(57)【要約】【課題】ＷＤＭ通信に用いられる小型の光トランシーバモジュールが備えるレーザダイオードの発光波長を簡易に調整できる光トランシーバモジュール、光ループバックモジュール、及び波長調整方法を提供する。【解決手段】ＷＤＭ通信用の光トランシーバモジュール１におけるレーザダイオード２１の発光波長を調整するために、当該ＷＤＭ通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタ５１を光トランシーバモジュール１の外部に設け、光学フィルタ５１を介してレーザダイオード２１及びフォトダイオード３１を互いに光結合し、レーザダイオード２１の温度ＴＬＤを変化させつつフォトダイオード３１から光強度信号Ｓ７を取得して、光強度信号Ｓ７に示される光強度が極大となるときのレーザダイオード２１の温度ＴＬＤを求めることによりレーザダイオード２１の設定温度（動作温度）を決定する。【選択図】  図１
2008053966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送媒体を介して光送信信号及び光受信信号を送受する波長分割多重通信用の光トランシーバモジュールであって、
電気的な送信信号を前記光送信信号に変換するレーザダイオードと、
該レーザダイオードの温度を調整するための熱電変換素子と、
前記光受信信号を電気的な受信信号に変換する受光素子と
を備え、
さらに、前記光トランシーバモジュールの外部に設けられ前記波長分割多重通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタを介して前記レーザダイオードと前記受光素子とを光結合させる場合に、前記レーザダイオードの温度を変化させつつ前記受光素子が提供する受信信号を取得して、前記受信信号が極大となるときの前記レーザダイオードの温度を求める制御回路を有することを特徴とする、光トランシーバモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光トランシーバモジュールと共に使用される光ループバックモジュールであって、
波長分割多重通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタと、
前記光学フィルタを介して前記光トランシーバモジュールの送信用レーザダイオード及び受信用受光素子を互いに光結合する光結合手段と
を備えることを特徴とする、光ループバックモジュール。
【請求項３】
電気的な送信信号を光送信信号に変換するレーザダイオード、該レーザダイオードの温度を調整するための熱電変換素子、及び、光受信信号を電気的な受信信号に変換する受光素子を備える波長分割多重通信用の光トランシーバモジュールにおける前記レーザダイオードの発光波長を調整する方法であって、
前記波長分割多重通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタを前記光トランシーバモジュールの外部に設け、該光学フィルタを介して前記レーザダイオード及び前記受光素子を互いに光結合し、前記レーザダイオードの温度を変化させつつ前記受光素子が提供する信号を取得して、該信号の強度が極大となるときの前記レーザダイオードの温度を求めることにより前記設定温度を決定することを特徴とする、波長調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバモジュール、光ループバックモジュール、及び波長調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：WavelengthDivision Multiplexing）方式の光通信システムでは、複数の通信チャネルが同一の光伝送路においてそれぞれ異なる波長の光信号でもって通信を行う。従って、ＷＤＭ通信に用いられる光トランシーバモジュールには、光信号の波長が経年変化等によって過度に変動しないことが望まれる。光信号の波長が過度に変動すると、隣り合う波長の光信号同士が干渉してしまうからである。このため、光信号の波長を予め規定された値に維持するための様々な方式が考え出されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された波長多重通信装置は、音響光学型波長可変帯域通過フィルタ（ＡＯＴＦ：Acousto-Optic Tunable Filter）を備える。この装置では、レーザダイオードから出力される光信号をＡＯＴＦに入力するとともに、このＡＯＴＦの通過帯域を掃引しながら出力信号を観測し、この出力信号が極大となるときのＡＯＴＦの通過帯域が予め規定されている値となるようにレーザダイオードの発光波長を制御している。また、特許文献２に開示されたレーザモジュールは、エタロン等の光学フィルタを備える。このレーザモジュールでは、レーザダイオードから出力される光信号の波長をエタロンを用いて検出し、レーザダイオードの温度を変えることによって光信号の波長を制御している。
【０００４】
なお、従来の光ループバックコネクタとしては、例えば特許文献３に開示されているものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９３８５３号公報
【特許文献２】特開２００１−１９６６９０号公報
【特許文献３】特開２００６−０３９３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２に記載された方式では、いずれもＡＯＴＦやエタロンなどの光学フィルタが装置内に配置されているが、例えばＳＦＰ（Small Form-Factor Pluggable）のような小型の光トランシーバモジュールには大きさやコスト等の制約があり、光学フィルタを内蔵することが難しい場合がある。しかし、レーザダイオードの発光波長を制御しないと、経年劣化等により発光波長が徐々にずれてしまうおそれがある。このような場合、例えば光トランシーバモジュールの送信側ポートに光コネクタ及び光ファイバを介して光スペクトルアナライザといった測定機器を接続し、スペクトルを観察しながら発光波長を調整する方法があるが、このような方法では測定機器が別途必要となり、調整にも時間がかかる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ＷＤＭ通信に用いられる小型の光トランシーバモジュールが備えるレーザダイオードの発光波長を簡易に調整できる光トランシーバモジュール、この光トランシーバモジュールと共に用いられる光ループバックモジュール、及び波長調整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】
上記した課題を解決するために、本発明による光トランシーバモジュールは、光伝送媒体を介して光送信信号及び光受信信号を送受する波長分割多重通信用の光トランシーバモジュールであって、電気的な送信信号を光送信信号に変換するレーザダイオードと、該レーザダイオードの温度を調整するための熱電変換素子と、光受信信号を電気的な受信信号に変換する受光素子と、を備え、さらに、光トランシーバモジュールの外部に設けられ波長分割多重通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタを介してレーザダイオードと受光素子とを光結合させる場合に、レーザダイオードの温度を変化させつつ受光素子が提供する受信信号を取得して、受信信号が極大となるときのレーザダイオードの温度を求める制御回路を有することを特徴とする。
【０００９】
この光トランシーバモジュールにおいては、制御回路が、レーザダイオードの温度を変化させつつ受光素子からの受信信号を取得して、受信信号が極大となるときのレーザダイオードの温度を求める。この動作は、光トランシーバモジュールの外部に上記光学フィルタが設けられ、レーザダイオード及び受光素子が該光学フィルタを介して互いに光結合された際に有用であり、例えば光トランシーバモジュールの外部からコマンド信号が入力されることにより動作する。
【００１０】
この光トランシーバモジュールにおいては、レーザダイオードから出力された光が光学フィルタに入射する。そして、この光に含まれる波長成分のうち光学フィルタの通過帯域に含まれる成分のみが光学フィルタを通過し、受光素子に入射する。このとき、レーザダイオードの発光波長が光学フィルタの中心波長に近いほど通過光量が増す。また、レーザダイオードの温度を変化させることにより、レーザダイオードの発光波長を変化させることができる。従って、レーザダイオードの温度を変化させつつ前記受光素子からの信号を取得して、光の強度が極大となるときのレーザダイオードの温度を求め、この温度を設定温度としてレーザダイオードを駆動することにより、光学フィルタの通過帯域、すなわち波長分割多重通信における波長グリッドにレーザダイオードの発光波長を近づけることができる。
【００１１】
このように、制御回路を有することによって、光学フィルタを内蔵することが困難な小型の光トランシーバモジュールにおいても上記のようなレーザダイオードの発光波長の調整（校正）を好適に行うことができる。また、光トランシーバモジュールの外部に光学フィルタを配置するだけでよく、光スペクトルアナライザといった測定機器を必要としないので、簡易に発光波長を調整できる。
【００１２】
また、本発明による光ループバックモジュールは、上記光トランシーバモジュールと共に使用される光ループバックモジュールであって、波長分割多重通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタと、光学フィルタを介して光トランシーバモジュールの送信用レーザダイオード及び受信用受光素子を互いに光結合する光結合手段とを備えることを特徴とする。この光ループバックモジュールを用いることにより、上記した光トランシーバモジュールにおけるレーザダイオードの発光波長の調整をより簡易に行うことができる。
【００１３】
また、本発明による波長調整方法は、電気的な送信信号を光送信信号に変換するレーザダイオード、該レーザダイオードの温度を調整するための熱電変換素子、及び、光受信信号を電気的な受信信号に変換する受光素子を備える波長分割多重通信用の光トランシーバモジュールにおけるレーザダイオードの発光波長を調整する方法であって、波長分割多重通信における波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタを光トランシーバモジュールの外部に設け、該光学フィルタを介してレーザダイオード及び受光素子を互いに光結合し、レーザダイオードの温度を変化させつつ受光素子が提供する信号を取得して、該信号の強度が極大となるときのレーザダイオードの温度を求めることにより設定温度を決定することを特徴とする。
【００１４】
この波長調整方法によれば、前述した光トランシーバモジュールと同様に、光学フィルタを内蔵することが困難な小型の光トランシーバモジュールにおいてもレーザダイオードの発光波長の調整（校正）を好適に行うことができる。また、光トランシーバモジュールの外部に光学フィルタを配置するだけでよく、光スペクトルアナライザといった測定機器を必要としないので、簡易に発光波長を調整できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による光トランシーバモジュール、光ループバックモジュール、及び波長調整方法によれば、ＷＤＭ通信に用いられる小型の光トランシーバモジュールが備えるレーザダイオードの発光波長を簡易に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光トランシーバモジュール、光ループバックモジュール、及び波長調整方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明に係る光トランシーバモジュール１の構成と、この光トランシーバモジュール１と共に用いられる光ループバックモジュール５０の構成とを示すブロック図である。
【００１８】
光トランシーバモジュール１は、光ファイバといった光伝送媒体を介して、高周波信号を含む光送信信号及び光受信信号を送受するＷＤＭ通信（特にＤＷＤＭ：Dense WDM）用の光トランシーバモジュールである。なお、光トランシーバモジュール１が通常の通信動作を行う際には、光ループバックモジュール５０は用いられず、光トランシーバモジュール１の送信用光コネクタ１１及び受信用光コネクタ１２にはそれぞれ送信用及び受信用の光ファイバが接続される。
【００１９】
光トランシーバモジュール１は、光送信信号を生成する光送信モジュール２、光受信信号を受ける光受信モジュール３、制御回路４、バイアス電流回路５、変調電流回路６、光強度検出回路７、リミットアンプ８、及びこれらの構成要素を収容する筐体１０を備える。光送信モジュール２は、レーザダイオード２１、モニタ用フォトダイオード２２、ＴＥＣ（ThermoElectric Controller）２３、及びサーミスタ２４を有する。光受信モジュール３は、フォトダイオード（受光素子）３１及びプリアンプ３２を有する。制御回路４は、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路４１、ＡＴＣ（Auto Temperature Controller）回路４２、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換回路４３、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路４４、及び中央演算処理回路（ＣＰＵ）４５を有する。
【００２０】
レーザダイオード２１は、電気的な送信信号である駆動電流を光送信信号に変換するための発光素子である。レーザダイオード２１は、バイアス電流Ｉｂ及び変調電流Ｉｍを含む駆動電流を受けて、該駆動電流に応じた強度のレーザ光を発光する。このレーザ光は、光送信信号として光トランシーバモジュール１の外部へ提供される。バイアス電流回路５は、定常的なバイアス電流Ｉｂを生成し、このバイアス電流Ｉｂをレーザダイオード２１へ供給する。変調電流回路６は、光トランシーバモジュール１の外部から提供された高周波信号である送信信号Ｔｘに基づいて変調電流Ｉｍを生成し、この変調電流Ｉｍをレーザダイオード２１へ供給する。
【００２１】
モニタ用フォトダイオード２２は、レーザダイオード２１において発生したレーザ光を受光して光電流といった電気信号Ｓ１に変換し、この電気信号Ｓ１を制御回路４のＡＰＣ回路４１に提供する。ＡＰＣ回路４１は、信号Ｓ１に基づいて、レーザダイオード２１の発光強度（具体的には、モニタ用フォトダイオード２２から出力される信号Ｓ１）が一定となるように、バイアス電流Ｉｂの大きさを指示する信号Ｓ２を生成する。ＡＰＣ回路４１は、この信号Ｓ２をバイアス電流回路５へ送る。バイアス電流回路５は、この信号Ｓ２に応じた大きさのバイアス電流Ｉｂを生成する。また、ＡＰＣ回路４１は、レーザダイオード２１から出力される光送信信号の消光比（Ｈレベル時の光強度と、Ｌレベル時の光強度との比）が所定値となるように、変調電流Ｉｍの大きさを指示する信号Ｓ３を生成する。ＡＰＣ回路４１は、この信号Ｓ３を変調電流回路６へ送る。変調電流回路６は、この信号Ｓ３に応じた大きさの変調電流Ｉｍを生成する。また、ＡＰＣ回路４１は、変調電流Ｉｍの大きさを抑制する動作モードを備えており、後述する演算装置４５から提供される信号Ｓ４に応じて、変調電流Ｉｍの大きさが低減されるように信号Ｓ３を生成する。
【００２２】
ＴＥＣ２３は、レーザダイオード２１の温度を調整するための熱電変換素子である。ＴＥＣ２３は、例えばペルチェ素子などによって構成され、レーザダイオード２１の近傍（レーザダイオード２１との間の熱抵抗が小さい位置）に配置される。好ましい形態としては、レーザダイオード２１がＴＥＣ２３上に搭載される。ＴＥＣ２３は、ＡＴＣ回路４２から供給されるＴＥＣ駆動電流Ｉｔｅｃに応じて吸熱・発熱を行う。このＴＥＣ２３による吸熱・発熱の各作用により、レーザダイオード２１が昇温・降温される。また、サーミスタ２４は、レーザダイオード２１の温度を検出するための感温素子であり、レーザダイオード２１の近傍（或いは、ＴＥＣ２３の近傍でもよい）に配置されている。サーミスタ２４は、レーザダイオード２１の温度（或いはＴＥＣ２３の温度）を検出し、この検出結果を表す信号Ｓ５をＡＴＣ回路４２に提供する。また、Ｄ／Ａ変換回路４３は、レーザダイオード２１の温度を設定するために演算装置４５から出力されるデジタル信号Ｄ６をアナログ信号Ｓ６に変換し、信号Ｓ６をＡＴＣ回路４２に提供する。ＡＴＣ回路４２は、信号Ｓ５及び信号Ｓ６に基づいて、レーザダイオード２１の温度が信号Ｓ６に示される温度に近づくように、ＴＥＣ駆動電流Ｉｔｅｃを生成する。ＡＴＣ回路４２は、このＴＥＣ駆動電流ＩｔｅｃをＴＥＣ２３に供給する。
【００２３】
フォトダイオード３１は、光トランシーバモジュール１の外部から受信した高周波の光信号である光受信信号を光電流Ｉｒｘといった電気的な受信信号に変換するための素子である。フォトダイオード３１から出力された光電流Ｉｒｘは、プリアンプ３２によって電圧信号に変換され、リミットアンプ８によって増幅されたのち、差動信号ＲＸ＋，ＲＸ−として光トランシーバモジュール１の外部へ出力される。また、フォトダイオード３１には光強度検出回路７が接続されている。光強度検出回路７は、フォトダイオード３１から提供された信号（光電流Ｉｒｘ）に基づいて、フォトダイオード３１に入射した光の強度を示す光強度信号Ｓ７を生成する。このような光強度検出回路７は、例えばフォトダイオード３１と直列に設けられた抵抗素子と、該抵抗素子の一端と接地電位線との間に接続された容量素子とを含むフィルタ回路によって構成される。すなわち、この抵抗素子における電圧降下を測定することにより、光電流Ｉｒｘの平均的な大きさを検出できる。光強度検出回路７は、光電流Ｉｒｘの平均的な大きさを示す光強度信号Ｓ７を生成し、この光強度信号Ｓ７をＡ／Ｄ変換回路４４を介して演算装置４５へ提供する。
【００２４】
演算装置４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有するデジタルプロセッサであり、ＲＯＭ等に格納されている各種プログラムを実行して光トランシーバモジュール１の動作を制御する。
【００２５】
本実施形態の演算装置４５は、次の二つの動作モードに応じて光トランシーバモジュール１の動作を制御する。第１の動作モードは、レーザダイオード２１の温度を設定温度（動作温度）に維持するモードであり、光トランシーバモジュール１が通常の通信動作を行う際に設定される。この動作モードでは、演算装置４５が設定温度に相当する信号Ｄ６を出力する。これにより、ＡＴＣ回路４２は、レーザダイオード２１の温度が信号Ｓ６に示される温度に近づくようにＴＥＣ駆動電流Ｉｔｅｃを生成する。
【００２６】
また、第２の動作モードは、レーザダイオード２１の発光波長を調整（校正）する動作モードであり、発光波長が所定波長となる設定温度を決定する。この動作モードでは、図１に示すように、光学フィルタ５１を備える光ループバックモジュール５０が予め光トランシーバモジュール１の外部に設けられ、送信用光コネクタ１１と受信用光コネクタ１２との間に接続される。光学フィルタ５１は、当該ＷＤＭ通信の波長グリッド（例えば、ＤＷＤＭ通信における波長グリッドは０．８ｎｍ間隔で設定されている）において最も透過率が高くなる帯域通過特性を有しており、例えば多層膜フィルタ等の分光器によって好適に実現される。
【００２７】
光ループバックモジュール５０は、光学フィルタ５１を介してレーザダイオード２１及びフォトダイオード３１を互いに光結合するための光結合手段として、光ファイバ５２及び５３を更に備える。光ファイバ５２の一端は送信用光コネクタ１１に対し着脱可能に接続され、他端は光学フィルタ５１の光入射面と光学的に結合されている。また、光ファイバ５３の一端は受信用光コネクタ１２に対し着脱可能に接続され、他端は光学フィルタ５１の光出射面と光学的に結合されている。なお、レーザダイオード２１及びフォトダイオード３１を互いに光結合するための光結合手段は、例えば送信用光コネクタ１１に対応する光入力端子、及び受信用光コネクタ１２に対応する光出力端子（これらの端子は光学フィルタ５１を介して光結合されている）といった構成によって実現されてもよい。
【００２８】
演算装置４５は、この第２の動作モードにおいて、信号Ｄ６を徐々に変化させてレーザダイオード２１の温度を変化させつつ、光強度検出回路７からの光強度信号Ｓ７をＡ／Ｄ変換回路４４を介して取得する。そして、演算装置４５は、光強度信号Ｓ７が極大となるとき（すなわち、フォトダイオード３１へ入射する光の強度が極大となるとき）のレーザダイオード２１の温度を、前述した設定温度として記憶する。
【００２９】
ここで、上記のような設定温度の決定によりレーザダイオード２１の発光波長が調整（校正）される理由について説明する。図２（ａ）は、レーザダイオードの発光波長−光強度特性を概略的に示すグラフ（Ｇ１）である。図２（ａ）に示すように、レーザダイオードの発光強度は、発光波長λＬＤでピークを有する有限幅の分布となる。レーザダイオード２１の発光波長λＬＤはレーザダイオード２１の温度に依存するので、レーザダイオード２１の温度を連続的に変化させると、発光波長λＬＤも連続的に変化する。また、本実施形態の光トランシーバモジュールでは、レーザダイオード２１の温度が変化してもＡＰＣ回路４１が発光強度を一定に制御する。
【００３０】
また、図２（ｂ）は、光学フィルタ５１として用いられる帯域通過フィルタの波長透過特性を概略的に示すグラフ（Ｇ２）である。図２（ｂ）に示すように、帯域通過フィルタの透過率もまた、中心波長λＦＴでピークを有する有限幅の分布となる。従って、光学フィルタ５１を通過した光の強度は、図３（ａ）に示すように、グラフＧ１とグラフＧ２との重なり部分（図中の領域Ａ）の面積と等価となる。そして、レーザダイオード２１の発光波長λＬＤが変化することにより発光波長λＬＤと光学フィルタ５１の中心波長λＦＴとが互いに接近すると、図３（ｂ）に示すように、領域Ａの面積が増大する、すなわち光学フィルタ５１を通過する光の強度が増大することとなる。
【００３１】
従って、光学フィルタ５１を通過した光の強度は、当該ＷＤＭ通信システムのグリッド波長（＝中心波長λＦＴ）で極大となる。すなわち、図４に示すように、レーザダイオード２１の温度が波長λＦＴに対応する温度ＴＬＤとなるときに、フォトダイオード３１に入射する光の強度が極大となる。このことから、第２の動作モードでは、レーザダイオード２１の温度を連続的に変化させつつ、フォトダイオード３１に入射する光の強度（すなわち光強度信号Ｓ７）が極大となるときのレーザダイオード２１の温度を設定温度とすることにより、レーザダイオード２１の発光波長を校正することができる。
【００３２】
なお、光学フィルタ５１の温度特性はレーザダイオード２１の温度特性と比較して無視できる程度に小さい。また、光学フィルタ５１は光トランシーバモジュール１の外部に設置されるので、光学フィルタ５１の周囲温度はいわゆる室温となり、温度変化自体が小さい。従って、上記方法による波長調整においては、光学フィルタ５１の帯域通過特性の変動については無視してもよい。
【００３３】
続いて、第２の動作モードにおける光トランシーバモジュール１の具体的な動作について、本実施形態による波長調整方法とともに、図５を参照しながら説明する。図５は、光トランシーバモジュール１の動作を含む本実施形態による波長調整方法を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、光学フィルタ５１を光トランシーバモジュール１の外部に設け、光学フィルタ５１を介してレーザダイオード２１及びフォトダイオード３１を互いに光結合する（ステップＳａ）。図１に示した形態の場合には、光ループバックモジュール５０の光ファイバ５２の一端を送信用光コネクタ１１に接続し、光ファイバ５３の一端を受信用光コネクタ１２に接続する。
【００３５】
次に、光トランシーバモジュール１の外部から演算装置４５に対して波長校正開始を示す指示信号Ｓ８（図１参照）を入力する。このとき、指示信号Ｓ８を例えばＩ２Ｃ等のプロトコルに従う通信回線により演算装置４５に入力するとよい。なお、ＳＦＦ、ＳＦＰ、或いはＸＦＰといった光トランシーバモジュールの場合、Ｉ２Ｃのプロトコルに従って外部装置と通信可能となっており、また、他の形式の光トランシーバモジュールも、独自規格や他の一般的な規格に従った通信手段を有し、当該手段に依存するプロトコルに従って通信可能であり、外部装置は光トランシーバモジュール内部の演算装置（コントローラ、メモリ等）にアクセスすることができる。演算装置４５は、この指示信号Ｓ８を受けると、レーザダイオード２１の温度ＴＬＤを掃引開始温度Ｔｍｉｎとする。すなわち、演算装置４５は、掃引開始温度Ｔｍｉｎに対応する信号Ｄ６を生成し、この信号Ｄ６をＤ／Ａ変換回路４３を介してＡＴＣ回路４２へ送る。これにより、レーザダイオード２１の温度ＴＬＤは、ＡＴＣ回路４２及びＴＥＣ２３によって掃引開始温度Ｔｍｉｎに制御される。また、演算装置４５は、以降の演算に用いられる変数Ｔλ及びＰλを初期化する（ステップＳｂ）。
【００３６】
なお、制御回路４内のメモリ（本実施形態では、演算装置４５が有するメモリ。コントローラに付随するメモリや、或いはＣＰＵが内蔵するメモリ等）には、予め、掃引開始温度Ｔｍｉｎ、掃引終了温度Ｔｍａｘ、一掃引幅ΔＴを記憶させておく。記憶させる値は、温度値そのものでもよいし、サーミスタ２４の当該温度での抵抗値でもよいし、この抵抗値を規格化した値でもよい。
【００３７】
また、レーザダイオード２１の発光強度をＡＰＣ回路４１により安定化する。このとき、演算装置４５から信号Ｓ４がＡＰＣ回路４１へ提供され、ＡＰＣ回路４１は、変調電流Ｉｍの大きさを通常の通信動作時より抑制する。また、光トランシーバモジュール１の外部から校正用の送信信号Ｔｘを入力し、ＡＰＣ回路４１は、この送信信号Ｔｘに応じて変調電流Ｉｍを生成する。なお、校正用の送信信号Ｔｘとしては、デューティ比５０％のパルス信号を用いるとよい。ＡＰＣ回路４１によって、バイアス電流Ｉｂの大きさは、レーザダイオード２１の温度が変化した場合でもレーザダイオード２１の閾値電流値付近で安定する。
【００３８】
変調電流Ｉｍの大きさを通常の通信動作時より抑制するのは、次のような理由である。通常の通信動作時においては、光受信モジュール３には光ファイバ伝搬時に減衰した信号光が入力されるのに対し、光学フィルタ５１を介してレーザダイオード２１及びフォトダイオード３１を互いに光結合する本方法では、光学フィルタ５１の通過帯域に含まれる光は殆ど減衰されずに光受信モジュール３に到達する。従って、本方法のように、変調電流Ｉｍの大きさを通常の通信動作時よりも低減することによって、光受信モジュール３へ過大な強度の光が入射することを防止できる。なお、光受信モジュール３への入射光強度を抑える方法としては、他にも例えば光学フィルタ５１の通過帯域における光透過率を調整する方法がある。
【００３９】
続いて、演算装置４５は、レーザダイオード２１の温度ＴＬＤが掃引終了温度Ｔｍａｘを超えるまで、以下のステップＳｃ〜Ｓｆを繰り返す。まず、フォトダイオード３１に入射する光の強度Ｐを検出する。すなわち、演算装置４５は、光強度Ｐに相当する光強度信号Ｓ７をＡ／Ｄ変換回路４４を介して取得する（ステップＳｃ）。そして、検出した光強度Ｐと変数Ｐλとの大小を比較し（ステップＳｄ）、光強度Ｐが変数Ｐλよりも大きい場合には、この光強度Ｐを変数Ｐλに格納すると共に、このときのレーザダイオード温度ＴＬＤを変数Ｔλに格納する（ステップＳｅ）。なお、光強度Ｐが変数Ｐλよりも小さい場合には、このステップＳｅを行わずに次のステップＳｆへ移る。そして、演算装置４５は、光強度Ｐと変数Ｐλとの大小にかかわらず、レーザダイオード２１の温度ＴＬＤが一掃引幅ΔＴだけ増加するように信号Ｄ６を変更し、この信号Ｄ６をＡＴＣ回路４２へ送る。温度ＴＬＤは、ＡＴＣ回路４２及びＴＥＣ２３によってΔＴ増加する（ステップＳｆ）。
【００４０】
レーザダイオード２１の温度ＴＬＤが掃引終了温度Ｔｍａｘに到達すると、演算装置４５は、このときに変数Ｔλとして格納されている値をレーザダイオード２１の設定温度として決定し、制御回路４内のメモリに記憶する（ステップＳｇ）。通常の通信動作の際には、こうして決定された設定温度にレーザダイオード温度ＴＬＤを制御する。これにより、光学フィルタ５１の通過帯域、すなわちＷＤＭ通信における波長グリッドにレーザダイオード２１の発光波長λＬＤを近づけることができる。なお、レーザダイオード温度ＴＬＤが設定温度で安定した後に、ＡＰＣ回路４１によってレーザダイオード２１の発光強度が所定値に近づくようにバイアス電流Ｉｂ及び変調電流Ｉｍが制御される。
【００４１】
以上に説明した本実施形態の光トランシーバモジュール１および波長調整方法により得られる効果について説明する。ＳＦＰといった小型且つ低価格が要求される光トランシーバモジュールに、特許文献１や２に記載されたような波長安定化機能を搭載するのは、大きさやコストといった点で困難である。しかし、レーザダイオードの発光波長を調整しないと、レーザダイオードやサーミスタの経年劣化（サーミスタの特性が変動することにより、レーザダイオードの実際の温度が設定温度から乖離してしまう）により発光波長が変動してしまい、好ましくない。また、光トランシーバモジュール製造時の波長調整方法としては、波長計を用いた調整方法が一般的であるが、ピコメートル単位で波長を計測できる測定機器は高価なので、設備投資コストもしくは製造能力といった面で量産時のボトルネックとなりうる。そこで、本発明者は、ＷＤＭ通信の波長グリッドに応じた帯域通過特性を有する光学フィルタ５１を使用して、発光波長を自動的に校正できる構成を発案した。
【００４２】
すなわち、本実施形態の光トランシーバモジュール１および波長調整方法によれば、光学フィルタ５１を介してレーザダイオード２１及びフォトダイオード３１を互いに光結合し、レーザダイオード温度ＴＬＤを変化させつつ光強度信号Ｓ７を取得して、フォトダイオード３１への光強度Ｐが極大となるときのレーザダイオード温度ＴＬＤを求めることによって、光学フィルタを内蔵することが困難な小型の光トランシーバモジュールにおいてもレーザダイオード２１の発光波長の調整（校正）を好適に行うことができる。また、光トランシーバモジュール１の外部に光学フィルタ５１を配置するだけでよく、光スペクトルアナライザといった測定機器を必要としないので、レーザダイオード２１の発光波長を簡易に調整できる。そして、定期的に第２の動作モードにより発光波長を校正することで、発光波長の長期安定性を確保できる。
【００４３】
なお、本実施形態の光トランシーバモジュール１および波長調整方法においては、光学フィルタ５１において透過率が極大となる波長（中心波長λＦＴ）が当該ＷＤＭ通信の波長グリッドに精度よく合致していることが好ましいが、これはレーザダイオード２１の波長制御よりも格段に精度よく実現できる。すなわち、光学フィルタ５１として用いられる多層膜フィルタにおける各層の厚さを精度よく形成し、極めて狭帯域の帯域通過フィルタを得ることは容易である。
【００４４】
本発明による光トランシーバモジュール、光ループバックモジュール、及び波長調整方法は、上記実施形態に限られるものではなく、他にも様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、光ファイバ５２，５３によって光トランシーバモジュール１と結合される光ループバックモジュール５０を用いているが、光ループバックモジュールは、光ループバックコネクタの形態を備えても良い。すなわち、光ループバックモジュールは、光学フィルタを内蔵し、光トランシーバモジュール１の送信用光コネクタ１１及び受信用光コネクタ１２のそれぞれと嵌合する一対の光コネクタを備え、該一対の光コネクタ間に光学フィルタが設けられた構成を備えてもよい。本発明は、従来より光スペクトルアナライザといった測定機器を用いて行っていた波長校正を、光トランシーバモジュール自身が有する光受信機能を流用し、また、特許文献１に記載された方法のようにレーザダイオード温度を変える毎に発光波長をスキャンしてその最大強度波長を観測するのではなく、光学フィルタの帯域通過特性と発光波長との重なり部分（図３（ａ）、（ｂ）の領域Ａ）の面積（積分値）に注目し、その極大値が得られる温度をレーザダイオードの設定温度とする点に特徴がある。また、本発明による波長調整方法は、光トランシーバモジュールの使用時に限らず、出荷時に用いられることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明に係る光トランシーバモジュールの構成と、この光トランシーバモジュールと共に用いられる光ループバックモジュールの構成とを示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、レーザダイオードの発光波長−光強度特性を示すグラフである。図２（ｂ）は、光学フィルタとして用いられる帯域通過フィルタの波長透過特性を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、レーザダイオードの発光波長−光強度特性と、帯域通過フィルタの波長透過特性とを重ねて示す図である。
【図４】図４は、レーザダイオードの温度とフォトダイオードに入射する光の強度との相関を示すグラフである。
【図５】図５は、光トランシーバモジュールの動作を含む波長調整方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１…光トランシーバモジュール、２…光送信モジュール、３…光受信モジュール、４…制御回路、５…バイアス電流回路、６…変調電流回路、７…光強度検出回路、８…リミットアンプ、１０…筐体、１１…送信用光コネクタ、１２…受信用光コネクタ、２１…レーザダイオード、２２…モニタ用フォトダイオード、２３…ＴＥＣ、２４…サーミスタ、３１…フォトダイオード、３２…プリアンプ、４１…ＡＰＣ回路、４２…ＡＴＣ回路、４３…Ｄ／Ａ変換回路、４４…Ａ／Ｄ変換回路、４５…演算装置、５０…光ループバックモジュール、５１…光学フィルタ、５２，５３…光ファイバ、Ｉｂ…バイアス電流、Ｉｍ…変調電流、Ｉｒｘ…光電流。
【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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