記憶部４０に格納される制御部４４が実行するプログラムは、電気通信回線を介して提供されるものであってもよいし、半導体記憶素子等のコンピュータで読み取り可能な情報記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよい。記憶部４０に記憶される情報については、後に詳細に説明する。
【００３６】
温度計４２は、マイクロコンピュータ４に内蔵された温度計であり、例えばサーミスタである。本実施形態では、温度計４２によりマイクロコンピュータ４の温度を測定し、測定値を制御部４４に送信し、半導体光素子３０の温度を間接的に測定する。光送信モジュール３とマイクロコンピュータ４が物理的に離れて設置される場合、温度計４２の検出する温度は、必ずしも半導体光素子３０の温度とはならないが、温度計４２の検出する温度と半導体光素子３０の温度との間には相関関係があるため、温度計４２で検出された温度により、間接的に半導体光素子３０の温度を測定することができる。もしくは温度計４２で検出された温度を、予め定められた方法により制御部４４で読み変えた値を用いても良い。もっとも、温度計４２をマイクロコンピュータ４と別体で備えることとして、半導体光素子３０の温度を直接測定することとしてもよい。以後、特記なき場合は、本願明細書にて「温度計４２により測定される半導体光素子３０の温度」とは、温度計４２で検出された半導体光素子３０の温度そのものであると規定した場合、温度計４２で検出された温度を読み変えた値とした場合、又は半導体光素子３０の温度を直接測定した場合等を示すものとする。
【００３７】
制御部４４は、例えばCPU（Central Processing Unit）を含んでおり、記憶部４０に格納されるプログラムを実行することにより、平均出力算出部４４０により半導体光素子３０から出力される光信号の平均出力を算出し、変調電流制御部４４２により変調電流源２０を制御し、バイアス電流制御部４４４によりバイアス電流源５を制御する。制御部４４の行う制御については、後に詳細に説明する。平均出力算出部４４０により算出された値は、外部に信号Ｏｕｔとして出力される。信号Ｏｕｔの示す値は、液晶表示装置等の表示部に出力されることとしてもよい。
【００３８】
バイアス電流源５は、光送信モジュール３に直流のバイアス電流を供給する。バイアス電流源５によって供給されるバイアス電流は、半導体光素子３０から出力される光信号の平均出力を定める。バイアス電流源５は、バイアス電流制御部４４４によって制御される。
【００３９】
電圧測定部６は、オペアンプ６０、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２、及び第１の電圧計６２を含む。オペアンプ６０には、半導体光素子３０の電極間電圧が入力され、規定の増幅率で増幅され出力される。本実施形態では、オペアンプ６０による電圧増幅率はｎであり、当該増幅率は記憶部４０に記憶されているものとする。抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２は、ローパスフィルタとして機能する。半導体光素子３０には、駆動回路２によって高周波で変調された電流が供給されるため、半導体光素子３０の電極間電圧は高周波成分を有する。抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２によって、そのような高周波成分が除去され、第１の電圧計６２では、半導体光素子３０の端子間に印加される電圧のうち直流成分（以下、バイアス電圧という。）が測定される。測定された電圧の値は、マイクロコンピュータ４の制御部４４に送信される。制御部４４では、第１の電圧計６２より受信した値をｎで割ることによって、半導体光素子３０の端子間に印加されているバイアス電圧を算出する。
【００４０】
電流測定部７は、抵抗Ｒｉ、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、及び第２の電圧計７０を含む。抵抗Ｒｉは、バイアス電流源５とグランドとの間に設けられた抵抗体であり、バイアス電流源５により直流電流Ｉが供給される場合、抵抗Ｒｉの端子間電圧はＲｉＩとなる。ここで、抵抗Ｒｉの抵抗値は、記憶部４０に記憶されているものとする。抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１で形成されるローパスフィルタは、電圧の高周波成分を除去する。第２の電圧計７０は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１で形成されるローパスフィルタを通過した電圧を測定し、制御部４４に送信する。制御部４４では、第２の電圧計７０より受信した値をＲｉで割ることにより、半導体光素子３０に供給されているバイアス電流Ｉの値を算出する。なお、バイアス電流源５及び電流測定部７が、例えば駆動回路２に内蔵されている（駆動回路２がバイアス電流源及び電流測定部としての機能を備えている）場合もある。その場合には、駆動回路２の備える電流測定部により、駆動回路２の備えるバイアス電流源が出力するバイアス電流の値を測定し、駆動回路２からマイクロコンピュータ４に出力されたバイアス電流値を測定値として用いても構わない。
【００４１】
なお、本実施形態において、光送信モジュール３の半導体光素子３０には、順方向電流が供給される。半導体光素子３０には、バイアス電流源５及び駆動回路２によって高周波で変調された電流が供給されるものの、逆方向電流が供給されることは無いものとする。半導体光素子３０の端子間に印加される電圧についても、順方向電圧が印加されることとし、逆方向電圧が印加されることは無いものとする。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置１の駆動時に行われる制御工程を示すフローチャートである。半導体光素子１の駆動に先立って、記憶部４０には、半導体光素子３０により出力される光信号の平均出力が一定である場合に成立する、半導体光素子３０の端子間に印加されるバイアス電圧、半導体光素子３０に供給されるバイアス電流、温度計４２により測定される半導体光素子３０の温度、及び参照値の関係を規定する第１の情報が記憶されているものとする。また、記憶部４０には、半導体光素子３０により出力される光信号の消光比が一定である場合に成立する、変調電流源２０により供給される変調電流、半導体光素子３０の端子間に印加されるバイアス電圧、半導体光素子３０に供給されるバイアス電流、温度計４２により測定される半導体光素子３０の温度、及び参照値の関係を規定する第２の情報が記憶されているものとする。さらに、記憶部４０には、半導体光素子３０により出力される光信号の平均出力、半導体光素子３０の端子間に印加されるバイアス電圧、半導体光素子３０に供給されるバイアス電流、温度計４２により測定される半導体光素子３０の温度、及び参照値の関係を規定する第３の情報が記憶されているものとする。
【００４３】
半導体光素子１の駆動時に行われる制御工程は、バイアス電流、バイアス電圧、及び温度の測定から始まる（Ｓ１０）。ここで、バイアス電流は、バイアス電流源５により半導体光素子３０に供給される電流であり、電流測定部７及び制御部４４により測定される。バイアス電圧は、半導体光素子３０の端子間に印加される電圧のうち直流成分であり、電圧測定部６及び制御部４４により測定される。また、温度は、半導体光素子３０の温度であり、温度計４２及び制御部４４により測定される。
【００４４】
次に、制御部４４の変調電流制御部４４２は、第２の情報に基づいて変調電流を制御する（Ｓ１１）。より詳しくは、変調電流制御部４４２は、光信号の消光比が一定である場合に成立する、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、測定された温度、及び参照値の関係を規定する第２の情報に基づいて、変調電流源２０を制御する。変調電流制御部４４２は、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、測定された温度を入力として、光信号の消光比が一定となる場合に成立する第２の情報に基づいて、変調電流源２０を制御する。
【００４５】
また、制御部４４の平均出力算出部４４０は、第３の情報に基づいて平均出力を算出する（Ｓ１２）。より詳しくは、平均出力算出部４４０は、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、測定された温度、及び前記第３の情報に基づいて、光信号の平均出力を算出する。平均出力算出部４４０は、算出した値を外部に信号Ｏｕｔとして出力する。
【００４６】
制御部４４のバイアス電流制御部４４４は、測定されたバイアス電圧、バイアス電流、及び温度が、第１の情報により規定される関係を満たすか否かを判定する（Ｓ１３）。バイアス電流制御部４４４は、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、及び測定された温度を入力として、それらの値が、光信号の平均出力が一定である場合に成立する第１の情報に規定される関係を満たすか否かを判定する。
【００４７】
バイアス電流制御部４４４により、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、及び測定された温度は、第１の情報に規定される関係を満たさないと判定された場合（Ｓ１３においてＮＯの場合）、バイアス電流制御部４４４はバイアス電流を補正する（Ｓ１４）。すなわち、バイアス電流制御部４４４は、半導体光素子３０から出力される光信号の平均出力が一定となるように、バイアス電流源５を制御する。
【００４８】
バイアス電流制御部４４４によりバイアス電流が補正されると、バイアス電流と、半導体光素子３０の端子間に印加されるバイアス電圧とが変化するため、変調電流制御部４４２により行った変調電流源２０の制御（Ｓ１１）、及び平均出力算出部４４０により行った光信号の平均出力の算出（Ｓ１２）の前提が変化する。そのため、バイアス電流補正（Ｓ１４）の後、バイアス電流、バイアス電圧、温度を測定する工程（Ｓ１０）に戻り、Ｓ１０乃至１３の工程を再度行う。そして、バイアス電流制御部４４４により、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、及び測定された温度が、第１の情報に規定される関係を満たすと判定されるまで（Ｓ１３においてＹＥＳと判定されるまで）、Ｓ１０乃至１４の工程を繰り返す。
【００４９】
バイアス電流制御部４４４により、測定されたバイアス電圧、測定されたバイアス電流、及び測定された温度は、第１の情報に規定される関係を満たすと判定された場合（Ｓ１３においてＹＥＳの場合）、制御工程は終了する。
【００５０】
このように、本実施形態では、半導体光素子３０の端子間に印加されるバイアス電圧、半導体光素子３０に供給されるバイアス電流、及び半導体光素子３０の温度を測定し、記憶部４０に記憶された情報に基づいて、半導体光素子３０から出力される光信号の平均出力を一定とするようなバイアス電流源５の制御、半導体光素子３０から出力される光信号の消光比を一定とするような変調電流源２０の制御、及び半導体光素子３０から出力される光信号の平均出力のモニタを行うことができる。そのため、本実施形態に係る半導体光装置１は、受光素子を用いることなく、光信号の平均出力を一定に制御し、また、光信号の消光比を一定に制御することができる。また、受光素子を用いることなく、光信号の平
均出力をモニタすることができる。従来、平均出力の制御や消光比の制御には、受光素子を用いてそのモニタ値を用いて制御されていたが、発明者等は鋭意検討することで、バイアス電圧、バイアス電流、及び温度の３つのパラメータを測定し、この３つの測定値を用いて、平均出力、消光比を一定とする（所望の値とする）制御ができることを見出した。より具体的な制御については後述する。
【００５１】
なお、半導体光装置１の制御工程は、半導体光装置１の駆動時に、例えば数秒毎等、定期的に行われることとしてよい。また、バイアス電流補正（Ｓ１４）は、例えば０．０１ｍＡ毎等、規定の増減量ずつ行うこととしてよい。もっとも、増減量に制限を加えず、自由に補正できることとしてもよい。
【００５２】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置１の製造時に行われる参照値決定工程を示す第１のフローチャートである。参照値決定工程は、半導体光装置１が駆動可能な状態に組み立てられた後に行われる工程であり、半導体光装置１の記憶部４０に記憶される種々の参照値を決定するために行われる工程である。特に、第１のフローチャートに示す処理は、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値平均出力を決定するために行われるものである。
【００５３】
参照値決定工程では、はじめに、固定抵抗値Ｒｉ、及びオペアンプ増幅率ｎを記憶部４０に記憶する（Ｓ２０）。これらの値は、半導体光装置１の設計時点において既知である。
【００５４】
次に、半導体光装置１の置かれる雰囲気温度を設定する（Ｓ２１）。設定される雰囲気温度は、半導体光装置１に過度な負担を与えない範囲で十分に安定していれば、自由に設定して良いが、半導体光装置１が実際に使用される場合の雰囲気温度に近いものであることが望ましく、例えば、２５℃に設定することとする。ここで、雰囲気温度ではなく、半導体光素子３０の温度を設定することとしてもよい。その場合、半導体光素子３０の温度を、ペルチェ素子等により一定に保つこととしてもよい。
【００５５】
次に、バイアス電流の初期値設定を行う（Ｓ２２）。バイアス電流の初期値設定は、マイクロコンピュータ４に入力部を接続し、外部からバイアス電流制御部４４４を操作するか、記憶部４０に初期設定値として予め記憶しておき、この初期設定値によりバイアス電流制御部４４４を操作することにより行う。バイアス電流の初期値は自由に設定してよいが、半導体光素子３０が十分な平均出力の光を出力し、半導体光素子３０に過度な負担を与えない範囲内のものとする。
【００５６】
半導体光素子３０が光を出力する状態が得られた後、平均出力は規定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ２３）。ここで、半導体光素子３０から出力される光の出力は、参照値決定工程において準備される光出力測定器で測定する。また、平均出力が規定範囲内であるか否かとは、規定の精度で平均出力が所望の値となっているか否かをいう。例えば、所望の値の±５％以内の出力が達成されていれば、平均出力が規定範囲内であると判定することとしてよい。光平均出力が規定範囲内でない場合（Ｓ２３においてＮＯの場合）、バイアス電流制御部４４４を介してバイアス電流源５を制御し、バイアス電流を補正する（Ｓ２４）。
【００５７】
平均出力が規定範囲内と判定された場合（Ｓ２３においてＹＥＳの場合）、平均出力、バイアス電流、バイアス電圧、温度を測定する（Ｓ２５）。これらの値は、参照値決定工程において準備される光出力測定器、半導体光装置１に備えられた電圧測定部６、電流測定部７、温度計４２、及び制御部４４を用いて測定する。
【００５８】
測定されたバイアス電圧、バイアス電流、温度、及び平均出力を、それぞれ、参照値バイアス電圧Ｖａｄｊ、参照値バイアス電流Ｉａｄｊ、参照値温度Ｔａｄｊ、及び参照値平均出力Ｐａｄｊとして記憶部４０に記憶する（Ｓ２６）。これらの値は、第１の情報、第２の情報、及び第３の情報に規定される関係において参照され、半導体光装置１の制御工程において、バイアス電流制御部４４４、変調電流制御部４４２、及び平均出力算出部４４０における処理を実行する際に用いられる。
【００５９】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置１の製造時に行われる参照値決定工程を示す第２のフローチャートである。第２のフローチャートに示される処理は、第１のフローチャートに示される処理を行った後に行われるものであり、参照値αを決定するために行われるものである。
【００６０】
はじめに、半導体光装置１の置かれる雰囲気温度を変更する（Ｓ３０）。すなわち、第１のフローチャートに示した、参照値Ｖａｄｊ、Ｉａｄｊ、Ｔａｄｊ、及びＰａｄｊを決定する工程における場合とは異なる雰囲気温度に半導体光装置１を置く。例えば、雰囲気温度を８５℃とする。この場合も、ペルチェ素子等で半導体光素子３０の温度を直接制御することとしてもよい。
【００６１】
そして、参照値決定工程において準備される光出力測定器、半導体光装置１に備えられた電圧測定部６、電流測定部７、温度計４２、及び制御部４４を用いて、平均出力、バイアス電流、バイアス電圧、及び温度を測定する（Ｓ３１）。測定された平均出力、バイアス電流、バイアス電圧、及び温度の値を、それぞれＰ、Ｖ、Ｉ、及びＴと表すこととする。
【００６２】
測定されたＰ、Ｖ、Ｉ、及びＴの値と、既に記憶部４０に記憶されている参照値Ｐａｄｊ、Ｖａｄｊ、Ｉａｄｊ、及びＴａｄｊと、第３の情報に規定される関係とに基づいて参照値αを算出し、記憶部４０に記憶する（Ｓ３２）。第３の情報に規定される関係とは、測定されたバイアス電圧Ｖ、測定されたバイアス電流Ｉ、測定された温度Ｔ、参照値バイアス電圧Ｖａｄｊ、参照値バイアス電流Ｉａｄｊ、参照値温度Ｔａｄｊ、及び参照値αの関係であり、具体的には以下の数式（１）で規定される関係をいう。本実施形態において、参照値αは、−０．０１程度の負の値となる。ただし、参照値αの値は半導体光装置１や半導体光素子３０の構成や材料によって変わる値である。
【００６３】
【数１】
2015233083.tif 000003
【００６４】
ここで、ｌｏｇは、１０を底とする対数を表し、Ｐ、Ｖ及びＩは、ｍＷ、ｍＶ及びｍＡの単位で規格化された平均出力、バイアス電圧及びバイアス電流の値を表す。Ｐａｄｊ、Ｖａｄｊ及びＩａｄｊについても同様である。また、Ｔ及びＴａｄｊはＫの単位で表した温度であり、参照値αの単位は、［Ｋ−１］である。数式（１）で規定される関係には、成立するための条件がある。そのため、参照値αの決定は、そのような条件を満たすようなバイアス電流の値等を用いて行う必要がある。当該条件については、後に詳細に説明する。
【００６５】
数式（１）は、異なる２条件下における、バイアス電圧、バイアス電流、温度、そして平均出力の関係を表した式である。すなわち、第１の条件（参照値決定工程で定めた条件）であるバイアス電圧Ｖａｄｊ、バイアス電流Ｉａｄｊ、そして温度Ｔａｄｊにおいての平均出力をＰａｄｊとし、第２の条件（ある時点の測定値）であるバイアス電圧Ｖ、バイアス電流Ｉ、そして温度Ｔにおいての平均光出力をＰとした場合に、これらのパラメータは参照値αを含めた数式（１）の関係となっている。αはいわゆる係数である。この数式（１）は、発明者等が数多くの半導体光装置の様々な条件下における平均出力、バイアス電圧、バイアス電流、そして温度の値がどのような関係にいるかを鋭意検討することで得られた経験式であり、発明者等が初めて見出したものである。後述する数式（２）、（３）、（４）についても同様である。
【００６６】
第３の情報（数式（１））に基づいて参照値αを決定するためには、少なくとも２つの異なる条件で、平均出力、バイアス電圧、バイアス電流、及び温度を測定する必要がある。もっとも、３以上の異なる条件で平均出力、バイアス電圧、バイアス電流、及び温度を測定し、複数の条件の組合せについて数式（１）を用い、αを算出し、それらの平均値として参照値αを決定することとしてもよい。
【００６７】
参照値αは、半導体光装置１の構成などにより決まる値であり個体差は小さいため、少なくとも１台の半導体光装置１を用いて決定すればよく、製造した全ての半導体光装置１について第２のフローチャートに示す処理を行わなくともよい。もっとも、複数台の半導体光装置１について第２のフローチャートに示す処理を行い、得られた値の平均値を参照値αとして全ての半導体光装置１の記憶部４０に記憶することとしてもよいし、すべての半導体光装置１について参照値αを決定しても構わない。
【００６８】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る半導体光装置１の製造時に行われる参照値決定工程を示す第３のフローチャートである。第３のフローチャートに示す処理は、第２のフローチャートに示す処理の後に行われるものであり、参照値変調電流を決定するために行われるものである。
【００６９】
はじめに、変調電流の初期値設定が行われる（Ｓ４０）。変調電流の初期値設定は、マイクロコンピュータ４に入力部を接続し、外部から変調電流制御部４４２を操作するか、記憶部４０に初期設定値を予め記憶しておき、この初期設定値により変調電流制御部４４２を操作することにより行う。変調電流の初期値は自由に設定してよいが、半導体光素子３０の消光比が規定値に近いものとなるように設定されることが望ましく、半導体光素子３０に過度な負担を与えない範囲内のものとする。なお、雰囲気温度は第２のフローチャートにて記憶部４０に記憶されたＴａｄｊとし、バイアス電流も同様にＩａｄｊとする。初期値はこれに限らず、任意の値で設定しても良い。
【００７０】
半導体光素子３０が光を出力する状態が得られた後、消光比は規定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４１）。ここで、半導体光素子３０から出力される光の消光比は、参照値決定工程において準備される、例えば光オシロスコープ等の光波形測定器で測定する。消光比が規定範囲内であるか否かとは、規定の精度で消光比が所望の値となっているか否かをいう。例えば、所望の値の±５％以内の消光比が達成されていれば、消光比が規定範囲内であると判定することとしてよい。消光比が規定範囲内でない場合（Ｓ４１においてＮＯの場合）、変調電流制御部４４２を介して変調電流源２０を制御し、変調電流を補正する（Ｓ４２）。
【００７１】
消光比が規定範囲内であると判定された場合（Ｓ４１においてＹＥＳの場合）、その場合の変調電流値を参照値変調電流Ｉｍｏｄ，ａｄｊとして記憶部４０に記憶する（Ｓ４３）。ここで、変調電流制御部４４２から変調電流源２０に与えられる信号と、変調電流源２０により供給される電流との関係は既知であるものとし、変調電流制御部４４２の制御状況から変調電流源２０により供給される変調電流値が読み取れるものとする。
【００７２】
以上で参照値決定工程が終了し、半導体光装置１の記憶部４０には、固定抵抗値Ｒｉ、オペアンプ増幅率ｎ、参照値α、Ｖａｄｊ、Ｉａｄｊ、Ｔａｄｊ、Ｐａｄｊ、及びＩｍｏｄ，ａｄｊが記憶された状態となる。その後、記憶部４０には、これらの参照値を参照する第１乃至３の情報が記憶され、出荷される。半導体光装置１の駆動時には、図２に示した制御工程により、光信号の平均出力及び消光比を一定とする制御が行われ、光信号の平均出力の算出し、算出した値を外部に信号Ｏｕｔとして出力する。
【００７３】
図６は、第２の情報に規定される関係を示す図である。第２の情報は、光信号の消光比が一定である場合に成立する、測定された変調電流、測定されたバイアス電圧Ｖ、測定されたバイアス電流Ｉ、測定された温度Ｔ、参照値変調電流Ｉｍｏｄ，ａｄｊ、参照値バイアス電圧Ｖａｄｊ、参照値バイアス電流Ｉａｄｊ、参照値温度Ｔａｄｊ、及び参照値αの関係である。第２の情報は、ＶとＩとの比の値である第１の値Ｖ／Ｉ、及び測定された温度Ｔを変数とする第２の関数ｆ２（Ｖ／Ｉ、Ｔ）と、変調電流源２０により供給される変調電流Ｉｍｏｄとの等号関係である以下の数式（２）を規定する。
【００７４】
【数２】
2015233083.tif 000004
【００７５】
ここで、ｌｏｇは、１０を底とする対数を表し、Ｉｍｏｄ、Ｖ及びＩは、それぞれｍＡ、ｍＶ及びｍＡの単位で規格化された変調電流、バイアス電圧及びバイアス電流の値を表す。Ｉｍｏｄ，ａｄｊ、Ｖａｄｊ及びＩａｄｊについても同様である。また、Ｔ及びＴａｄｊはＫの単位で表した温度であり、参照値αの単位は、［Ｋ−１］である。
【００７６】
第２の情報に規定されるＩｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝ｆ２（Ｖ／Ｉ、Ｔ）の関係は、消光比が規定の値で一定である場合に成立する関係である。また、第２の情報に規定される関係は、数式（１）（第３の情報）を用いて変形すると、以下の数式（３）のように表すこともできる。
【００７７】
【数３】
2015233083.tif 000005
【００７８】
図６では、縦軸をＩｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ、横軸をＴとして、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝ｆ２（Ｖ／Ｉ、Ｔ）の関係のうち、特に、光信号の平均出力ＰがＰａｄｊに等しい場合を表す曲線Ａを示している。すなわち、曲線Ａは、Ｐ＝Ｐａｄｊの場合における、光信号の消光比が一定となるようなＩｍｏｄとＴの関係を表す曲線である。つまり曲線Ａは、Ｐ＝Ｐａｄｊ及び消光比が一定となる場合の数式（３）に基づいたＩｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊとＴの関係曲線である。
【００７９】
温度計４２により測定される半導体光素子３０の温度Ｔが、原点であるＴ＝Ｔａｄｊである場合には、参照値決定工程において消光比を調整した場合と同じ条件となるから、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝１で消光比が規定値となる。そのため、曲線ＡはＩｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝１で縦軸と交わる。この場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ＝Ｉｍｏｄ，ａｄｊとなるように制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができる。
【００８０】
また、測定される温度Ｔが、点Ｚで表される値であった場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝Ｚ１となるようにＩｍｏｄを制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができる。一方、測定される温度Ｔが、点Ｑで表される値であった場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝Ｑ１となるようにＩｍｏｄを制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができる。
【００８１】
第２の関数ｆ２（Ｖ／Ｉ、Ｔ）は、測定された温度Ｔに関して単調増加関数である。そのため、曲線Ａは右上がりの曲線となり、光信号の消光比を一定に保つためには、測定される温度Ｔが参照値温度Ｔａｄｊより大きい場合には、Ｉｍｏｄ＞Ｉｍｏｄ，ａｄｊとなるよう制御し、測定される温度Ｔが参照値温度Ｔａｄｊより小さい場合には、Ｉｍｏｄ＜Ｉｍｏｄ，ａｄｊとなるよう制御する必要がある。このことは、図１２に示す半導体レーザ素子のＰ−Ｉ特性から定性的に読み取れることである。本実施形態における第２の情報に規定される関係を表す数式（２）又は（３）は、半導体レーザ素子のＰ−Ｉ特性から定性的に読み取れる内容を、定量的に表現したものである。すなわち駆動時において、半導体光装置１の消光比を一定制御するためには、例えば後述する平均出力一定制御を行った後に、数式（３）が成立するようにＩｍｏｄを制御すれば消光比を一定制御することができる。より具体的には、平均出力一定制御を行うと、数式（３）においてＰ／Ｐａｄｊ＝１となる。その結果、数式（３）は変調電流と温度のみで表現された式となる。そして、数式（３）の関係を満たすようにＩｍｏｄを制御すれば消光比を一定制御することとなる。さらに、顧客仕様によっては消光比ではなく、光信号において１を表す光強度と０を表す光強度の差であるＯＭＡ（Optical Modulation Amplitude）を基準とする場合もあるが、本実施形態により平均出力一定および消光比一定制御をすれば、必然的にＯＭＡも一定制御され、ＯＭＡ規定の顧客仕様をも満足することが出来る。また数式（２）の関係を用いれば、平均出力一定制御とは独立して消光比を制御することもできる。例えば、参照値決定工程おいて、平均出力一定制御に用いる各参照値は第１のフローチャートで求めた値を使い、消光比一定制御に用いる各参照値は第２のフローチャートで個別に求めた値を使って制御しても良い。その後、後述する平均出力一定制御を行えば、平均出力及び消光比の一定制御が可能となり、さらに上述したＯＭＡについても一定制御がされた状態となる。
【００８２】
なお、ＯＭＡ一定制御は、平均出力がどのような値であっても行うことができる。そのためには、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝（α（Ｔ−Ｔａｄｊ）＋１）−１／２の関係を満たすように変調電流源２０を制御すればよい。ここで、平均出力をＰ、光信号において１を表す出力をＰ＋Ｐ０、光信号において０を表す出力をＰ−Ｐ０と表す場合、ＯＭＡは、（Ｐ＋Ｐ０）−（Ｐ−Ｐ０）＝２Ｐ０であり、平均出力に依存しない。そして、Ｐ０の大きさは変調電流Ｉｍｏｄの大きさによって制御される。そのため、上記のように平均出力に依存しない関係によってＯＭＡを一定に制御することができる。一方、消光比は、（Ｐ＋Ｐ０）／（Ｐ−Ｐ０）であり、平均出力に依存する。そのため、数式（３）のように平均出力に依存した関係により、消光比一定制御が行われる。
【００８３】
図７は、異なる平均出力の場合における、第２の情報に規定される関係を示す図である。図７では、図６において示した曲線Ａを破線で表し、曲線Ｂ及びＣを実線で表している。
【００８４】
曲線Ｂは、光信号の平均出力が参照値平均出力Ｐａｄｊの２倍である場合において、光信号の消光比が一定の場合に成立する関係を示している。曲線Ｂは、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝２で縦軸と交わる。曲線Ｂより、Ｐ＝２Ｐａｄｊの場合には、測定される温度Ｔが点Ｚで表される値の場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝Ｚ３となるようにＩｍｏｄを制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができることがわかる。また、測定される温度Ｔが点Ｑで表される値の場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝Ｑ３となるようにＩｍｏｄを制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができる。Ｚ３とＱ３の差は、Ｚ１とＱ１の差よりも大きく、Ｚ１とＱ１の差の２倍になる。
【００８５】
半導体光装置１は、通常、予め定められた平均出力Ｐａｄｊで駆動されるため、製造時に参照値平均出力Ｐａｄｊを所望の平均出力値として記憶部４０に記憶し、駆動時に曲線Ａに従って変調電流源２０を制御することで、光信号の消光比を一定に制御することができる。しかし、例えば、光信号に関して仕様変更があった場合等、当初予定されていた光信号の平均出力とは異なった平均出力で光信号を出力しつつ、当初予定されていたのと同じ消光比を実現したいという場合も想定される。曲線Ｂ又はＣは、当初予定されていたのとは異なる平均出力で、当初予定されていたのと同じ消光比を達成したいという場合に用いられる関係である。なお、図示しないが消光比についても同様であり、当初予定されていた消光比とは異なる値で一定動作させたい場合は、数式（１）−（３）から所望の消光比となる様な変調電流を算出することもできる。
【００８６】
曲線Ｃは、光信号の平均出力が参照値平均出力Ｐａｄｊの半分である場合において、光信号の消光比が一定の場合に成立する関係を示している。曲線Ｃは、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝０．５で縦軸と交わる。曲線Ｃより、Ｐ＝０．５Ｐａｄｊの場合には、測定される温度Ｔが点Ｚで表される値の場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ／Ｉｍｏｄ，ａｄｊ＝Ｚ２となるように制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができることがわかる。また、測定される温度Ｔが点Ｑで表される値の場合、変調電流制御部４４２は、変調電流源２０を、Ｉｍｏｄ＝Ｑ２となるように制御することで、光信号の消光比を規定値に合わせることができる。Ｚ２とＱ２の差は、Ｚ１とＱ１の差よりも小さく、Ｚ１とＱ１の差の半分になる。
【００８７】
図８は、第３の情報に規定される関係を示す図である。第３の情報に規定される関係とは、数式（１）で規定される関係である。図８では、縦軸をＰ／Ｐａｄｊとし、横軸をＶ／Ｉ（第１の値ｘ）として、数式（１）で規定される関係を示している。数式（１）の右辺は、第３の関数ｆ３（Ｖ／Ｉ、Ｔ）であり、平均出力算出部４４０は、測定されたバイアス電流、測定されたバイアス電圧、測定された温度を第３の関数ｆ３（Ｖ／Ｉ、Ｔ）に代入することで、Ｐ＝Ｐａｄｊｆ３（Ｖ／Ｉ、Ｔ）という等号関係により光信号の平均出力Ｐを算出する。
【００８８】
曲線Ｄは、測定される温度Ｔが参照値温度Ｔａｄｊに等しい場合における、第３の情報に規定される関係を示す。すなわち、Ｐ／Ｐａｄｊ＝ｆ３（Ｖ／Ｉ、Ｔ＝Ｔａｄｊ）の関係を示す。例えば、測定されたバイアス電圧とバイアス電流の比の値である第１の値ｘ＝Ｖ／Ｉが、点Ｒで表される値の場合、Ｐ＝Ｐａｄｊであることが算出される。第３の関数は、図８に示した範囲において、第１の値ｘに関して単調減少関数である。すなわち、第１の値ｘの増加に伴い、光信号の平均出力は小さくなる。
【００８９】
一方、曲線Ｅは、測定される温度Ｔが参照値温度Ｔａｄｊより大きい場合における、第３の情報に規定される関係を示す。すなわち、Ｐ／Ｐａｄｊ＝ｆ３（Ｖ／Ｉ、Ｔ＞Ｔａｄｊ）の関係の一例を示す。曲線Ｅは、曲線Ｄよりも傾きが小さく、値が小さい。そのため、Ｔ＞Ｔａｄｊの状態においては、第１の値ｘ＝Ｖ／Ｉが点Ｒで表される値の場合にＰ＜Ｐａｄｊとなる。第１の値ｘが点Ｓで表される値の場合に、Ｐ＝Ｐａｄｊとなる。反対に、測定される温度Ｔが参照値温度Ｔａｄｊより小さい場合には、第１の値ｘが点Ｒで表される値の場合にＰ＞Ｐａｄｊとなり、第１の値ｘが点Ｒで表される値より大きい値である場合に、Ｐ＝Ｐａｄｊとなる。
【００９０】
図９は、第３の情報に規定される関係である数式（１）が成立する範囲を示す図である。図９では、縦軸に光信号の平均出力Ｐをとり、横軸に測定されたバイアス電流の値Ｉをとって、数式（１）に規定される関係を実線で曲線Ｆとして示し、半導体光素子３０のＰ−Ｉ特性を破線で示している。曲線Ｆは、測定される温度Ｔが参照値温度Ｔａｄｊに等しい場合における、数式（１）に規定される関係である。
【００９１】
本実施形態において、半導体光素子３０は半導体レーザ素子であり、バイアス電流Ｉの値が閾値電流Ｉｔｈを越えると、平均出力Ｐがバイアス電流Ｉにおおよそ比例するように上昇するという特性を有する。ここで、曲線Ｆは、測定されたバイアス電流の値Ｉが大きくなるに従って、半導体光素子３０のＰ−Ｉ特性を表す破線に近づき、Ｉ＝Ｉ１以上でほぼ一致する。Ｉ１は、半導体光素子３０のＰ−Ｉ特性曲線において、閾値電流Ｉｔｈにおける屈曲点からさらにＩｔｈの大きさの分だけＰ−Ｉ特性曲線上を進んだ点に対応するバイアス電流の値である。Ｉ１は、閾値電流Ｉｔｈより大きい値である。
【００９２】
半導体光素子３０に印加することのできるバイアス電流の大きさには、破損を防止する観点から上限があり、仮にそれをＩ２と表すこととすると、数式（１）が半導体光素子３０のＰ−Ｉ特性を再現する範囲（数式（１）を用いることができる範囲）は、Ｉ１≦Ｉ≦Ｉ２であることがわかる。ここで、バイアス電流がＩ１の場合における光信号の平均出力はＰ１であり、バイアス電流がＩ２である場合における平均出力はＰ２である。
【００９３】
参照値バイアス電流Ｉａｄｊは、Ｉ１≦Ｉａｄｊ≦Ｉ２を満たすように選ばれる。半導体光装置１の駆動時に供給されるバイアス電流Ｉの大きさは、Ｉａｄｊの前後で調整されるものであるから、Ｉ１≦Ｉ≦Ｉ２の範囲に収まり、第３の情報に基づいて光信号の平均出力を算出することができる。言い換えると、本実施形態に係る半導体光装置１では、温度がＴａｄｊの場合、光信号の平均出力がＰ１以上、Ｐ２以下の場合であれば、第３の情報に基づいて光信号の平均出力を算出することができる。
【００９４】
図８において示した曲線Ｄ及びＥは、条件Ｉ１≦Ｉ≦Ｉ２を満たす範囲におけるものであり、第３の関数ｆ３（Ｖ／Ｉ、Ｔ）は、条件Ｉ１≦Ｉ≦Ｉ２を満たす範囲において、第１の値ｘに関して単調減少関数である。
【００９５】
図１０は、第１の情報に規定される関係を示す図である。図１０では、縦軸を第１の値Ｖ／Ｉとし、横軸を測定された温度Ｔとして、第１の情報により規定される関係である曲線Ｇを示している。第１の情報は、光信号の平均出力が一定の場合に成立する、測定されたバイアス電圧Ｖ、測定されたバイアス電流Ｉ、測定された温度Ｔ、参照値バイアス電圧Ｖａｄｊ、参照値バイアス電流Ｉａｄｊ、参照値温度Ｔａｄｊ、及び参照値αの関係であり、以下に示す数式（４）で表される関係である。
【００９６】
【数４】
2015233083.tif 000006
【００９７】
ここで、Ｖ及びＩは、ｍＶ及びｍＡの単位で規格化されたバイアス電圧及びバイアス電流の値を表す。Ｖａｄｊ及びＩａｄｊについても同様である。また、Ｔ及びＴａｄｊはＫの単位で表した温度であり、参照値αの単位は、［Ｋ−１］である。数式（４）の右辺を、第１の関数ｆ１（Ｔ）と呼ぶこととする。
【００９８】
本実施形態において、αの値は負であるため、第１の関数ｆ１（Ｔ）は、温度Ｔについて単調減少関数となる。そのため、曲線Ｇは右下がりとなる。Ｔ＝Ｔａｄｊの場合、光信号の平均出力がＰａｄｊとなるのは、Ｖ／Ｉ＝Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊの場合であり、曲線Ｇと縦軸はＶａｄｊ／Ｉａｄｊで交わる。
【００９９】
Ｔ＝Ｔ１＞Ｔａｄｊの場合、Ｐ＝Ｐａｄｊに合わせるためには、バイアス電流制御部４４４によりバイアス電流源５を制御し、Ｖ／Ｉ＝Ｖ１／Ｉ１＜Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊとする必要がある。また、Ｔ＝Ｔ２＜Ｔａｄｊの場合、Ｐ＝Ｐａｄｊに合わせるためには、バイアス電流制御部４４４によりバイアス電流源５を制御し、Ｖ／Ｉ＝Ｖ２／Ｉ２＞Ｖａｄｊ／Ｉａｄｊとする必要がある。
【０１００】
このことは、図１２及び１３から定性的に読み取ることができる。図１２に示す半導体レーザのＰ−Ｉ特性によると、光信号の平均出力を一定とするためには、温度上昇に伴い、バイアス電流の値を上昇させる必要があることがわかる。また、図１３に示す半導体レーザのＶ−Ｉ特性によると、バイアス電流の値を上昇させた場合におけるバイアス電圧は、温度上昇に伴い、減少することがわかる。すなわち、光信号の平均出力を一定とするためには、第１の値ｘ＝Ｖ／Ｉを温度上昇に伴い減少させる制御が必要となることがわかる。第１の情報に規定される関係を表す数式（４）は、半導体レーザ素子のＰ−Ｉ特性及びＶ−Ｉ特性から定性的に読み取れる内容を、定量的に表現したものである。数式（１）で規定される関係をも併せて考えると、駆動時において、半導体光装置１の温度ＴがＴａｄｊより高温となった場合（図８の曲線Ｅの場合）に、平均出力を一定制御するためには、第１の値ｘが点Ｓの値となるように制御すれば良いことを示している。より具体的には、第１の値ｘ＝Ｖ／Ｉを点Ｒより小さくするように制御するので、バイアス電流Ｉを大きくすれば良いことが分かる。バイアス電流Ｉを変化させるとバイアス電圧Ｖも変化していく。従って、バイアス電流Ｉとバイアス電圧Ｖの両方の値、およびその時の温度Ｔを観測し、式（４）が成立するようにバイアス電流を変えていけば、平均出力を一定制御することができる。
【０１０１】
以上のように、本願発明によれば、予め所望の平均出力Ｐａｄｊ、及び所望の消光比となるバイアス電流Ｉａｄｊ、バイアス電圧Ｖａｄｊ、変調電流Ｉｍｏｄ，ａｄｊ、温度Ｔａｄｊ、そしてαを記憶部に記憶させておけば、駆動時においては、ある時点でのバイアス電流Ｉ、バイアス電圧Ｖ、温度Ｔを測定すれば、数式（１）−（４）を用いて、平均出力、消光比を一定制御することができる。これにより、従来の受光素子を用いた制御と比べると部品の削減によるコストダウン、半導体光装置の小型化へ寄与することができる。
【０１０２】
［第２の実施形態］
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る半導体光装置１の構成図である。本実施形態に係る半導体光装置１は、駆動回路２と、光送信モジュール３と、マイクロコンピュータ４と、バイアス電流源５と、電圧測定部６と、電流測定部７と、温度計（thermometer）８とを備えている。第２の実施形態に係る半導体光装置１は、温度計８がマイクロコンピュータ４と別体で備えられている点で第１の実施形態に係る半導体光装置１と相違する。また、第２の実施形態に係る半導体光装置１における電圧測定部６及び電流測定部７は、第１の実施形態に係る半導体光装置１におけるものとそれぞれ相違する。その他の構成については、第２の実施形態に係る半導体光装置１の構成と、第１の実施形態に係る半導体光装置１の構成とは同様である。
【０１０３】
本実施形態に係る温度計８は、サーミスタ等であり、光送信モジュール３の温度を直接測定する。測定したデータを、マイクロコンピュータ４の制御部４４に送信する点は、第１の実施形態に係る半導体光装置１と同様である。
【０１０４】
本実施形態に係る電圧測定部６は、ローパスフィルタとしてデジタルフィルタ６４及び６６を備える。デジタルフィルタ６４及び６６は、適当な抵抗を介して半導体光素子３０の両電極に接続される。デジタルフィルタ６４及び６６を通過した電圧の値は、第１の電圧計６２によって測定され、制御部４４に送信される。ここで、第１の実施形態に係る半導体光装置１と同様に、半導体光素子３０の端子間電圧をオペアンプにより増幅した後、ローパスフィルタを通過させる構成としてもよい。その場合、記憶部４０に増幅率を記憶することとする。
【０１０５】
本実施形態に係る電流測定部７は、ローパスフィルタとしてデジタルフィルタ７２を備え、第２の電圧計７０によりＲｉＩの値を測定し、制御部４４において固定抵抗値Ｒｉを除き、バイアス電流源５によって供給されるバイアス電流の値Ｉを測定する。
【０１０６】
本実施形態に係る半導体光装置１の駆動時に行われる制御工程と、製造時に行われる参照値決定工程は、第１の実施形態に係る半導体光装置１の場合と同様である。本実施形態に示す構成であっても、受光素子を用いることなく、光信号の平均出力を一定に制御し、また、光信号の消光比を一定に制御することができる。加えて、受光素子を用いることなく、光信号の平均出力をモニタすることができる。
【０１０７】
なお、第１又は第２の実施形態では、参照値決定工程において、第３の情報に基づいて参照値αを算出することとしているが（Ｓ３２）、第１の情報に基づいて参照値αを算出することとしてもよい。その場合、異なる条件（雰囲気温度がＴａｄｊである場合と、Ｔ≠Ｔａｄｊである場合）において、平均出力が等しいことを光出力測定器により確認し、数式（４）により参照値αを算出する。
【０１０８】
なお、第１又は第２の実施形態に示した構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、当業者が実施形態に係る半導体光装置１を適宜変形することにより得られる範囲を含むものである。
【０１０９】
なお、第１又は第２の実施形態は、平均出力および消光比の両方について一定制御する例を示したが、各々片方だけの制御機能を有した半導体光装置にも適用できることは言うまでもない。具体的には光信号の変調機能を有しない、連続光を出力する光源において、本願発明の平均出力一定制御を用いても構わない。また平均出力一定制御は受光素子を用いて行い、消光比一定制御には本願発明の構成を用いて行っても構わない。平均出力一定制御のためだけであれば、高速変調光に対応した受光素子を用いる必要はなく、より低価格な受光素子を用いることができ、装置全体として低価格化を実現できる。
【０１１０】
なお、第１又は第２の実施形態では、参照値決定工程において光出力測定器や光波形測定器を用いて参照値を決定したが、以下の方法でも決定することができる。例えば、半導体光装置に搭載する前の半導体光素子の状態または前記半導体光素子を内蔵した光送信モジュール（ＴＯＳＡ等）の状態で、参照値バイアス電圧、参照値バイアス電流、参照値温度、及び参照値平均出力を決定し、また類似の半導体光装置で決定した参照値αの値を記憶部４０に記憶させ、半導体光装置としては参照値決定工程を行わなくても構わない。さらに、前記導体光素子の状態もしくは光送信モジュールの状態で決定した各参照値を仮に記憶部４０に記憶させ、所望の平均出力Ｐとなるように、ある温度Ｔにおいてバイアス電流Ｉを数式（１）が成立するように調整し、得られたバイアス電流ＩをＩａｄｊ、その時のバイアス電圧をＶａｄｊ、温度をＴａｄｊとして、記憶部４０に記憶させても構わない。変調電流についても同様に数式（２）が成立するよう決定させる。このようにすると、半導体光装置の参照値決定工程において、光出力測定器や光波形測定器を用いることなく参照値を決定することができる。
【０１１１】
また、平均出力や消光比等の顧客仕様や国際規格における規定仕様は、固定値ではなくある範囲（許容範囲）や上限値、下限値で規定されていることが一般的である。例えば、平均出力の仕様として、−８．２ｄＢ〜＋０．５ｄＢの範囲が与えられる場合があり、消光比の仕様として、３．５ｄＢ以上という下限値が与えられる場合がある。従って、第１及び第２の実施形態において、平均出力一定制御や消光比一定制御という場合、必ずしも一定値に合わせるだけでなく、平均出力や消光比についての仕様を満たす範囲内となるように制御することも含まれるものとする。より具体的な制御方法としては、例えば以下の方法がある。顧客仕様には光波形の品質に関わる光マスク規定がある。光波形は、半導体光素子の特性上、高温時の方が劣化しやすい傾向にある。その対策として、高温時においては高出力化状態で使用し、光波形品質を保ちやすくするというものがある。逆に低温時においては、高温時と同等の光波形品質とするためには、高温時と比較して低出力化の状態とすることが望ましい場合がある。つまり、マスク規定を満足するためには、高温時は高出力とし、低温時は低出力とすることが望ましい。従って、平均出力の顧客仕様が上述のように、ある範囲で規定されている場合は、高温時は高出力となるように制御し、低温時は低出力となるように制御することで、平均出力仕様もマスク規定も満足することができる。制御方法としては、例えば数式（４）において、左辺に温度により変わる係数をかけることで、高温時と低温時で目標とする平均出力値を変えることができる。これは消光比についても同様で、温度により目標とする消光比仕様が変わる場合などは、数式に温度により変わる係数を掛け合わせることで、消光比仕様もマスク規定も満足することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  半導体光装置、２  駆動回路、３  光送信モジュール、４  マイクロコンピュータ、５  バイアス電流源、６  電圧測定部、７  電流測定部、８  温度計、２０  変調電流源、３０  半導体光素子、４０  記憶部、４２  温度計、４４  制御部、６０  オペアンプ、６２  第１の電圧計、６４  デジタルフィルタ、６６  デジタルフィルタ、７０  第２の電圧計、７２  デジタルフィルタ、４４０  平均出力算出部、４４２  変調電流制御部、４４４  バイアス電流制御部。
【図１】
2015233083.tif 000007
【図２】
2015233083.tif 000008
【図３】
2015233083.tif 000009
【図４】
2015233083.tif 000010
【図５】
2015233083.tif 000011
【図６】
2015233083.tif 000012
【図７】
2015233083.tif 000013
【図８】
2015233083.tif 000014
【図９】
2015233083.tif 000015
【図１０】
2015233083.tif 000016
【図１１】
2015233083.tif 000017
【図１２】
2015233083.tif 000018
【図１３】
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