(57)【要約】【課題】所定の消光比が得られる変調電流及びバイアス電流の比をより簡易に決定できるレーザ駆動方法、光送信器の製造方法、および光送信器を提供する。【解決手段】このレーザ駆動方法は、熱電変換素子２３によりＬＤ２１の温度を所定温度に近づけるステップと、ＬＤ２１へ供給する電流を変化させつつＬＤ２１の発光強度をＰＤ２２により検出し、前記電流とＰＤ２２の光電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まるＰＤ２２のＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて変調電流Ｉｍとバイアス電流Ｉｂとの比（Ｉｍ／Ｉｂ）を求めるステップとを備える。【選択図】図１
2008235454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードにバイアス電流及び変調電流を含む駆動電流を供給して前記レーザダイオードの消光比及び発光強度を調整するレーザ駆動方法であって、
前記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により前記レーザダイオードの温度を所定温度にする第１のステップと、
前記レーザダイオードへ供給する駆動電流を変化させ、前記レーザダイオードの発光強度を検出するフォトダイオードの光電流と前記駆動電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まる前記フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて前記変調電流と前記バイアス電流との比を求める第２のステップと、
前記比に従って駆動電流を決定し、前記レーザダイオードへ供給する第３のステップと
を備えることを特徴とする、レーザ駆動方法。
【請求項２】
前記第２のステップにおいて、Ｈレベル時及びＬレベル時の各光電流として、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、次式
【数１】
2008235454.tif 000015
及び
【数２】
2008235454.tif 000016
（但し、ＥＲ：前記所定の消光比、Ｉｐｄｍ０：前記所定の平均発光強度に対応する平均光電流）
によって定めることを特徴とする、請求項１に記載のレーザ駆動方法。
【請求項３】
前記第１のステップにおける前記所定温度を変更しつつ前記第１及び第２のステップを繰り返すことにより、変更された各所定温度における前記比をそれぞれ求め、
前記第３のステップの際に、該ステップ実行時における前記レーザダイオードの温度に応じた前記比を用いて前記所定の消光比および前記所定の平均発光強度が得られる前記駆動電流を決定し、前記レーザダイオードへ供給することを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザ駆動方法。
【請求項４】
レーザダイオードと、前記レーザダイオードの発光強度を検出するフォトダイオードと、前記レーザダイオードの温度を調整する熱電変換素子と、前記レーザダイオードに供給されるバイアス電流と変調電流との比の設定値を記憶する記憶手段と、該設定値に従って駆動電流を前記レーザダイオードに供給する駆動手段とを備える光送信器の製造方法であって、
前記熱電変換素子により前記レーザダイオードの温度を所定温度にする第１の工程と、
前記レーザダイオードへ供給する電流を変化させ、前記レーザダイオードの発光強度を前記フォトダイオードにより検出し、前記電流と前記フォトダイオードの光電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まる前記フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて前記変調電流と前記バイアス電流との比を求める第２の工程と、
前記比を前記設定値として前記記憶手段に記憶させる第３の工程と
を備えることを特徴とする、光送信器の製造方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、前記フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流として、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、次式
【数３】
2008235454.tif 000017
及び
【数４】
2008235454.tif 000018
（但し、ＥＲ：前記所定の消光比、Ｉｐｄｍ０：前記所定の平均発光強度に対応する平均光電流）
によって定めることを特徴とする、請求項４に記載の光送信器の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程における前記所定温度を変更しつつ前記第１及び第２の工程を繰り返すことにより、変更された各所定温度における前記比をそれぞれ求め、
前記第３の工程において、各所定温度に対応する前記比を、各所定温度に対応する前記設定値としてそれぞれ前記記憶手段に記憶させることを特徴とする、請求項４または５に記載の光送信器の製造方法。
【請求項７】
レーザダイオードと、
前記レーザダイオードの発光強度を検出するフォトダイオードと、
前記レーザダイオードの温度を調整する熱電変換素子と、
前記レーザダイオードに供給されるバイアス電流と変調電流との比の設定値を記憶する記憶手段と、
該設定値に従って駆動電流を前記レーザダイオードに供給する駆動手段と、
前記設定値を前記記憶手段に記憶させる制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記熱電変換素子により前記レーザダイオードの温度を所定温度にする第１の機能と、
前記レーザダイオードへ供給する電流を変化させ、前記レーザダイオードの発光強度を前記フォトダイオードにより検出し、前記電流と前記フォトダイオードの光電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まる前記フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて前記変調電流と前記バイアス電流との比を求める第２の機能と、
前記比を前記設定値として前記記憶手段に記憶させる第３の機能と
を有することを特徴とする、光送信器。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２の機能において、前記フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流として、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、次式
【数５】
2008235454.tif 000019
及び
【数６】
2008235454.tif 000020
（但し、ＥＲ：前記所定の消光比、Ｉｐｄｍ０：前記所定の平均発光強度に対応する平均光電流）
によって定めることを特徴とする、請求項７に記載の光送信器。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１の機能における前記所定温度を変更しつつ前記第１及び第２の機能を繰り返し実行することにより、変更された各所定温度における前記比をそれぞれ求め、
前記第３の機能を実行する際に、各所定温度に対応する前記比を、各所定温度に対応する前記設定値としてそれぞれ前記記憶手段に記憶させることを特徴とする、請求項７または８に記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ駆動方法、光送信器の製造方法、および光送信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されたレーザ制御装置では、レーザダイオードへ供給する電流を変化させつつ発光強度を検出してレーザダイオードのＩ−Ｌ特性を求め、このＩ−Ｌ特性から閾値電流およびスロープ効率を決定している。
【特許文献１】米国特許第５，０１９，７６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
レーザダイオードの電気／光変換特性（Ｉ−Ｌ特性）は、レーザダイオードの温度に応じて変動する。このため、光通信に使用される光送信器からの光出力において一定の消光比を得るためには、レーザダイオードの温度に応じてバイアス電流及び変調電流からなる駆動電流を調整することが必要となる。
【０００４】
従来より、或る温度において所定の消光比および所定の平均発光強度が得られるバイアス電流及び変調電流を測定するには、レーザダイオードを当該温度環境下におくための恒温槽と、レーザダイオードを変調するパルスパターン発生器（ＰＰＧ：Pulse Pattern Generator）と、レーザダイオードの消光比を計測する光コミュニケーションアナライザ（ＤＣＡ：Digital Communication Analyzer）とが用いられる。
【０００５】
すなわち、レーザダイオードを恒温槽にセットしたのち、恒温槽を或る温度Ｔ１に設定する。次に、ＰＰＧを用いてレーザダイオードを変調させ、ＤＣＡを用いて消光比および平均発光強度を計測する。平均発光強度が所定値よりも小さい場合は、バイアス電流（Ｉｂ）を大きくし、逆に平均発光強度が所定値よりも大きい場合は、バイアス電流（Ｉｂ）を小さくして調整する。また、消光比が所定値より小さい場合には、変調電流Ｉｍ及びバイアス電流Ｉｂの比（Ｉｍ／Ｉｂ）を大きくする。また、消光比が所定値より大きい場合には、比（Ｉｍ／Ｉｂ）を小さくする。
【０００６】
こうして、温度Ｔ１で所定の消光比が得られる電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）が決まる。この比（Ｉｍ／Ｉｂ）は、温度Ｔ１と共に光送信器に記憶される。続いて、恒温槽を温度Ｔ２（≠Ｔ１）に変更し、上記操作を再び行うことによって、目標の消光比が得られる電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）を決定する。このような操作をｎ回（ｎ≧２）繰り返すことにより、温度Ｔ１〜Ｔｎのそれぞれに対応する電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）のデータが得られる。こうして得られたデータに基づいて、回帰分析による内挿、外挿等の数値計算手法を活用しつつ、光送信器に要求される動作温度範囲において消光比および平均発光強度を所定の値に制御するための参照データ群であるルックアップテーブルを作成する。
【０００７】
このように、従来の方法では、所定の消光比および所定の平均光強度が得られる電流の比を決定するために多くの設備が必要であり、各設備の操作も複雑であった。
【０００８】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、所定の消光比および所定の平均発光強度が得られる変調電流及びバイアス電流の比をより簡易に決定できるレーザ駆動方法、光送信器の製造方法、および光送信器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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明によるレーザ駆動方法は、レーザダイオードにバイアス電流及び変調電流を含む駆動電流を供給してレーザダイオードの消光比及び発光強度を調整するレーザ駆動方法であって、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によりレーザダイオードの温度を所定温度にする第１のステップと、レーザダイオードへ供給する駆動電流を変化させ、レーザダイオードの発光強度を検出するフォトダイオードの光電流と駆動電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まるフォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて変調電流とバイアス電流との比を求める第２のステップと、比に従って駆動電流を決定し、レーザダイオードへ供給する第３のステップとを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記したレーザ駆動方法では、第１のステップにおいて、発光モジュールが備える熱電変換素子によってレーザダイオードの温度を所定温度にする。これにより、従来の方法で用いられていた恒温槽が不要となる。また、第２のステップにおいて、フォトダイオードによってレーザダイオードの発光強度を検出している。また、レーザダイオードへ供給する駆動電流を変化させつつ発光強度を検出し、前記駆動電流とフォトダイオードの光電流との相関に基づいて、所定の消光比および所定の平均発光強度が得られるＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出している。これら一連のステップを、例えば光送信器が内臓するマイクロコンピュータ、または、光送信器に接続された外部のＣＰＵなどが制御・実行することにより、従来の方法で用いられていたＰＰＧやＤＣＡといった設備が不要となる。従って、上記したレーザ駆動方法によれば、所定の消光比および所定の平均発光強度が得られる変調電流及びバイアス電流の比をより簡易に決定できる。
【００１１】
また、レーザ駆動方法は、第２のステップにおいて、Ｈレベル時及びＬレベル時の各光電流として、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、次式
【数１】
2008235454.tif 000003
及び
【数２】
2008235454.tif 000004
（但し、ＥＲ：所定の消光比、Ｉｐｄｍ０：所定の平均発光強度に対応する平均光電流）によって定めることを特徴としてもよい。これにより、所定の消光比ＥＲおよび所定の平均発光強度（平均光電流Ｉｐｄｍ０）に応じて、フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流を好適に定めることができる。
【００１２】
また、レーザ駆動方法は、第１のステップにおける所定温度を変更しつつ第１及び第２のステップを繰り返すことにより、変更された各所定温度における比をそれぞれ求め、第３のステップの際に、該ステップ実行時におけるレーザダイオードの温度に応じた比を用いて所定の消光比および所定の平均発光強度が得られる駆動電流を決定し、レーザダイオードへ供給することを特徴としてもよい。これにより、レーザダイオードの温度変化によるＩ−Ｌ特性の変動に応じて、バイアス電流及び変調電流の比を好適に調整できる。
【００１３】
また、本発明による光送信器の製造方法は、レーザダイオードと、レーザダイオードの発光強度を検出するフォトダイオードと、レーザダイオードの温度を調整する熱電変換素子と、レーザダイオードに供給されるバイアス電流と変調電流との比の設定値を記憶する記憶手段と、該設定値に従って駆動電流をレーザダイオードに供給する駆動手段とを備える光送信器の製造方法であって、熱電変換素子によりレーザダイオードの温度を所定温度にする第１の工程と、レーザダイオードへ供給する電流を変化させ、レーザダイオードの発光強度をフォトダイオードにより検出し、前記電流とフォトダイオードの光電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まるフォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて変調電流とバイアス電流との比を求める第２の工程と、比を設定値として記憶手段に記憶させる第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記した光送信器の製造方法では、第１の工程において、光送信器が備える熱電変換素子によってレーザダイオードの温度を所定温度にする。これにより、従来の方法で用いられていた恒温槽が不要となる。また、第２の工程において、光送信器が備えるフォトダイオードによってレーザダイオードの発光強度を検出している。また、レーザダイオードへ供給する駆動電流を変化させつつ発光強度を検出し、前記駆動電流とフォトダイオードの光電流との相関に基づいて、所定の消光比および所定の平均発光強度が得られるＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出している。これら一連のステップを、例えば光送信器が内臓するマイクロコンピュータ、または、光送信器に接続された外部のＣＰＵなどが制御・実行することにより、従来の方法で用いられていたＰＰＧやＤＣＡといった設備が不要となる。従って、上記した光送信器の製造方法によれば、所定の消光比および所定の平均光強度が得られる変調電流及びバイアス電流の比をより簡易に決定できる。
【００１５】
また、光送信器の製造方法は、第２の工程において、フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流として、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、次式
【数３】
2008235454.tif 000005
及び
【数４】
2008235454.tif 000006
（但し、ＥＲ：所定の消光比、Ｉｐｄｍ０：所定の平均発光強度に対応する平均光電流）によって定めることを特徴としてもよい。これにより、所定の消光比ＥＲおよび所定の平均発光強度（平均光電流Ｉｐｄｍ０）に応じて、フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流を好適に定めることができる。
【００１６】
また、光送信器の製造方法は、第１の工程における所定温度を変更しつつ第１及び第２の工程を繰り返すことにより、変更された各所定温度における比をそれぞれ求め、第３の工程において、各所定温度に対応する比を、各所定温度に対応する設定値としてそれぞれ記憶手段に記憶させることを特徴としてもよい。これにより、レーザダイオードの温度変化によるＩ−Ｌ特性の変動に応じて、バイアス電流及び変調電流の比を好適に調整できる。
【００１７】
また、本発明による光送信器は、レーザダイオードと、レーザダイオードの発光強度を検出するフォトダイオードと、レーザダイオードの温度を調整する熱電変換素子と、レーザダイオードに供給されるバイアス電流と変調電流との比の設定値を記憶する記憶手段と、該設定値に従って駆動電流をレーザダイオードに供給する駆動手段と、設定値を記憶手段に記憶させる制御部とを備え、制御部は、熱電変換素子によりレーザダイオードの温度を所定温度にする第１の機能と、レーザダイオードへ供給する電流を変化させ、レーザダイオードの発光強度をフォトダイオードにより検出し、電流とフォトダイオードの光電流との相関を求め、この相関と、所定の消光比および所定の平均発光強度に応じて定まるフォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流とに基づいてＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出し、このＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流に基づいて変調電流とバイアス電流との比を求める第２の機能と、比を設定値として記憶手段に記憶させる第３の機能とを有することを特徴とする。
【００１８】
上記した光送信器では、制御部の第１の機能により、熱電変換素子を用いてレーザダイオードの温度を所定温度にする。これにより、従来の方法で用いられていた恒温槽が不要となる。また、制御部の第２の機能により、フォトダイオードを用いてレーザダイオードの発光強度を検出している。また、レーザダイオードへ供給する駆動電流を変化させつつ発光強度を検出し、前記駆動電流とフォトダイオードの光電流との相関に基づいて、所定の消光比および所定の平均発光強度が得られるＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流を算出している。これら一連の機能を制御部が実行することにより、従来の方法で用いられていたＰＰＧやＤＣＡといった設備が不要となる。従って、上記した光送信器によれば、所定の消光比および所定の平均光強度が得られる変調電流及びバイアス電流の比をより簡易に決定できる。
【００１９】
また、光送信器は、制御部が、第２の機能において、フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流として、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、次式
【数５】
2008235454.tif 000007
及び
【数６】
2008235454.tif 000008
（但し、ＥＲ：所定の消光比、Ｉｐｄｍ０：所定の平均発光強度に対応する平均光電流）によって定めることを特徴としてもよい。これにより、所定の消光比ＥＲおよび所定の平均発光強度（平均光電流Ｉｐｄｍ０）に応じて、フォトダイオードのＨレベル時及びＬレベル時の各光電流を好適に定めることができる。
【００２０】
また、光送信器は、制御部が、第１の機能における所定温度を変更しつつ第１及び第２の機能を繰り返し実行することにより、変更された各所定温度における比をそれぞれ求め、第３の機能を実行する際に、各所定温度に対応する比を、各所定温度に対応する設定値としてそれぞれ記憶手段に記憶させることを特徴としてもよい。これにより、レーザダイオードの温度変化によるＩ−Ｌ特性の変動に応じて、バイアス電流及び変調電流の比を好適に調整できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるレーザ駆動方法、光送信器の製造方法、および光送信器によれば、所定の消光比および所定の平均発光強度が得られる変調電流及びバイアス電流の比をより簡易に決定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるレーザ駆動方法、光送信器の製造方法、および光送信器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。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るレーザ駆動方法に用いられる光送信器の構成を示す図である。この光送信器１は、光伝送媒体である光ファイバＦを介して、高周波信号を含む信号光Ｐを外部へ送信するための装置である。光送信器１は、発光モジュール２と、この発光モジュール２を駆動するための送信回路３とを備える。
【００２４】
発光モジュール２は、例えばＣＡＮケースを備える同軸型のパッケージや、或いはバタフライ型のパッケージを有する。発光モジュール２は、レーザダイオード（以下、ＬＤ）２１、フォトダイオード（以下、ＰＤ）２２、熱電変換素子（ＴＥＣ：Thermo-Electrical Cooler）２３、及びサーミスタ２４を有する。
【００２５】
ＬＤ２１は、信号光Ｐを生成するための素子であり、その光出射端面２１ａが集光レンズ２５を介して光ファイバＦの端面と光結合されている。ＬＤ２１は、外部からの送信信号Ｄａｔａ＋，Ｄａｔａ−に応じた変調電流Ｉｍと定常的なバイアス電流Ｉｂとを含む駆動電流Ｉｏｐを送信回路３から受け、駆動電流Ｉｏｐに応じた信号光Ｐを光出射端面２１ａから出射する。
【００２６】
ＰＤ２２は、ＬＤ２１の発光強度を検出するモニタ用受光素子である。ＰＤ２２は、ＬＤ２１の光反射端面２１ｂと対向するように配置されている。ＰＤ２２は、ＬＤ２１の光反射端面２１ｂからの光（背面光）の強度に対応する光電流Ｉｐｄｍを生成し、これを送信回路３へ出力する。
【００２７】
熱電変換素子２３は、一般にペルチェ素子と呼ばれ、電流を流すことによって熱電変換素子２３の内部に熱移動を生じる半導体素子であり、ＬＤ２１の温度を調整する。熱電変換素子２３は、ＬＤ２１を搭載し、発光モジュール２のパッケージ内に配置されている。熱電変換素子２３は、発光モジュール２のリード端子（図示せず）を介して供給される制御電流Ｉｔｅｃに応じて、熱電変換素子２３上に搭載されたＬＤ２１から熱量を奪う（または与える）。熱電変換素子２３は、制御電流Ｉｔｅｃの方向に応じて、パッケージと接する下面が吸熱面又は放熱面となり、ＬＤ２１が搭載された上面が放熱面又は吸熱面となる。
【００２８】
サーミスタ２４は、ＬＤ２１の温度（正確には周囲温度）を測る感温素子であり、熱電変換素子２３上におけるＬＤ２１の近傍に配置されている。サーミスタ２４は、例えばＬＤ２１を支持する部材に接触して配置されることによってＬＤ２１と熱的に結合し、ＬＤ２１の温度に応じてその電気抵抗値が変化する。本実施形態では、サーミスタ２４の一端は送信回路３の抵抗素子６４を介して定電圧源６５と接続されており、サーミスタ２４の他端は接地されている。この構成により、サーミスタ２４の端子電圧Ｖｔｍは、ＬＤ２１の温度を示す温度信号となる。
【００２９】
ここで、図２（ａ）は、ＬＤ２１の出力特性の一例を示す図である。図２（ａ）において、横軸はＬＤ２１を流れる順方向電流（ＬＤ駆動電流）を示し、縦軸はＬＤ２１の光出力強度を示している。また、図中のＧ１はＬＤ２１の温度が或る値Ｔａ［℃］のときの出力特性を示しており、Ｇ２はＬＤ２１の温度がＴｂ（＞Ｔａ）［℃］のときの出力特性を示している。Ｇ１におけるＩｔｈ１、及びＧ２におけるＩｔｈ２は、温度Ｔａ，ＴｂのそれぞれにおけるＬＤ２１の閾値電流を示している。
【００３０】
また、図２（ｂ）は、ＬＤ２１から出力される信号光Ｐの波形を示すグラフであり、Ｌレベル時の信号光強度ＰＬとＨレベル時の信号光強度ＰＨとを交互に繰り返す波形を示している。また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す信号光Ｐを出力するために必要な駆動電流Ｉｏｐの波形を示すグラフである。図２（ｃ）において、Ｇ３は温度Ｔａ［℃］のときに必要な駆動電流Ｉｏｐの波形であり、Ｇ４は温度Ｔｂ［℃］のときに必要な駆動電流Ｉｏｐの波形である。なお、図２（ｃ）中のＩｂ１は、図１に示した送信回路３のように、ＤＣ結合型の送信回路がＬＤ２１に接続される場合のバイアス電流を示している。また、図２（ｃ）中のＩｂ２は、ＡＣ結合型の送信回路がＬＤ２１に接続される場合のバイアス電流を示している。駆動電流Ｉｏｐは、変調電流Ｉｍがバイアス電流Ｉｂ１（またはＩｂ２）に重畳されている。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、ＬＤ２１の出力特性は、温度変化により大きく変動する。すなわち、ＬＤ２１の素子温度が高くなると、閾値電流が大きくなり、スロープ効率が小さくなるため、所定の光強度を得るためにより大きな駆動電流が必要となる。ＬＤ２１に閾値より大きな電流を流したときに、その光出力は電流に対し単調に増加する（図２（ａ）中のＧ１、Ｇ２）。このときの光出力の増加分に対する電流の増加分の比（Ｇ１、Ｇ２の傾き）をスロープ効率という。送信回路３は、送信信号Ｄａｔａ＋，Ｄａｔａ−に応じた駆動電流ＩｏｐをＬＤ２１へ供給する際に、ＰＤ２２からの光電流Ｉｐｄｍに基づいてＬＤ２１の平均発光強度を検出する一方で、サーミスタ２４からの温度信号ＶｔｍによりＬＤ２１の温度を検出する。送信回路３は、検出したＬＤ２１の温度に基づき当該温度において消光比が目標値となるように変調電流を制御する一方で、検出した平均発光強度が所定の値になるようにバイアス電流Ｉｂを制御する。このように駆動電流Ｉｏｐ（すなわち、バイアス電流Ｉｂ１（Ｉｂ２）及び変調電流Ｉｍの大きさ）を制御する。
【００３２】
送信回路３は、ＬＤドライバ回路４、バイアス電流生成回路５、温度制御回路６、及び制御部７を有する。このうち、ＬＤドライバ回路４及びバイアス電流生成回路５は、ＬＤ２１へ駆動電流Ｉｏｐを供給する手段を構成する。
【００３３】
ＬＤドライバ回路４は、変調電流Ｉｍを生成する。ＬＤドライバ回路４の出力は、ＬＤ２１のカソード（またはアノード）に接続される。なお、本実施形態では、ＬＤドライバ回路４の出力は、ＬＤ２１のカソードに接続され、アノードは電源Ｖｃｃに接続されている。
【００３４】
ＤＣ結合型の場合、ＬＤドライバ回路４とＬＤ２１は、本実施形態のように直接或いは抵抗を介して接続される。また、ＡＣ結合型の場合、ＬＤドライバ回路４とＬＤ２１はコンデンサを介して接続される。ＬＤドライバ回路４は、光送信器１の外部から入力される送信信号Ｄａｔａ＋、Ｄａｔａ−によって変調された変調電流Ｉｍを生成し、この変調電流ＩｍをＬＤ２１へ供給して、信号光Ｐの強度を変調する。
【００３５】
ＬＤドライバ回路４は、変調電流Ｉｍの大きさを調整する調整端子４ｂを有する。調整端子４ｂには、制御部７から制御電圧Ｖｍが提供される。ＬＤドライバ回路４は、この制御電圧Ｖｍに基づき変調電流Ｉｍを生成する。
【００３６】
バイアス電流生成回路５は、光送信器１が信号光Ｐを出力する際に、ＬＤ２１への駆動電流Ｉｏｐに含まれるバイアス電流Ｉｂを生成する。また、後に詳しく述べるが、バイアス電流生成回路５は、主に光送信器１が製造される際には、所定の消光比が得られる電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）を決定する工程でＬＤ２１へ供給する電流Ｉａを生成する。
【００３７】
バイアス電流生成回路５は、ＮＰＮ型のトランジスタ５１と、差動回路５２と、抵抗５４とを含む。トランジスタ５１のコレクタ端子は、インダクタ３２を介してＬＤ２１のカソード（またはアノード）と接続されている。トランジスタ５１のエミッタ端子は、バイアス電流検出用の抵抗５４を介して接地されている。トランジスタ５１のベース端子は、差動回路５２の出力端と接続されている。
【００３８】
差動回路５２の反転入力端は、ＰＤ２２からの光電流Ｉｐｄｍを検出する抵抗３１の一端と接続されている。また、抵抗３１の他端は接地されている。これにより、差動回路５２の反転入力端には、光電流Ｉｐｄｍに対応する電圧信号Ｖｐｄｍが入力される。また、差動回路５２の非反転入力端には、制御部７から制御信号Ｖｂが与えられる。
【００３９】
バイアス電流生成回路５においては、信号Ｖｐｄｍが信号Ｖｂに近づくように、バイアス電流Ｉｂ（または電流Ｉａ）が制御される。なお、バイアス電流生成回路５とＬＤ２１との間にはインダクタ３２が設けられているため、ＬＤドライバ回路４の出力からみてバイアス電流生成回路５の出力端が高インピーダンスとなり、バイアス電流Ｉｂ（電流Ｉａ）はＬＤドライバ回路４の影響を受けない。
【００４０】
温度制御回路６は、熱電変換素子２３を駆動することによってＬＤ２１の温度を制御する。温度制御回路６は、光送信器１が信号光Ｐを出力する際に、ＬＤ２１の温度を略一定に保つか、または周囲温度の変動範囲より狭い所定の温度範囲内にＬＤ２１の温度を制限する。また、温度制御回路６は、光送信器１が製造される際には、信号光Ｐにおいて所定の消光比が得られる電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）を決定するためにＬＤ２１の温度を変化させる。
【００４１】
温度制御回路６は、ＴＥＣドライバ６１と、抵抗６４と、定電圧源６５とを含む。ＴＥＣドライバ６１の出力は熱電変換素子２３に接続されており、熱電変換素子２３へ制御電流Ｉｔｅｃを供給する。また、ＴＥＣドライバ６１の反転入力端はサーミスタ２４と接続されており、温度信号Ｖｔｍが入力される。また、ＴＥＣドライバ６１の非反転入力端は、制御部７から温度設定信号Ｖｓｅｔによって制御される。温度制御回路６においては、ＴＥＣドライバ６１によって、温度信号Ｖｔｍの大きさが信号Ｖｓｅｔの大きさに近づくように、制御電流Ｉｔｅｃの大きさが制御される。
【００４２】
制御部７は、上述したＬＤドライバ回路４、バイアス電流生成回路５、及び温度制御回路６を制御する手段であり、例えば不揮発性メモリといった記憶手段を内蔵したマイクロコンピュータによって実現される。制御部７は、光送信器１の通常動作時（すなわち、ＬＤ２１から信号光Ｐを出力するとき）には、ＬＤ２１の温度設定と、自動パワー制御（ＡＰＣ：Auto PowerControl）とを行う。すなわち、制御部７は、温度制御回路６へ温度設定信号Ｖｓｅｔを提供し、ＬＤ２１の動作温度を設定する。また、制御部７は、ＰＤ２２からの光電流Ｉｐｄｍの大きさを示す信号Ｖｐｄｍと、バイアス電流Ｉｂの大きさを示す信号Ｖａと、温度信号Ｖｔｍとに基づいて、信号Ｖｐｄｍが所定の値に近づくように（すなわち、ＬＤ２１の平均発光強度が略一定となるように）、且つ、信号光Ｐの消光比が略一定となるように、変調電流制御信号Ｖｍ及びバイアス電流制御信号Ｖｂを生成し、これらの信号をそれぞれＬＤドライバ回路４及びバイアス電流生成回路５へ提供する。
【００４３】
このため、制御部７は、光送信器１に要求される動作温度範囲において消光比を目標値に制御するための参照データ群であるルックアップテーブルをメモリに記憶している。このルックアップテーブルには、動作温度範囲内の複数の温度に対応する、目標の消光比を得るバイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍの比（Ｉｍ／Ｉｂ）に関する複数の設定値が含まれている。制御部７は、消光比が所定の値となる変調電流制御信号Ｖｍ生成において、ルックアップテーブルに記憶されている温度信号Ｖｔｍに対応する温度におけるバイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍとの比（Ｉｍ／Ｉｂ）に関する設定値を参照し、バイアス電流の大きさを示す信号Ｖａを用いる。
【００４４】
実際の使用下において、環境温度の変化等の原因により消光比が所定の値からずれた場合、制御部７は、サーミスタ両端電圧Ｖｔｍに対応する温度におけるバイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍとの比（Ｉｍ／Ｉｂ）に関する設定値をルックアップテーブルから参照してＩｍを決定し、ＬＤドライバ回路４へ変調電流制御信号Ｖｍを提供する。ＬＤドライバ回路４は、変調電流制御信号Ｖｍに基づいてＬＤ２１へ流れる変調電流Ｉｍを調整する。制御部７は、変調電流Ｉｍの変化による平均光出力の変化を信号Ｖｐｄｍによって検出することによって、平均光出力が所定の値（または、値の範囲）になるようにバイアス電流制御信号Ｖｂを生成してバイアス電流生成回路５へ提供する。制御回路７は、信号Ｖａによってバイアス電流Ｉｂの大きさを監視する。
【００４５】
また、本実施形態の制御部７は、光送信器１の製造時または使用時に上記ルックアップテーブルを作成する機能を有する。すなわち、制御部７は、温度制御回路６へ温度設定信号Ｖｓｅｔを提供し、ＬＤ２１の温度を動作温度範囲内の複数の所定温度に順に設定する。また、制御部７は、設定された各温度において、バイアス電流生成回路５へバイアス電流制御信号Ｖｂを提供し、ＬＤ２１へ供給される電流Ｉａを変化させつつ、電流Ｉａの大きさと信号Ｖｐｄｍとをモニタして、これらの相関（すなわち、ＬＤ２１のＩ−Ｌ特性）を求める。制御部７は、この相関から、所定の消光比ＥＲおよび所定の平均発光強度Ｐａｖｅに対応する変調電流Ｉｍとバイアス電流Ｉｂとの比（Ｉｍ／Ｉｂ）を求める。制御部７は、各設定温度毎の比（Ｉｍ／Ｉｂ）をルックアップテーブルとしてメモリに記憶する。
【００４６】
ここで、以上の構成を備える光送信器１の製造工程のうち、制御部７の機能を利用してルックアップテーブルを作成する工程について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下に説明する工程（ステップ）は、光送信器１の製造時に限らず、レーザ駆動方法として光送信器１の使用時に行ってもよい。
【００４７】
＜第１の工程＞
まず、熱電変換素子２３によりＬＤ２１の温度を所定温度Ｔ１で安定させる（ステップＳ１）。制御部７は、サーミスタ２４の端子電圧Ｖｔｍを参照しながら、ＬＤ２１の温度が所定温度Ｔ１となるように温度設定信号Ｖｓｅｔを生成し、温度制御回路６へ提供する。この温度Ｔ１は、ＬＤ２１に規定された動作温度範囲内で、且つ、光送信器１の動作温度範囲内の温度が選択される。
【００４８】
＜第２の工程＞
次に、ＬＤ２１を流れる電流とＰＤ２２からの光電流Ｉｐｄｍの大きさとの相関（Ｉ−Ｌ特性）を求める（ステップＳ２）。制御部７は、抵抗５４の端子電圧Ｖａを参照しながら、ＬＤ２１へ供給される電流Ｉａが或る値Ｉａ１となるようにバイアス電流制御信号Ｖｂを生成し、このバイアス電流制御信号Ｖｂをバイアス電流生成回路５へ提供する。そして、制御部７は、このときの電圧信号Ｖｐｄｍの値から光電流Ｉｐｄｍの大きさを検出し、この値をＩｐｄｍ１として値Ｉａ１と共に記憶する。続いて、制御部７は、電流Ｉａの大きさを或る値Ｉａ２（≠Ｉａ１）に上昇（または下降）させたのち、光電流Ｉｐｄｍの大きさ（Ｉｐｄｍ２）を検出し、値Ｉａ２と共に記憶する。制御部７は、この動作をｍ回繰り返すことにより、温度Ｔ１における電流Ｉａのデータ列｛Ｉａ１，Ｉａ２，…，Ｉａｍ｝と、このデータ列に対応する光電流Ｉｐｄｍのデータ列｛Ｉｐｄｍ１，Ｉｐｄｍ２，…，Ｉｐｄｍｍ｝とを得る。制御部７は、これらのデータ列に基づいて回帰分析等を行い、電流Ｉａと光電流Ｉｐｄｍとの関係式Ｉａ＝ｆ（Ｉｐｄｍ）を導出する。
【００４９】
ここで、光電流Ｉｐｄｍは、ＬＤ２１の発光強度に比例するパラメータである。また、消光比ＥＲは、ＬＤ２１のＨレベル時の発光強度ＰＨとＬレベル時の発光強度ＰＬとの比（ＰＨ／ＰＬ）である。従って、消光比ＥＲは、次の（１）式によって表わされる。
【数７】
2008235454.tif 000009
【００５０】
また、ＬＤ２１の平均発光強度Ｐａｖｅは、次の（２）式によって表わされる。
【数８】
2008235454.tif 000010
【００５１】
さらに、所定の平均発光強度Ｐａｖｅに対応する光電流Ｉｐｄｍの大きさは発光モジュール２の検査データ（通常はＤＣ検査）から決定でき、また、平均発光強度Ｐａｖｅと光電流Ｉｐｄｍとの相関関係は直線で近似できて、かつ、温度に殆ど依存しないので、その光電流Ｉｐｄｍの大きさ（Ｉｐｄｍ０）は、次の（３）式によって表される。
【数９】
2008235454.tif 000011
【００５２】
消光比ＥＲと平均発光強度Ｐａｖｅは、光送信器１の規格として予め定められている。従って、制御部７は、式（１）と式（３）から、
【数１０】
2008235454.tif 000012
及び
【数１１】
2008235454.tif 000013
のように、Ｈレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｈ）及びＬレベル時の光電流Ｉｐｄｍ（Ｌ）を、所定の消光比ＥＲと、所定の平均発光強度Ｐａｖｅに対応する光電流Ｉｐｄｍ０とを用いて算出する（ステップＳ３）。
【００５３】
駆動電流Ｉｏｐと光電流Ｉｐｄｍとの関係式Ｉｏｐ＝ｆ（Ｉｐｄｍ）はステップＳ２により既知なので、この関係式及び上式（４），（５）より、Ｈレベル時の駆動電流Ｉｏｐ（Ｈ）及びＬレベル時の駆動電流Ｉｏｐ（Ｌ）が求まる。制御部７は、駆動電流Ｉｏｐ（Ｈ）及びＩｏｐ（Ｌ）を求め（ステップＳ４）、以下の（６）式に基づいて、変調電流Ｉｍ及びバイアス電流Ｉｂの比ａ１＝（Ｉｍ／Ｉｂ）を求める（ステップＳ５）。
【数１２】
2008235454.tif 000014
制御部７は、こうして得られた電流の比ａ１を、温度Ｔ１と対応したデータ（Ｔ１，ａ１）として保持する。
【００５４】
続いて、制御部７は、ステップＳ１を再び実行する。すなわち、熱電変換素子２３によりＬＤ２１の温度を所定温度Ｔ２（≠Ｔ１）で安定させる。この温度Ｔ２は、Ｔ１と同様、ＬＤ２１に規定された動作温度範囲内、且つ光送信器１に規定された動作温度範囲内の温度である。そして、制御部７は、ステップＳ２〜Ｓ５を再び実行することにより、温度Ｔ２に応じた電流の比ａ２を得る。制御部７は、このようにステップＳ１においてＬＤ２１の温度を変えつつステップＳ２〜Ｓ５を繰り返すことにより、データ群｛（Ｔ１，ａ１），（Ｔ２，ａ２），…，（ＴＮ，ａＮ）｝（Ｎ≧２）を得る。
【００５５】
＜第３の工程＞
制御部７は、このデータ群｛（Ｔ１，ａ１），（Ｔ２，ａ２），…，（ＴＮ，ａＮ）｝を得た後、回帰曲線、内挿、外挿等の数値計算手法を活用しつつ、光送信器１に要求される動作温度範囲において消光比ＥＲを一定に制御するためのルックアップテーブル｛（Ｔ１’，ａ１’），（Ｔ２’，ａ２’），…，（ＴＮ’，ａＫ’）｝（Ｋ＞Ｎ）を作成する（ステップＳ６）。なお、温度Ｔ１とＴ１’は必ずしも同一であるとは限らない。外挿によってＴ１’がＴ１よりも低い場合もあり得る。また、上記した数値計算手法を用いずに、データ群｛（Ｔ１，ａ１），（Ｔ２，ａ２），…，（ＴＮ，ａＮ）｝をそのままルックアップテーブルとしてもよい。制御部７は、このようにして作成したルックアップテーブルを、電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）に関する設定値としてメモリに記憶する。通常動作時、制御部７は、このルックアップテーブルからＬＤ２１の現在温度に対応する電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）の値を読み取り、この値に従って変調電流Ｉｍ及びバイアス電流Ｉｂそれぞれの大きさを制御する。
【００５６】
以上に説明した方法によって、次の効果が得られる。すなわち、本実施形態による光送信器１、光送信器１の製造方法およびレーザ駆動方法では、ステップＳ１において、発光モジュール２が備える熱電変換素子２３によってＬＤ２１の温度を所定温度Ｔ１〜ＴＮに安定させる。これにより、従来の方法で用いられていた恒温槽が不要となる。また、ステップＳ２において、発光モジュール２が備えるＰＤ２２によってＬＤ２１の発光強度を検出している。また、ＬＤ２１へ供給する電流Ｉａの大きさを変化させつつ発光強度を検出し、供給電流ＩａとＰＤ２２の光電流Ｉｐｄｍとの相関に基づいて、所定の消光比ＥＲが得られるＨレベル時及びＬレベル時の各駆動電流Ｉｏｐ（Ｈ），Ｉｏｐ（Ｌ）を算出している。これらにより、従来の方法で用いられていたＰＰＧやＤＣＡといった設備が不要となる。従って、本実施形態による光送信器１の製造方法およびレーザ駆動方法によれば、所定の消光比ＥＲが得られる電流の比（Ｉｍ／Ｉｂ）をより簡易に決定できる。
【００５７】
本実施形態による光送信器、光送信器の製造方法およびレーザ駆動方法は、ＬＤの温度を精度よく一定に保つことが要求される高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multiplexing）方式用の光送信器に好適に用いられる。
【００５８】
或いは、本実施形態による光送信器、光送信器の製造方法およびレーザ駆動方法は、ＬＤの温度を所定の範囲内に収める制御が必要な（例えば、環境温度の上限が１００℃以上の）低密度波長分割多重（ＣＷＤＭ：Coarse WDM）方式用の光送信器に好適に用いられる。なお、この場合、ＬＤの温度範囲を、光送信器の動作温度範囲より狭く設定するとよい。そうすることで、光送信器のケース温度変化によって変化するＬＤ温度を補償することができ、広温度範囲で動くＣＷＤＭ用途の光送信器を実現できる。
【００５９】
或いは、本実施形態による光送信器、光送信器の製造方法およびレーザ駆動方法は、ＬＤの温度を制御しない無温調タイプの光送信器に好適に用いられる。この場合、発光モジュールは熱電変換素子を備えるが、通常動作時においては熱電変換素子を動作させず、無温調タイプとして使用される。但し、サーミスタ及びその周辺回路は、ＬＤの温度を検出してルックアップテーブルを参照するために用いられる。
【００６０】
本発明による光送信器、レーザ駆動方法および光送信器の製造方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではルックアップテーブルを作成する際の各回路の制御を、光送信器が備える制御部（マイクロコンピュータ）において行っている。ルックアップテーブルを作成する際の各回路の制御は、例えば光送信器の外部に設けられた装置（パソコン等）によって行われても良い。この場合、作成されたルックアップテーブルは、該装置から制御部のメモリに書き込まれる。
【００６１】
また、温度制御回路の温度設定信号Ｖｓｅｔ、バイアス電流生成回路のバイアス電流制御信号Ｖｂ、及びＬＤドライバ回路の変調電流制御信号Ｖｍを生成するために、ディジタルポテンショメータやＤ／Ａコンバータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本実施形態に係るレーザ駆動方法に用いられる光送信器の構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、ＬＤの出力特性の一例を示す図である。図２（ｂ）は、ＬＤから出力される信号光の時間波形の一例を示すグラフである。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す信号光を出力するために必要な駆動電流の時間波形の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、ルックアップテーブルを作成する工程（ステップ）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１…光送信器、２…発光モジュール、３…送信回路、４…ＬＤドライバ回路、５…バイアス電流生成回路、６…温度制御回路、７…制御部、２１…ＬＤ、２２…ＰＤ、２３…熱電変換素子、２４…サーミスタ、５１…トランジスタ、５２…差動回路、６１…ＴＥＣドライバ、６５，６６…定電圧源、Ｉｂ…バイアス電流、Ｉｍ…変調電流、Ｉｏｐ…駆動電流、Ｉｐｄｍ…光電流、Ｐ…信号光。
【図１】
2008235454.tif 000021
【図２】
2008235454.tif 000022
【図３】
2008235454.tif 000023