(57)【要約】【課題】半導体発光素子を含むレーザ光発生部の光出力パワーおよび消光比に関する制御を行うためのレーザ光発生部制御回路等を提供する。【解決手段】レーザ光発生部制御回路は、負荷部８、制御部１０、バイアス電流回路部１６、及び変調電流回路部１８を備える。負荷部は、レーザ光発生部２からの光を受けるモニタ用受光素子４における受光量に対応する光電流に対応したモニタ電圧Ｖ１を生成する。制御部１０は、バイアス電流に対応する値Ｄｂと変調電流に対応する値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群であって当該組合せは発光パワーおよび消光比一定となるように各々規定されてなる組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、モニタ電圧Ｖ１に対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、選択した組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて、第１および第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３を発生する。【選択図】　図１
2004022744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電流および変調電流が提供されてレーザ発光するレーザ光発生部を制御するレーザ光発生部制御回路であって、
前記レーザ光発生部から受けた光量に応じて受光素子によって発生された光電流に対応した信号を生成する負荷部と、
バイアス電流に対応する値Ｄｂと変調電流に対応する値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群であって前記組合せは発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように各々規定されてなる組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）から、前記信号に対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、前記組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて第１の制御値及び第２の制御値を生成し、前記第１の制御値に基づいて前記レーザ光発生部に提供するバイアス電流を制御するための第１の制御信号を生成すると共に、前記第２の制御値に基づいて前記レーザ光発生部に提供する変調電流を制御するための第２の制御信号を生成する制御部と、
前記レーザ光発生部に提供するバイアス電流を前記第１の制御信号に従って生成するバイアス電流回路部と、
前記レーザ光発生部に提供する変調電流を前記第２の制御信号に従って生成する変調電流回路部と、
を備えるレーザ光発生部制御回路。
【請求項２】
前記制御部は、
前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ及び前記基準値を記憶する第１の記憶手段と、
前記受光素子からの光電流値に対応するモニタ信号を前記基準値と比較するための比較手段と、
前記光量が所定値より小さいことを前記比較手段における比較結果が示す場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を増加させる組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、前記組合せの内のＤｂを前記第１の制御値とすると共に前記組合せの内のＤｍを前記第２の制御値とする第１の選択手段と、
前記光量が所定値より大きいことを前記比較結果が示す場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を減少させる組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、前記組合せの内のＤｂを前記第１の制御値とすると共に前記組合せの内のＤｍを前記第２の制御値とする第２の選択手段と
を備える請求項１に記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項３】
前記制御部は、
前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ及び前記基準値を記憶する第１の記憶手段と、
前記受光素子からの光電流値に対応するモニタ信号を前記基準値と比較するための比較手段と、
前記光量が所定値より小さいことを前記比較手段における比較結果が示す場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を増加させる組合せを含む複数の組合せを選択し、前記複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し前記補間値Ｄｂｐを前記第１の制御値とすると共に、前記複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し前記補間値Ｄｍｐを前記第２の制御値とする第３の選択手段と、
前記光量が所定値より大きいことを前記比較手段における比較結果が示す場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を減少させる組合せを含む複数の組合せを選択し、前記複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し前記補間値Ｄｂｐを前記第１の制御値とすると共に、前記複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し前記補間値Ｄｍｐを前記第２の制御値とする第４の選択手段と、
を備える請求項１に記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の制御値に対応する情報と前記第２の制御値に対応する情報とを格納する第２の記憶手段を有する、請求項２または請求項３に記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項５】
前記第一の記憶手段は不揮発性の記憶手段である、請求項２〜請求項４のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項６】
外部装置と通信をするためのインタフェイス部と、
前記インタフェイス部に接続され前記不揮発性の記憶手段への書き込みを行うための手段と
を更に備える、請求項５に記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項７】
外部装置と通信をするためのインタフェイス部と、
前記インタフェイス部からの信号に応答を示して前記レーザ光発生部における光の発生を停止させるための手段と、
前記インタフェイス部からの信号に応答を示して前記レーザ光発生部における光の発生を開始するための手段と
を更に備える、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項８】
前記制御部は、前記信号を受けて前記信号に対応するディジタル値を生成するＡ／Ｄ変換回路部、前記第１の制御値に対応するアナログ値を生成する第１のＤ／Ａ変換回路部、および前記第２の制御値に対応するアナログ値を生成する第２のＤ／Ａ変換回路部を備える、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項９】
前記制御部は、前記信号に対応する値と基準値との差の絶対値が閾値以下である場合、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を維持する第４の手段を有する、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１の制御値とバイアス電流閾値との比較結果がバイアス電流過剰であることを示す場合及び前記第２の制御値と変調電流閾値との比較結果が変調電流過剰であることを示す場合のいずれか一方の場合に、前記レーザ光発生部に提供するバイアス電流および前記レーザ光発生部に提供する変調電流を増加させないように前記第１および第２の制御信号を生成させる第５の手段を有する、請求項１〜請求項９のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第１の制御値とバイアス電流閾値との比較結果がバイアス電流過小であることを示す場合及び前記第２の制御値と変調電流閾値との比較結果が変調電流過小であることを示す場合のいずれか一方の場合に、前記レーザ光発生部に提供するバイアス電流および前記レーザ光発生部に提供する変調電流を減少させないように前記第１および第２の制御信号を生成させる第６の手段を有する、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１２】
前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎにおける組合せは、発光パワーが一定になると共に消光比が一定になるように各々規定されてなる、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１３】
前記制御部は、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから前記バイアス電流及び前記変調電流が増加されるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を順次に選択して当該レーザ光発生部制御回路を起動させるための初期値設定手段を更に備える、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記第１の制御値、前記第２の制御値、前記第１の制御値と前記第２の値との和ＳＵＭのいずれか１つを閾値と比較して、該比較結果を示す第１の比較信号を生成するための手段と、
該第１の比較信号が電流超過を示す場合、当該レーザ光発生部の電流超過を示す第１の警報信号を発生するための手段と、
該第１の警報信号が発生された場合に、該第１の比較信号が電流正常を示すとき、前記第１の警報信号を停止するための手段と
を備える請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記光電流に対応するモニタ信号を閾値と比較して、該比較結果を示す第３の比較信号を生成するための手段と、
前記第３の比較信号がパワー過小を示す場合、前記レーザ光発生部の発光パワー低下を示す第２の警報信号を生成するための手段と、
前記第２の警報信号が生成されている場合に、前記第３の比較信号がパワー正常を示すとき、前記第２の警報信号を停止するための手段と
を備える請求項１〜請求項１４のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１６】
半導体発光素子を含むレーザ光発生部と、
前記レーザ光発生部からの光を受けるように配置され、受けた光量に対応する光電流を生成するモニタ用受光素子と
を更に備える、請求項１〜請求項１５のいずれかに記載のレーザ光発生部制御回路。
【請求項１７】
バイアス電流および変調電流が提供されてレーザ発光するレーザ光発生部を制御するレーザ光発生部制御方法であって、
前記レーザ光発生部から受けた光量に応じて受光素子によって発生された光電流に対応した信号を生成する生成ステップと、
バイアス電流に対応する値Ｄｂと変調電流に対応する値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群であって前記組合せは発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように各々規定されてなる組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）から、前記信号に対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、前記組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて第１の制御値及び第２の制御値を生成し、前記第１の制御値に基づいて前記レーザ光発生部に提供するバイアス電流を制御するための第１の制御信号を生成すると共に、前記第２の制御値に基づいて前記レーザ光発生部に提供する変調電流を制御するための第２の制御信号を生成する制御信号生成ステップと、前記レーザ光発生部に提供するバイアス電流を前記第１の制御信号に従って生成すると共に前記レーザ光発生部に提供する変調電流を前記第２の制御信号に従って生成する駆動ステップと
を含むレーザ光発生部制御方法。
【請求項１８】
前記制御信号生成ステップは、
前記受光素子からの光電流値に対応するモニタ信号を前記基準値と比較するための比較ステップと、
前記光量が所定値より小さい場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を増加させる組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、前記組合せの内のＤｂを前記第１の制御値とすると共に前記組合せの内のＤｍを前記第２の制御値とし、
前記光量が所定値より大きい場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を減少させる組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、前記組合せの内のＤｂを前記第１の制御値とすると共に前記組合せの内のＤｍを前記第２の制御値とする選択ステップと
を含む、請求項１７に記載のレーザ光発生部制御方法。
【請求項１９】
前記制御信号生成ステップは、
前記受光素子からの光電流値に対応するモニタ信号を前記基準値と比較するための比較ステップと、
前記光量が所定値より小さい場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を増加させる組合せを含む複数の組合せを選択し、前記複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し前記補間値Ｄｂｐを前記第１の制御値とすると共に、前記複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し前記補間値Ｄｍｐを前記第２の制御値とし、
前記光量が所定値より大きい場合、前記組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、前記光量を減少させる組合せを含む複数の組合せを選択し、前記複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し前記補間値Ｄｂｐを前記第１の制御値とすると共に、前記複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し前記補間値Ｄｍｐを前記第２の制御値とする選択ステップと、
を含む、請求項１７に記載のレーザ光発生部制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光発生部制御回路、およびレーザダイオードを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光送信器は、半導体レーザと、レーザ駆動回路とを備える。光通信の分野では、半導体レーザは、レーザ駆動回路により駆動され、送信信号に対応した信号光を発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、半導体レーザの制御に関する研究に携わっている。この研究において、発明者らは、半導体レーザの制御方法について検討を行った。この検討により、下記のことが明らかになった。
【０００４】
第１の手法では、モニタ用受光素子の出力の平均値及びピーク値を検出することにより、半導体レーザの光出力パワーおよび消光比を制御する手法がある。しかしながら、発明者らの検討によれば、光信号の伝送レートが上がると、受ける光信号中に存在するピーク値を検出できるほどモニタ用受光素子を高速に動作させることが難しいことが明らかになった。
【０００５】
第２の手法では、制御回路は、モニタ用受光素子の出力をＡ／Ｄ変換器によりディジタル値に変換してこのディジタル値をメモリに記憶された基準値から減算する。制御回路は、減算値をＤ／Ａ変換器によりアナログ値に変換して、このアナログ値に基づいて半導体レーザを制御している。この制御手法では、各温度に対して最適な変調電流値をメモリに記憶しておき、この値に基づいて消光比を一定にすることを意図している。この手法では、この制御のために、周囲温度を検知するサーミスタからの信号により変調電流値が一意的に決定されると共に、平均パワーが一定に維持されるようにバイアス電流が決定されている。しかしながら、発明者らの検討によれば、この手法では、レーザ光発生部の経時変化により発光効率が低下すると、バイアス電流のみが増加していくように動作することが明らかになった。故に、消光比が一定に保てない。
【０００６】
第３の手法では、使用範囲の温度に対してバイアス電流、変調電流、使用初期時のモニタ用受光素子からの出力値をメモリに各々記憶しておき、当該バイアス電流及び変調電流を提供した場合のモニタ用受光素子からの信号とメモリに記憶された初期の出力値との比較結果に基づいて経時劣化を検出し、変調電流およびバイアス電流を補正している。しかしながら、発明者らの検討によれば、この手法では、原理的に半導体レーザの至近の温度を測定する必要があり、このように半導体レーザの至近に温度センサを設置することは、レーザダイオード、モニタ用受光素子及び光学系を含むレーザ発光部を小型化する場合の障害となる。
【０００７】
これらの検討によれば、半導体レーザの光出力パワーを所定値に近づけるように制御する手法、また半導体レーザの消光比を所定値に近づけるように制御する手法において、従来の手法では達成されていない技術課題があることを発見した。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、半導体発光素子を含むレーザ光発生部の光出力パワーおよび消光比に関する制御を行うためのレーザ光発生部制御回路、およびレーザダイオードを制御する方法を提供することとした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面は、バイアス電流および変調電流が提供されてレーザ発光するレーザ光発生部を制御するレーザ光発生部制御回路に関する。レーザ光発生部制御回路は、負荷部と、制御部と、バイアス電流回路部と、変調電流回路部とを備える。負荷部は、レーザ光発生部から受けた光量に応じて受光素子によって発生された光電流に対応した信号を生成する。
【００１０】
制御部は、バイアス電流に対応する値Ｄｂと変調電流に対応する値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群であってその組合せは発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように各々規定されてなる組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）から、信号に対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択するように動作する。そして、選択された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて第１の制御値と第２の制御値とを生成し、第１の制御値に基づいてレーザ光発生部に提供するバイアス電流を変更するための第１の制御信号を生成すると共に、第２の制御値に基づいてレーザ光発生部に提供する変調電流を変更するための第２の制御信号を生成する。
【００１１】
バイアス電流回路部は、レーザ光発生部に接続されており、第１の制御信号に従ってバイアス電流を生成する。変調電流回路部は、レーザ光発生部に接続されており、第２の制御信号に従って変調電流を生成する。
【００１２】
この制御回路では、バイアス電流および変調電流の制御のために、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択しているので、発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように制御可能である制御回路が提供される。
【００１３】
また、発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すような組合せの群を個々のレーザ光発生部に対して各々設定できるので、レーザ光発生部の個体差に応じた制御回路が提供できる。
【００１４】
レーザ光発生部制御回路では、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎにおける組合せを、発光パワーが一定になると共に消光比が一定になるように各々規定することができる。これにより、発光パワーと消光比を一定に保つような制御回路が実現される。
【００１５】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、第１の記憶手段と、比較手段と、第１の選択手段と、第２の選択手段とを備えるようにしてもよい。第１の記憶手段は組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ及び基準値を記憶する。比較手段は、光電流値に対応するモニタ信号を基準値と比較するように動作する。第１の選択手段は、光量が所定値より小さいことを比較手段における比較結果が示す場合、第１の記憶手段に記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから光量を増加させるように設定された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、この組合せの内のＤｂを第１の制御値としこの組合せの内のＤｍを第２の制御値とするように動作する。第２の選択手段は、光量が所定値より大きいことを比較結果が示す場合、第１の記憶手段に記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから光量を減少させるように設定された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、この組合せの内のＤｂを第１の制御値としこの組合せの内のＤｍを第２の制御値とするように動作する。この構成は、実現が比較的容易である。
【００１６】
また、レーザ光発生部制御回路では、制御部は、第１の記憶手段と、比較手段と、第３の選択手段と、第４の選択手段とを備えるようにしてもよい。
【００１７】
第３の選択手段は、光量が所定値より小さいことを比較手段における比較結果が示す場合、第１の記憶手段に記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、光量を増加させる組合せを含む複数の組合せを選択し、複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成しこの補間値Ｄｂｐを第１の制御値とすると共に、複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し補間値Ｄｍｐを第２の制御値とするように動作する。
【００１８】
また、第４の選択手段は、光量が所定値より大きいことを比較手段における比較結果が示す場合、第１の記憶手段に記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、光量を減少させる組合せを含む複数の組合せを選択し、前記複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し前記補間値Ｄｂｐを前記第１の制御値とすると共に、前記複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し前記補間値Ｄｍｐを前記第２の制御値とするように動作する。
【００１９】
これにより、レーザ光発生部に提供するバイアス電流と変調電流とを、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎのうちの各組合せ間の間隔に対応する大きさよりも細かく制御することができ、発光パワー及び消光比を所定の特性に近づけるような制御がｎの数が少ない組合せの群でも可能とされ、また、高精度のパワー制御が可能となる。
【００２０】
レーザ光発生部制御回路では、生成された第１の制御値に対応する情報と生成された第２の制御値に対応する情報を格納するための第２の記憶手段を有することができる。この構成は実現容易であり、このような第２の記憶手段に記憶された情報によって、上述のような光量を増加又は減少させるような組合せの選択等を好適に行える。
【００２１】
レーザ光発生部制御回路では、第１の記憶手段として、不揮発性メモリを採用することができる。これによれば、制御回路の電源投入時に、不揮発性メモリに格納された群や基準値等に基づいて、外部からの設定なしに制御回路を動作させることができる。
【００２２】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、信号を受けて信号に対応するディジタル値を生成するＡ／Ｄ変換回路部と、第１の制御値に対応するアナログ値を生成して第１の制御信号とする第１のＤ／Ａ変換回路部と、第２の制御値に対応するアナログ値を生成して第２の制御信号とする第２のＤ／Ａ変換回路部とを備えることができる。
【００２３】
このようにして、制御部内部における処理をディジタル制御により行うと、温度および電源電圧の変動の影響を受け難い制御が可能になる。また複雑な制御を正確に行うことができる。
【００２４】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、信号に対応する値と基準値との差の絶対値が閾値以下である場合、第１の制御信号及び第２の制御信号を維持する第４の手段を有することができる。これによれば、バイアス電流と変調電流とが微少にふらつくことが防止でき、レーザ光発生部に安定に電流を供給できる。
【００２５】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、第１の制御値とバイアス電流閾値との比較結果がバイアス電流過剰であることを示す場合及び第２の制御値と変調電流閾値との比較結果が変調電流過剰であることを示す場合のいずれか一方の場合に、レーザ光発光部に提供するバイアス電流および変調電流を増加させないように第１および第２の制御信号を生成させる第５の手段を有することことができる。これによれば、レーザ光発生部に過電流が供給されることが防止される。また、レーザ光発生部において使用環境が一時的に規定範囲外になったような場合でも、使用環境が規定範囲内に復帰した時点から発光パワーと消光比を所定の依存性を示すように制御可能となる。
【００２６】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、第１の制御値とバイアス電流閾値との比較結果がバイアス電流過小であることを示す場合及び第２の制御値と変調電流閾値との比較結果が変調電流過小であることを示す場合のいずれか一方の場合に、レーザ光発光部に提供するバイアス電流および変調電流を減少させないように第１および第２の制御信号を生成させる第６の手段を有することができる。これによれば、レーザ光発生部において使用環境が一時的に規定範囲外になったような場合でも、使用環境が規定範囲内に復帰した時点から発光パワーと消光比を所定の依存性を示すように制御可能となる。
【００２７】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎからバイアス電流及び変調電流が増加されるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を順次に選択して当該レーザ光発生部制御回路を起動させるための初期値設定手段を更に備えることができる。これによれば、レーザ光発生部の動作を開始したときに、レーザ光発生部に過渡的な過電流が流れることが防止できる。
【００２８】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、第１の制御値、第２の制御値、及び第１の制御値と第２の制御値との和のいずれか１つを閾値と比較して、この比較結果を示す第１の比較信号を生成するための手段と、第１の比較信号が電流超過を示す場合に当該レーザ光発生部の電流超過を示す第１の警報信号を発生するための手段とを備えるようにできる。これにより、過電流の供給が検出でき、更に、レーザ光発生部の劣化および故障を検出することが可能になる。また、制御部は、第１の警報信号が発生された場合、第１の比較信号が電流正常を示すとき、前記第１の警報信号を停止するための手段とを備えることができる。これにより、電流が正常になったときに警報信号が解除される。また、閾値にヒステリシスを設けることにより、警報出力を安定化できる。
【００２９】
レーザ光発生部制御回路では、制御部は、光電流に対応するモニタ信号を閾値と比較して、この比較結果を示す第３の比較信号を生成するための手段と、第３の比較信号がパワー過小を示す場合、レーザ光発生部の発光パワー低下を示す第２の警報信号を生成するための手段とを備えることができる。これにより、レーザ光発生部の劣化および故障を外部から検出することが可能になる。また、制御部は、第２の警報信号が生成されている場合に、第３の比較信号がパワー正常を示すとき、第２の警報信号を停止するための手段とを備えることができる。これにより、パワーが正常になったときに警報信号が解除される。また、閾値にヒステリシスを設けることにより、警報出力を安定化できる。
【００３０】
第１の比較信号および第３の比較信号の両方を利用することにより、例えば、所定の光パワーを発生しているが供給電流量が多い場合である劣化状態と、発光していない場合である故障状態とを区別できるようになる。これにより不測のシステムダウンを避けるために故障に先立って光モジュールを予め交換できるようになる。
【００３１】
また、レーザ光発生部制御回路は、外部装置と通信をするためのインタフェイス部と、インタフェイス部に接続され不揮発性メモリへの書き込みを行うための手段を更に備えることができる。この構成によれば、インタフェイス部を介してレーザ光発生部制御回路の調整を行うことができる。例えば、インタフェイス部を備えることにより、レーザダイオード駆動回路に必要な個体毎の調整作業において、手動調整と比較して手間を軽減できる。また、レーザダイオードの個体毎の組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ等の特性データがコンピュータといった外部装置内に配置されている場合には、特性データによって簡易に調整を行うことができる。
【００３２】
レーザ光発生部制御回路は、外部装置と通信をするためのインタフェイス部と、インタフェイス部からの信号に応答を示してレーザ光発生部における光の発生を停止させるための手段と、インタフェイス部からの信号に応答を示してレーザ光発生部における光の発生を開始するための手段とを更に備えることができる。これらの手段によれば、例えば、光コネクタの抜けを検出して光出力を停止させることによりレーザ光の漏れによる危険を回避できる。また、意図的に光出力を停止及び開始できるので、例えば、光ファイバの疎通を確認できる。
【００３３】
レーザ光発生部制御回路は、更に半導体発光素子を含むレーザ光発生部と、レーザ光発生部からの光を受けるように配置され、受けた光量に対応する光電流を生成するモニタ用受光素子とを備えることができる。
【００３４】
本発明の別の側面は、レーザダイオードを制御する方法に関する。この方法は、バイアス電流および変調電流が提供されてレーザ発光するレーザ光発生部を制御するレーザ光発生部制御方法であって、（ａ）レーザ光発生部から受けた光量に応じて受光素子によって発生された光電流に対応した信号を生成する生成ステップと、（ｂ）バイアス電流に対応する値Ｄｂと変調電流に対応する値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群であって組合せは発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように各々規定されてなる組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）から、信号に対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、選択した組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて第１の制御値及び第２の制御値を生成し、第１の制御値に基づいてレーザ光発生部に提供するバイアス電流を制御するための第１の制御信号を生成すると共に、第２の制御値に基づいてレーザ光発生部に提供する変調電流を制御するための第２の制御信号を生成する制御信号生成ステップと、（ｃ）レーザ光発生部に提供するバイアス電流を第１の制御信号に従って生成すると共にレーザ光発生部に提供する変調電流を第２の制御信号に従って生成する駆動ステップとを含む。
【００３５】
この方法では、バイアス電流および変調電流の制御のために、バイアス電流に対応する値Ｄｂと変調電流に対応する値Ｄｍとの組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択しているので、発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように制御可能である制御方法が提供される。
【００３６】
また、発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すような組合せの群を個々のレーザ光発生部に対して各々設定できるので、レーザ光発生部の個体差に応じた制御方法が提供できる。
【００３７】
このレーザダイオードを制御する方法では、制御信号生成ステップ（ｂ）は、受光素子からの光電流値に対応するモニタ信号を基準値と比較するための比較ステップと、光量が所定値より小さいことを比較手段における比較結果が示す場合、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから光量を増加させる組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、組合せの内のＤｂを第１の制御値とすると共に組合せの内のＤｍを第２の制御値とする一方、光量が所定値より大きいことを比較結果が示す場合、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから光量を減少させる組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、組合せの内のＤｂを第１の制御値とすると共に組合せの内のＤｍを第２の制御値とする選択ステップとを含んでもよい。この構成は、実現が比較的容易である。
【００３８】
また、制御信号生成ステップ（ｂ）は、受光素子からの光電流値に対応するモニタ信号を基準値と比較するための比較ステップと、光量が所定値より小さいことを比較手段における比較結果が示す場合、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから光量を増加させる組合せを含む複数の組合せを選択し、選択された複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し補間値Ｄｂｐを第１の制御値とすると共に、選択された複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し補間値Ｄｍｐを第２の制御値とする一方、光量が所定値より大きいことを比較手段における比較結果が示す場合、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから光量を減少させる組合せを含む複数の組合せを選択し、選択された複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し補間値Ｄｂｐを第１の制御値とすると共に、選択された複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し補間値Ｄｍｐを第２の制御値とする選択ステップとを含んでもよい。
【００３９】
これによれば、レーザ光発生部に提供されるバイアス電流と変調電流とを、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎのうちの各組合せ間の間隔に対応する大きさよりも細かく制御することができ、発光パワー及び消光比を所定の特性に近づけるような制御がｎの数が少ない組合せの群で可能とされると共に、高精度のパワー制御が可能となる。
【００４０】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述からより容易に明らかになる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付図面と共に以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解される。図面に共通な同一要素を示すために、可能な場合には、同一の参照番号が使用される。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。レーザ光発生部制御回路１ａは、駆動回路６と、負荷部８と、制御部１０と、バイアス電流および変調電流制御回路１１とを備える。
【００４３】
また、レーザ光発生部制御回路１ａは、レーザ光発生部２と、モニタ用受光素子４とを更に備えることができる。レーザ光発生部２は、半導体レーザ素子２ａといった半導体発光素子を含む。半導体レーザ素子２ａはアノード２ｂおよびカソード２ｃを有する。また、半導体レーザ素子２ａは、一端面および他端面を有しており、一端面および他端面は光共振器を形成する。レーザ光発生部２は、光ファイバといった光導波路１４に光学的に結合されており、レーザ光発生部２からの光ＬＦｏｒｗａｒｄは光導波路１４に提供される。モニタ用受光素子４は、レーザ光発生部２に光学的に結合されており、レーザ光発生部２からの光ＬＢａｃｋを受けるように配置されているが、これに限定されるものではなく、光ＬＦｏｒｗａｒｄの一部分を受けるようにしてもよい。また、モニタ用受光素子４は、レーザ光発生部２からの光の受光量に対応する光電流Ｉ１を生成する。例えば、モニタ用受光素子４は、フォトダイオード４ａといった半導体受光素子を含む。フォトダイオード４ａは、アノード４ｂおよびカソード４ｃを有する。
【００４４】
負荷部８は、モニタ用受光素子４に接続されており、光電流Ｉ１に対応した負荷電圧Ｖ１を生成する。また、負荷部８は、抵抗体といった抵抗素子８ａを含む。制御部１０は、入力１０ａを介して負荷電圧Ｖ１を受けて、この電圧に応答して、バイアス電流Ｉｂを変更するための第１の制御信号Ｖ２および変調電流Ｉｍを変更するための第２の制御信号Ｖ３を発生するように動作する。
【００４５】
制御部１０は、Ａ／Ｄ変換回路部１２ａと、制御手段１２ｂと、第１のＤ／Ａ変換回路部１２ｃ、第２のＤ／Ａ変換回路部１２ｄ、およびインタフェイス部１２ｅを含む。Ａ／Ｄ変換回路部１２ａは、入力１０ａを介して負荷電圧Ｖ１を受けて、負荷電圧Ｖ１に対応するディジタル値Ｄｍｏｎを生成するＡ／Ｄ変換器を含む。
【００４６】
制御手段１２ｂは、バイアス電流に対応するディジタル値Ｄｂと変調電流に対応するディジタル値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群であってその組合せは発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように各々規定されてなる組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）を実現すると共に、この群からディジタル値Ｄｍｏｎに対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、この組合せに基づいて第１の制御値Ｄ１と第２の制御値Ｄ２を生成するための手段を含む。
【００４７】
本実施の形態では、第１のＤ／Ａ変換回路部１２ｃが、第１の制御値Ｄ１に基づいて、第１の制御信号Ｖ２（アナログ値）を発生する。第２のＤ／Ａ変換回路部１２ｄは、第２の制御値Ｄ２に基づいて、第２の制御信号Ｖ３（アナログ値）を発生する。制御部内部における処理をディジタル制御により行うと、温度および電源電圧の変動の影響を受け難い制御が可能になる。また複雑な制御を正確に行うことができる。
【００４８】
このレーザ光発生部制御回路１ａは、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから選択した組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）をバイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍの制御のために用いる。
【００４９】
レーザ光発生部制御回路１ａの制御手段１２ｂでは、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎは、各々の組合せが、発光パワーが一定になると共に消光比が一定になるように規定された組合せに近似する組合せであるように構成できる。組合せの群の好適な実施例としては、各々の組合せが、発光パワーが一定になると共に消光比が一定になるように規定された組合せを含む群である。
【００５０】
バイアス電流および変調電流制御回路部１１は、バイアス電流制御回路１１ａおよび変調電流制御回路１１ｂを含む。バイアス電流制御回路１１ａは、第１の制御信号Ｖ２を受けて、バイアス電流回路を制御するための信号Ｉ２を生成する。バイアス電流制御回路１１ａは、Ｖ＋入力およびＶ−入力を有する演算増幅器を含むことができる。Ｖ＋入力は、第１の制御信号Ｖ２を受ける。Ｖ−入力は、バイアス電流回路部からのフィードバック信号を受ける。変調電流制御回路は第２の制御信号Ｖ３を受けて、変調電流回路を制御するための信号Ｉ３を生成する。変調電流制御回路１１ｂは、Ｖ＋入力およびＶ−入力を有する演算増幅器を含むことができる。Ｖ＋入力は、第２の制御信号Ｖ３を受ける。Ｖ−入力は、変調電流回路部からのフィードバック信号を受ける。
【００５１】
駆動回路６は、バイアス電流回路部１６、変調電流回路部１８および駆動部２０を含む。バイアス電流回路部１６は、バイアス電流生成部１６ａおよび変動検出部１６ｂを含む。
【００５２】
バイアス電流生成部１６ａは、変動検出部１６ｂとレーザ光発生部２との間に配置されている。変動検出部１６ｂの一端は、ノード６ａを介してレーザ光発生部２に接続されており、バイアス電流生成部１６ａは、バイアス電流制御回路１１ａからの制御信号Ｉ２をノード６ｂを介して受けてバイアス電流Ｉｂを生成する。また、変動検出部１６ｂは、バイアス電流生成部１６ａとノード１６ｃにおいて接続されており、バイアス電流Ｉｂの変化を検出する。この変化の検出のために、変動検出部１６ｂは抵抗を含むことができる。ノード１６ｃの電圧は、ノード６ｃを介してバイアス電流制御回路１１ａにＶ−端子に提供される。この接続によって、バイアス電流制御回路１１ａはノード１６ｃに制御信号Ｖ２を生成するように制御信号Ｉ２を発生する。
【００５３】
変調電流生成部１８ａは、変動検出部１８ｂとレーザ光発生部２との間に配置されている。変調電流生成部１８ａは、ノード６ａを介してレーザ光発生部２に接続されており、変調電流制御回路１１ｂからの制御信号Ｉ３をノード６ｅを介して受けて変調電流Ｉｍを生成する。また、変動検出部１８ｂは、変調電流生成部１８ａとノード１８ｃにおいて接続されており、変調電流Ｉｍの変化を検出する。更に、変動検出部１８ｂは、変化の検出のための抵抗を含むことができる。ノード１８ｃの電圧は、ノード６ｆを介して変調電流制御回路１１ｂにＶ−端子に提供される。この接続によって、変調電流制御回路１１ｂはノード１８ｃに制御信号Ｖ３を生成するように制御信号Ｉ３を発生する。
【００５４】
バイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍは、レーザ光発生部２に提供される。また、変調電流Ｉｍは、駆動部２０を介してレーザ光発生部２に提供される。駆動部２０は、差動対部２０ａを含む。差動対部２０ａは、第１および第２のトランジスタ２０ｂ及び２０ｃを備える。第１および第２のトランジスタ２０ｂ、２０ｃの一端子（エミッタ）は、ノード２０ｄにおいて互いに接続されている。ノード２０ｄは、変調電流回路部１８に接続されている。第１のトランジスタ２０ｂの他端子２０ｅ（コレクタ）は、ノード６ａを介してレーザ光発生部２に接続されている。第２のトランジスタ２０ｃの他端子２０ｆ（コレクタ）は、ノード６ｄを介して電源線に接続されている。第１および第２のトランジスタ２０ｂ及び２０ｃの制御端子（ベース）２０ｇ及び２０ｈは、それぞれ、差動対入力６ｇ、６ｈに接続されている。差動対入力６ｇ及び６ｈには、差動駆動信号ＶＩＮが提供される。
【００５５】
制御手段１２ｂの構成を例示的に示せば、ＣＰＵといった中央処理装置２０と、プログラムおよび制御データを記憶するメモリ２２とを含むことができる。メモリ２２は、不揮発性メモリ２２ａと不揮発性メモリ２２ａへの書き込みを行うための回路部２２ｂとを含むことができる。
【００５６】
インタフェイス部１２ｅは、レーザ光発生部２の異常を検出したことを示す警報器２６ａ、２６ｂに信号線２８ａ、２８ｂを介して接続されている。
【００５７】
また、インタフェイス部１２ｅは、制御手段１２ｂに接続されて、制御手段１２ｂに制御信号を送ると共に制御手段１２ｂからの制御信号を受ける。また、インタフェイス部１２ｅは、レーザ光発生部２における光の発生を停止させるための信号を受けることができ、またレーザ光発生部２における光の発生を開始するための信号を受けることができる。インタフェイス部１２ｅは、また、通信線２８ｃを介して、コンピュータといった外部制御装置２４に接続されている。インタフェイス部１２ｅを用いると、外部制御装置２４との通信により、外部制御装置２４内に記憶されている半導体レーザ素子の特性データを不揮発性メモリ２２ａ上にロードできる。特性データは、外部制御装置２４によって計算されたものや、ハードディスク等に記憶されたデータベースやスプレッドシートのデータ等である。また、レーザ光発生部制御回路に必要な個体毎の調整作業をインタフェイス部１２ｅを用いて行うことにより、この調整ではマニュアル調整と比較して調整の時間を短縮できる。加えて、レーザ光発生部に含まれる半導体発光素子の個体毎の特性データが、コンピュータといった外部制御装置２４に格納されている場合には、個々の特性データが反映された調整を行うことができる。ここで、特性データには、基準値や組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎを含む。更に、インタフェイス部１２ｅは、制御部１０におけるステータスを外部制御装置２４に送信する。
【００５８】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。レーザ光発生部制御回路１ｂは、駆動回路６、負荷部８、制御部１０、並びにバイアス電流および変調電流制御回路１１とを備える。図２では、制御部１０を機能的なブロックにより表現している。レーザ光発生部制御回路１ｂでは、制御部１０は、第１の手段３０と、第２の手段３２と、第３の手段３４とを備えるように構成されている。第１の実施の形態と同様に、レーザ光発生部制御回路１ｂは、レーザ光発生部２およびモニタ用受光素子４を更に備えることができる。
【００５９】
第１の手段３０は、光電流Ｉ１に対応したモニタ電圧Ｖ１に対応する値と基準値との比較結果に応じて組合せの群（Ｄｂ、Ｄｍ）ｎから組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択するように動作する。組合せの群（Ｄｂ、Ｄｍ）ｎにおける各組合せは、発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように各々規定されている。第１の手段３０は、選択された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて、第１の制御値Ｄ１と、第２の制御値Ｄ２とを得る。また、第１の手段３０は、この第１の制御値Ｄ１や第２の制御値Ｄ２を第２の手段３２や第３の手段３４に対して提供できる。
【００６０】
第２の手段３２は、第１の手段３０からの第１の制御値Ｄ１を受けるように構成されており、第１の制御値Ｄ１に基づいて第１の制御信号Ｖ２を発生するように動作する。第３の手段３４は、第１の手段３０からの第２の制御値Ｄ２を受けるように構成されており、第２の制御値Ｄ２に基づいて第２の制御信号Ｖ３を発生するように動作する。
【００６１】
第１の手段３０は、変換手段３５と、記憶手段３６と、第１の比較手段３８と、第１の選択手段４０と、第２の選択手段４２とを備えている。変換手段３５は、光電流値Ｉ１に対応したモニタ電圧Ｖ１をモニタ信号Ｄ３に変換するように動作する。記憶手段３６は、第１の記憶手段３６ａおよび第２の記憶手段３６ｂを備える。第１の記憶手段３６ａは、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎ及び所定の基準値Ｄｒｅｆ１を記憶している。
【００６２】
第１の記憶手段３６ａの一例について説明する。図３（ａ）は、個々の半導体レーザ素子２ａ毎に測定等された、発光パワーが一定であると共に消光比が一定であるように規定された、バイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍとの組合せ（Ｉｂ，Ｉｍ）を順に並べたテーブルの例である。そして、第１の記憶手段３６ａには、図３（ａ）に示すようなバイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍとの組合せに対応する、バイアス電流Ｉｂに対応する値Ｄｂと、変調電流Ｉｍに対応する値Ｄｍとの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を複数含む群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎが格納されている。具体的には、例えば、第１の記憶手段３６ａは、図３（ｂ）に示すように、値Ｄｂが記憶される記憶要素４４ａと値Ｄｍが記憶される記憶要素４４ｂとを含む組合せ記憶領域４５を複数備え、この組合せ記憶領域４５に組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）が各々格納されている。なお、組合せ記憶領域４５は、各々の組合せを互いに識別するためのエントリ番号ｋを格納するエントリ領域４６を備えると共に、このエントリ領域４６には、これらの各組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）をバイアス電流及び変調電流が増加又は減少する順に並べた場合の順序に対応する番号が各組合せ毎に格納されていることが好ましいが、これに限られない。また、第１の記憶手段３６ａは、所定の基準値Ｄｒｅｆ１を格納する記憶領域４７を有している。
【００６３】
第２の記憶手段３６ｂは、第１の選択手段４０や第２の選択手段４２によって提供される第１の制御値Ｄ１に対応する値（例えば、Ｄ１）及び第２の制御値Ｄ２に対応する値（例えば、Ｄ２）の現在値を格納している。
【００６４】
第１の比較手段３８は、モニタ信号Ｄ３と記憶手段３６から基準値Ｄｒｅｆ１とを受けてこれらを比較するように動作すると共に、比較信号Ｄｃｏｍｐ１を提供する。
【００６５】
第１の選択手段４０は、第１の比較手段３８からの比較信号Ｄｃｏｍｐ１を受けるように構成されており、モニタ信号Ｄ３が基準値Ｄｒｅｆ１より小さいことを比較信号Ｄｃｏｍｐ１が示す場合（光電流が所定値よりも小さい場合）、第１の記憶手段３６に記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎの内から、レーザ光発生部２での光量が増加されるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択するように動作する。例えば、第２の記憶手段３６ｂに記憶されたＤ１やＤ２の現在値に基づいて、レーザ光発生部２に提供されるバイアス電流及び変調電流が増加するような組合せを選択することができる。また、第１の選択手段４０は、選択された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて、第１の制御値Ｄ１として組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）の内のＤｂを提供し、第２の制御値Ｄ２として組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）の内のＤｍを提供する。
【００６６】
第２の選択手段４２は、第１の比較手段３８からの比較信号Ｄｃｏｍｐ１を受けるように構成されており、モニタ信号Ｄ３が基準値Ｄｒｅｆ１より大きいことを比較信号Ｄｃｏｍｐ１が示す場合（光電流が所定値よりも大きい場合）、第１の記憶手段３６ａに記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎの内から、レーザ光発生部２での光量が減少されるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択するように動作する。例えば、第２の記憶手段３６ｂに記憶されたＤ１やＤ２の現在値に基づいて、レーザ光発生部２に提供するバイアス電流及び変調電流が減少するような組合せを選択することができる。また、第２の選択手段４２は、選択された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に基づいて、第１の制御値Ｄ１として組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）の内のＤｂを提供し、第２の制御値Ｄ２として組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）の内のＤｍを提供する。
【００６７】
第１の選択手段４０または第２の選択手段４２によれば、第２および第３の手段３２、３４に提供する第１の制御値Ｄ１および第２の制御値Ｄ２が提供される。そして、この第１の制御値Ｄ１および第２の制御値Ｄ２に基づいて、第２の手段３２、第３の手段３４を介して、レーザ光発光部に提供するバイアス電流および変調電流が更新される。なお、モニタ信号Ｄ３と基準値Ｄｒｅｆ１とが等しい場合には、新たな第１の制御値Ｄ１および第２の制御値Ｄ２は提供されず、バイアス電流および変調電流が維持される。
【００６８】
記憶手段３６は、更新されたところの、第１の制御値Ｄ１に対応する情報及び第２の制御値Ｄ２に対応する情報を第２の記憶手段３６ｂに格納する。この情報として、例えば、第１の選択手段４０又は第２の選択手段４２で選択された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）や、選択された組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）に係るエントリ番号ｋ等が可能であるがこれに限られない。第１の選択手段４０や第２の選択手段４２は、第２の記憶手段３６ｂに格納された当該情報に基づいて、現在レーザ光発光部に提供されているバイアス電流に対応する第１の制御値Ｄ１及び変調電流に対応する第２の制御値Ｄ２を取得でき、光量を増加又は減少させるように設定させる組合せを組合せの群から好適に選択できる。特に、第２の記憶手段３６ｂに、第１又は第２の選択手段４０，４２で選択された組合せに係るエントリ番号ｋが格納されると共に、このエントリ番号ｋが前述のように各組合せに対してバイアス電流及び変調電流が増加又は減少する順番に付与されている場合は、当該格納されたエントリ番号ｋよりも前または後のエントリ番号に係る組合せを選択することにより、好適に上述の組合せの選択ができる。
【００６９】
本実施形態によれば、組合せの群の構成が簡素であるので、その実現が容易である。また、光電流が変動した場合に、発光パワーおよび消光比を一定値に近づけるような制御が可能になることが理解される。更に、回路規模が小さくできると共に、処理プログラムのステップ数を少なくできる。
【００７０】
なお、第１の記憶手段３６ａや第２の記憶手段３６ｂとして、不揮発性メモリを採用することができる。これによれば、レーザ光発生部制御回路１ｂの電源投入後直ちに、組合せの群や基準値Ｄｒｅｆ１等にアクセスできるので、外部からの設定なしにレーザ光発生部制御回路１ｂを動作させることができる。
【００７１】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。レーザ光発生部制御回路１ｃの制御部１０は、第１〜３の手段３０、３２、３４を備えている。第１の手段３０は、変換手段３５と、記憶手段３６と、第１の比較手段３８と、第３の選択手段４１と、第４の選択手段４３とを備えるように構成されている。
【００７２】
第３の選択手段４１は、第１の比較手段３８からの比較信号Ｄｃｏｍｐ１を受けるように構成されており、モニタ信号Ｄ３が基準値Ｄｒｅｆ１より小さいことを比較信号Ｄｃｏｍｐ１が示す場合（光電流が所定値よりも小さい場合）、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、光量を増加させる組合せを含む複数の組合せを選択し、複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し補間値Ｄｂｐを第１の制御値Ｄ１とすると共に、複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し補間値Ｄｍｐを第２の制御値Ｄ２として提供するように動作する。
【００７３】
第４の選択手段４３は、第１の比較手段３８からの比較信号Ｄｃｏｍｐ１を受けるように構成されており、モニタ信号Ｄ３が基準値Ｄｒｅｆ１より大きいことを比較信号Ｄｃｏｍｐ１が示す場合（光電流が所定値よりも大きい場合）、第１の記憶手段３６ａに記憶された（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎから、光量を減少させる組合せを含む複数の組合せを選択し、複数の組合せの内の複数のＤｂ間の補間値Ｄｂｐを生成し補間値Ｄｂｐを第１の制御値Ｄ１とすると共に、複数の組合せの内の複数のＤｍ間の補間値Ｄｍｐを生成し補間値Ｄｍｐを第２の制御値Ｄ２として提供するように動作する。
【００７４】
このような補間値は、例えば、第２の記憶手段３６ｂに格納された第１の制御値Ｄ１や第２の制御値Ｄ２の現在値に応じて、選択された複数の組合せの内のＤｂ間やＤｍ間を所定の比率、例えば、（ｎ−ｍ）：（ｎ＋ｍ）（ただし、ｎは所定の正数、ｍは整数で−ｎ≦ｍ≦ｎ）で内分すること等により得られる。
【００７５】
例えば、２つの組合せ（Ｄｂ１，Ｄｍ１）及び（Ｄｂ２、Ｄｍ２）について１：１に内分すると、Ｄ１としてＤｂｐ＝（Ｄｂ１＋Ｄｂ２）／２、Ｄ２としてＤｍｐ＝（Ｄｍ１＋Ｄｍ２）／２に対応する値を各々提供することができる。そして、このような第１の制御値Ｄ１および第２の制御値Ｄ２に基づいて、第２の手段３２、第３の手段３４を介して、レーザ光発生部２に提供するバイアス電流および変調電流が更新される。
【００７６】
このようにすることにより、レーザ光発生部２に提供するバイアス電流と変調電流とを、記憶手段３６ａに格納された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎのうちの各組合せ間の間隔に対応する大きさよりも細かく制御することができ、発光パワー及び消光比を一定値に近づけるような制御が小さな記憶手段３６ａの格納領域で可能とされると共に、高精度のパワー制御が可能となる。
【００７７】
なお、記憶手段３６は、更新されたところの、第１の制御値Ｄ１に対応する情報と第２の制御値Ｄ２に対応する情報を、第２の記憶手段３６ｂに格納する。この情報として、例えば、第３の選択手段４１又は第４の選択手段４３で生成されたＤｂｐ、Ｄｍｐや、上述の内分に係るｎやｍ等が可能であるがこれに限られない。
【００７８】
（第４の実施の形態）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。レーザ光発生部制御回路１ｄの制御部１０は、第１〜３の手段３０、３２、３４を備えている。第１の手段３０は、変換手段３５と、記憶手段３６と、第２の比較手段６０と、判定手段６２と、第５の選択手段６４と、演算手段６６とを備えるように構成されている。
【００７９】
図５（ｂ）は、記憶手段３６の構造を示すブロック図である。第１の記憶手段３６ａは、図３を参照しながら説明したよう上述の組合せの群や基準値Ｄｒｅｆ２の格納領域に加え、閾値Ｄｔｈ１等のデータを格納する記憶要素３６ｃを有する。第２の記憶手段３６ｂは、生成された第１の制御値Ｄ１に対応する情報や第２の制御値Ｄ２に対応する情報を格納する。
【００８０】
第２の比較手段６０は、第２の記憶手段３６ｂから基準値Ｄｒｅｆ２とモニタ信号Ｄ４とを受けてこれらを比較するように動作し、モニタ信号Ｄ４と基準値Ｄｒｅｆ２との差に関する定量的な情報である比較結果Ｄｓｕｂ（例えば差）を提供する。
【００８１】
判定手段６２は、比較結果Ｄｓｕｂの絶対値と閾値Ｄｔｈ１とのいずれが大きいかを判定して、判定結果Ｄｃｏｍｐ２を生成する。判定結果Ｄｃｏｍｐ２は、例えば、比較結果Ｄｓｕｂの絶対値及び閾値Ｄｔｈ１の一方から、比較結果Ｄｓｕｂの絶対値及び閾値Ｄｔｈ１の他方を差し引くことにより生成される。
【００８２】
第５の選択手段６４は、第１の選択手段４０と同様な第５ａの選択手段６４ａと、第２の選択手段４２と同様な第５ｂの選択手段６４ｂとを有する。第５の選択手段６４は、判定手段６２からの判定結果Ｄｃｏｍｐ２が、Ｄｓｕｂの絶対値が閾値Ｄｔｈ１よりも大きいことを示す場合（光電流の絶対変化量が有意であると判断した場合）に動作する。すなわち、上記の条件が満たされるとき、第５ａの選択手段６４ａは、モニタ信号Ｄ４が基準値Ｄｒｅｆ２より小さいとき（光電流が所定値より小さいとき）、第１の記憶手段３６ａに記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎの内から、レーザ光発生部２での光量が増加するように設定される組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、この組合せの内のＤｂを第１の制御値Ｄ１とすると共にＤｍを第２の制御値Ｄ２とするように動作する。また、この条件が満たされるとき、第５ｂの選択手段６４ｂは、モニタ信号Ｄ４が基準値Ｄｒｅｆ２より大きいとき（光電流が所定値より大きいとき）、第１の記憶手段３６ａに記憶された組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎの内から、レーザ光発生部２での光量が減少されるように設定される組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、この組合せの内のＤｂを第１の制御値Ｄ１とすると共にＤｍを第２の制御値Ｄ２とするように動作する。
【００８３】
演算手段６６は、判定手段６２からの判定結果Ｄｃｏｍｐ２が、Ｄｓｕｂの絶対値が閾値Ｄｔｈ１よりも小さいことを示す場合（光電流の絶対変化量が有意でないと判断した場合）、現在のバイアス電流及び変調電流を維持するように動作する。これは、例えば、制御部１０において新たな組合せを選択しないことにより実現される。しかしながら、これに限定されるものではない。
【００８４】
本実施の形態の構成によれば、第２の比較手段６０，判定手段６２及び演算手段６６によって、モニタ信号と基準値との差の絶対値に応じたバイアス電流及び変調電流の制御の変更ができるので、バイアス電流及び変調電流が微少に変動することを防止できる。なお、閾値Ｄｔｈ１は、前回の判定手段６２での判定結果にに応じて異なる値とすることができ、このようなヒステリシスにより、より一層微少な変動を抑制できる。
【００８５】
なお、第５の選択手段６４において、第５ａの選択手段として、図４の第３の選択手段４１と同様の手段を採用し、第５ｂの選択手段として、図４の第４の選択手段４３と同様の手段を採用し、第１の制御値Ｄ１や第２の制御値Ｄ２を生成させてもよい。
【００８６】
第２の手段３２は、第１の制御値Ｄ１に基づいて第１の制御信号Ｖ２を発生するように動作する。第３の手段３４は、第２の制御値Ｄ２に基づいて第２の制御信号Ｖ３を発生するように動作する。
【００８７】
（第５の実施の形態）
図６は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。レーザ光発生部制御回路１ｅの制御部１０は、第１の手段３０と、第２の手段３２と、第３の手段３４と、第４の手段８０と、第５の手段８２と、第６の手段８４と、初期値設定手段８６とを備えるように構成されている。
【００８８】
第４の手段８０は、光電流Ｉ１に対応したモニタ電圧Ｖ１に対応するモニタ信号値Ｄ４と基準値Ｄｒｅｆ２との差の絶対値が閾値Ｄｔｈ１未満である場合、バイアス電流および変調電流を更新しないように制御信号Ｄ６を生成するように動作する。この構成によれば、バイアス電流及び変調電流が微少に変動することを防止できる。第２および第３の手段３２，３４は、この制御信号Ｄ６に応答を示して、バイアス電流及び変調電流を維持するような第１および第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３を生成するように動作する。
【００８９】
第５の手段８２は、第１の手段３０により提供された第１の制御値Ｄ１がバイアス電流閾値Ｄｔｈ２を越える場合（バイアス電流が所定値を越える場合）及び第１の手段３０により提供された第２の制御値Ｄ２が変調電流閾値Ｄｔｈ３を越える場合（変調電流が所定値を越える場合）の少なくともいずれか一方の場合に、バイアス電流及び変調電流を増加させないように制御信号Ｄ７を生成するように動作する。第２および第３の手段３２，３４は、この制御信号Ｄ７に応答を示して、バイアス電流及び変調電流を増加させないような第１および第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３を生成するように動作する。この構成によれば、バイアス電流および変調電流の超過を検出して、駆動回路に過電流が提供されることを防止できる。
【００９０】
この機能を実現するために、第５の手段８２は、第１の手段３０により提供された第１の制御値Ｄ１がバイアス電流閾値Ｄｔｈ２を越える場合（バイアス電流が所定値を越える場合）及び第１の手段３０により提供された第２の制御値Ｄ２が変調電流閾値Ｄｔｈ３を越える場合（変調電流が所定値を越える場合）のいずれか一方が生じたことを検出するための手段８２ａと、この検出に応答して、制御信号Ｄ７を生成するための手段８２ｂとを備えるように構成される。なお、第５の手段８２は、レーザ光発生部制御回路の初期値設定に利用できる。
【００９１】
第５の手段８２を用いると、半導体レーザ素子の使用環境が一時的に規定範囲外になっても、使用環境が規定範囲内に復帰したときから光出力パワーおよび消光比を一定に保つための制御が開始できるようになる。また、例えば、レーザダイオード起動時にあるいはレーザモジュールの故障時に、過電流が生じることを防止できる。
【００９２】
第６の手段８４は、第１の手段３０により提供された第１の制御値Ｄ１がバイアス電流閾値Ｄｔｈ４未満である場合（バイアス電流が所定値を未満である場合）及び第１の手段３０により提供された第２の制御値Ｄ２が変調電流閾値Ｄｔｈ５未満である場合（変調電流が所定値未満である場合）の少なくともいずれか一方の場合に、バイアス電流および変調電流を減少させないように制御信号Ｄ８を生成する。第２および第３の手段は、この制御信号Ｄ８に応答を示して、バイアス電流及び変調電流を減少させないような第１および第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３を生成するように動作する。この構成によれば、レーザ光発生部の光出力の低下が検出される。
【００９３】
この機能を実現するために、第６の手段８４は、第１の手段３０により提供された第１の制御値Ｄ１がバイアス電流閾値Ｄｔｈ４未満である場合及び第１の手段３０により提供された第２の制御値Ｄ２が変調電流閾値Ｄｔｈ５未満である場合のいずれか一方が生じたことを検出するための手段８４ａと、検出に応答して、制御信号Ｄ８を生成する手段８４ｂとを更に備えるように構成される。なお、第６の手段８４をレーザ光発生部制御回路の初期値設定に利用できる。
【００９４】
第６の手段８４を用いると、半導体レーザ素子の使用環境が一時的に規定範囲外になっても、使用環境が規定範囲内に復帰したときから光出力パワーおよび消光比を一定に保つための制御が開始できるようになる。
【００９５】
初期値設定手段８６は、当該レーザ光発生部制御回路１ｅが起動する際に、第１の手段３０に対して、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎからバイアス電流及び変調電流が増加されるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を順次に選択させるような制御信号Ｄ９を生成するように動作する。具体的には、時間に対してバイアス電流及び変調電流が所定の増加率で増加するような組合せを順次選択させる。なお、この増加率は時間に対して線形としてもよく、非線形としてもよい。この構成によれば、レーザ光発生部２の動作を開始したとき、レーザ光発生部２に過渡的に過電流が流れることを防止できる。
【００９６】
本実施の形態および他の実施の形態において現れる基準値Ｄｒｅｆ２、閾値Ｄｔｈ１、バイアス電流閾値Ｄｔｈ２、変調電流閾値Ｄｔｈ３、バイアス電流閾値未満Ｄｔｈ４、変調電流閾値Ｄｔｈ５、バイアス電流及び変調電流が徐々に増加するような組合せの順序といった定数は、第１の記憶手段３６ａ内の記憶要素３６ｃに格納されるようにできる。
【００９７】
（第６の実施の形態）
図７は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。レーザ光発生部制御回路１ｆの制御部１０は、第１の手段３０、第２の手段３２、および第３の手段３４を備える。また、制御部１０は、レーザ光発生部の電流超過を検出するための過剰電流検知手段９０を更に備えることができる。この手段９０によれば、レーザ光発生部の故障および劣化を検知できる。更に、制御部１０は、レーザ光発生部のパワー低下を検出するためのパワー低下検知手段１０２を更に備えることができる。この手段１０２によれば、レーザ光発生部の故障および劣化を検知できる。
【００９８】
過剰電流検知手段９０とパワー低下検知手段１０２との両方を利用することにより、レーザ光発生部が所定の光出力パワーで発光しているが供給電流が大き過ぎる状態（劣化）と、レーザ光発生部が発光していない状態（故障）とを区別できる。これにより、レーザ光発生部の劣化を検出して光モジュールを交換することにより、システムダウンといった不測の事態を避けることができる。
【００９９】
過剰電流検知手段９０は、第１の制御値Ｄ１と第２の制御値Ｄ２との和Ｄｓｕｍを生成するための手段９２と、和Ｄｓｕｍが閾値Ｄｔｈ６以上である場合比較信号Ｄｃｏｍｐ４を生成するための手段９４と、比較信号Ｄｃｏｍｐ４に応答して当該レーザ光発生部２の電流超過を示す第１の警報信号Ｖ４を生成するための手段９６とを備えるように構成される。この構成によれば、レーザ光発生部２の電流超過を検出できる。また、過剰電流検知手段９０は、第１の警報信号Ｖ４が生成されているときに設定されるフラグを格納する記憶要素を含むと共に、このフラグが設定されており和Ｄｓｕｍが閾値Ｄｔｈ７未満である場合に比較信号Ｄｃｏｍｐ５を生成するための手段９８と、比較信号Ｄｃｏｍｐ５に応答して、第１の警報信号Ｖ４を停止する第１の停止信号Ｖ５を生成するための手段１００とを備えるように構成される。
【０１００】
この構成によれば、検出された過電流の警報を解除できる。この比較は、Ｄｓｕｍに代えて、第１の制御値Ｄ１、第２の制御値Ｄ２により行うこともできる。過剰電流検知手段９０において、閾値Ｄｔｈ６に対してヒステリシスを持つように閾値Ｄｔｈ７を決定すれば、警報出力がふらつくことを防止できる。
【０１０１】
パワー低下検知手段１０２は、光電流に対応するモニタ信号Ｄ１０が閾値Ｄｔｈ８以下であることを示す比較信号Ｄｃｏｍｐ６を生成するための手段と、比較信号Ｄｃｏｍｐ６に応答して当該レーザ光発生部２の発光パワー低下を示す第２の警報信号Ｖ６を生成するための手段とを備えるように構成される。この構成によれば、レーザ光発生部の発光パワーの低下を検出できる。また、パワー低下検知手段１０２は、第２の警報信号Ｖ６が生成されているときに設定されるフラグを格納する記憶要素を含むと共に、このフラグが設定されておりモニタ信号Ｄ１０が閾値Ｄｔｈ９以上である場合に比較信号Ｄｃｏｍｐ７を生成するための手段と、比較信号Ｄｃｏｍｐ７に応答して第２の警報信号Ｖ６を停止するための手段とを備えるように構成できる。この構成によれば、検出されたパワー低下の警報を解除できる。パワー低下検知手段１０２において、閾値Ｄｔｈ６に対してヒステリシスを持つように閾値Ｄｔｈ７を決定すれば、警報出力がふらつくことを防止できる。
【０１０２】
発光停止手段１１２は、インタフェイス部からの信号に応答を示してレーザ光発生部における光の発生を停止させるように動作する。発光開始手段１１３は、インタフェイス部からの信号に応答を示してレーザ光発生部における光の発生を開始するように動作する。これらの手段を備えることにより、当該レーザ光発生部制御回路に接続されていた光コネクタが外れたことを検出して、光出力を停止することにより、レーザ光の漏れに起因する不具合を防止できる。また、レーザ発生部からの光出力を意図的にオン／オフすることにより、レーザ発生部が光学的に結合された光ファイバの疎通を確認できる。
【０１０３】
（第７の実施の形態）
上記の実施の形態で示されたレーザ光発生部制御回路では、レーザ光発生部２からの信号に基づいてバイアス電流および変調電流を制御している。この回路によれば、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎを用いた制御により発光パワーを一定に近づけるような制御だけでなく、また、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎを用いた制御により消光比を一定に近づけるような制御も行うことができる。
【０１０４】
次いで、上記の実施の形態で示されたレーザ光発生部制御回路によって、光出力パワー及び消光比を一定値に近づけるような制御が可能であることを示す。
【０１０５】
図８は、半導体レーザ素子のＩ−Ｌ特性図を示しており、横軸は、駆動電流を示し、縦軸は光出力パワーを示す。図８において、記号ＴＭは常温（例えば、２５℃）におけるＩ−Ｌ特性線を示しており、記号ＴＬは低温（＜２５℃）におけるＩ−Ｌ特性線を示しており、記号ＴＨは高温（＞２５℃）におけるＩ−Ｌ特性線を示している。この特性図によれば、一定の発光パワーを得るためには、温度が上昇するにつれて駆動電流を大きくする必要がある。駆動電流は、バイアス電流と変調電流とからなる。バイアス電流と変調電流との比率は、それぞれの温度において異なっている。しかしながら、レーザ駆動電流をバイアス電流と変調電流とに分けて制御することにより、光出力パワーだけでなく消光比も制御可能になる。また、レーザダイオードの閾値電流Ｉｔｈは半導体レーザ素子の個体によってばらつくけれども、上記の実施の形態に記載された手法によれば、このばらつきに対する調整を個体毎に実施できる。
【０１０６】
発明者らは、バイアス電流ＩｂとしてＩｔｈ＋Ｉα（Ｉｔｈは閾値電流）　と規定すると共に、レーザ駆動電流とバイアス電流との差を変調電流Ｉｍと規定した。発明者は、半導体レーザ素子のバイアス電流と変調電流との温度依存性を測定した。図９は、半導体レーザ素子の発光パワーおよび消光比を一定にするように調整しながら測定されたバイアス電流および変調電流の温度依存性を示す図面であり、縦軸は電流を示しており、横軸は温度を示す。図９において、記号ＩｂａおよびＩｍａは初期の半導体レーザ素子の電流特性を示している。このＩｂａとＩｍａとの曲線に沿ってＩｂとＩｍとを変化させると、発光パワーと消光比とを一定に保つことができる。
【０１０７】
すなわち、微少な温度変化ΔＴが発生すると、発光閾値電流が上昇すると共に発光効率が低下するので発光パワーは低下する。発光パワーを所望の値に維持するためには、バイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍとを増加させる必要がある。仮に、バイアス電流Ｉｂのみを増加させて発光パワーを一定に保つと消光比は低下する。一方、変調電流Ｉｍのみを増加させて発光パワーを一定に保つと消光比は上昇する。消光比及び発光パワーを一定に維持するためには、特性曲線ＩｂａとＩｍａとの傾きに応じて、ΔＩｂ、ΔＩｍだけ増加させればよい。
【０１０８】
発明者は、更に、長時間の使用により特性が変化（経時劣化）した半導体レーザ素子のバイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｍとの温度依存性を同様な条件の下で測定した。図９において、記号ＩｍｂおよびＩｂｂは、この半導体レーザ素子の電流特性を示している。発明者は、特性曲線ＩｍａおよびＩｂａを特性曲線ＩｍｂおよびＩｂｂと比較してみた。その比較結果によれば、特性曲線ＩｍｂおよびＩｂｂは特性曲線ＩｍａおよびＩｂａを左（低温領域）へシフトさせることによって近似的に得られることが明らかになった。このシフトは、特性が劣化した半導体レーザ素子ではバイアス電流および変調電流を増加させないと、発光パワーおよび消光比を一定に保てないことを示している。
【０１０９】
発明者は、図９において半導体レーザ素子の特性劣化が特性曲線のシフトとして現れることに着目した。図９において、あるバイアス電流Ｉｂにおいては、特性曲線Ｉｂａの微分係数（ΔＩｂ／ΔＴ）ａは特性曲線Ｉｂｂの微分係数（ΔＩｂ／ΔＴ）ｂと実質的に等しい。これは、半導体レーザ素子の特性劣化によっては、特性曲線は変化しないことを示している。したがって、本実施の形態の方法によれば、発光パワーおよび消光比を一定値に近づけるような制御が可能であるだけでなく、半導体レーザ素子の特性劣化も補償できる。
【０１１０】
バイアス電流Ｉｂに対応する値Ｄｂと変調電流Ｉｍに対応する値Ｄｍとの組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎは、次のような手順により決定できる。すなわち、図９の特性曲線を所定の横軸間隔でサンプリングし（図１０参照）、ＩｂとＩｍとの組合せ２０１，２０２等を複数取得し、更に、このようなＩｂに対応する値Ｄｂ及びＩｍに対応するＤｍを各々取得することにより、容易に組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎを取得できる。また、このような組合せをサンプリングする横軸の温度の順に並べて群を構成すると、Ｉｂ及びＩｍが増加又は減少する順番に配列された組合せの群となり、光量を増加又は減少させる順番と対応する。
【０１１１】
また、このようなサンプリングの間隔としては、例えば、横軸の間隔が一定、ＩｂやＩｍの変化量が一定となるような間隔、モニタ値の変化量が一定となるような間隔等を採用できる。なお、発明者らの実験によれば、この組合せの群はレーザダイオード素子の製造ロットにより異なる傾向を示した。また、各製造ロットのレーザダイオード素子においても、少なくともＩｂについては個体毎の差が大きいことが明らかにされた。故に、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎの決定は、製造ロット毎に行うことが好ましく、レーザダイオード素子の固体毎に行うことがより好ましい。また、消光比をそれほど正確に保つ必要がない場合は、レーザダイオード素子の品種毎に同じ組合せの群を用いてもよい。
【０１１２】
なお、上述の特性曲線は、発光素子の理論的特性、製品毎に添付される出荷データ、あるいは、実測データ等によって得ることができる。
【０１１３】
引き続いて、上記の実施の形態に説明したように動作するように、レーザ光発生部制御回路を調整する方法の一例を説明する。
（１）　調整されるべきレーザ光発生部制御回路を所定の環境温度に保つ。
（２）　所望の光出力パワーを得るように、当該レーザ光発生部に対する組合せの群から、特定の組合せを選択する。そして、この特定の組合せに対応する値をレーザ光発生部制御回路内の記憶手段に格納する。この値は、レーザ光発生部制御回路を正しく動作させる際の初期値を提供する。
（３）　モニタ用受光素子からの光電流を測定する。この光電流に対応する値をレーザ光発生部制御回路内の記憶手段（図２の参照番号３６）に格納する。この値は、レーザ光発生部制御回路を正しく動作させる際の光出力パワーの基準値を提供する。
【０１１４】
これらの過程の結果、半導体レーザ素子のバイアス電流および変調電流並びにモニタ用受光素子の受信感度の個体差が調整されたレーザ光発生部制御回路が提供される。
【０１１５】
これまでの説明から、レーザ光発生部が温度変化に対して一定の光出力パワーを出力するような組合せの群を取得し、光出力パワーの基準値を決定すれば、レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を広い温度範囲にわたって一定に近づけるように制御できることが理解される。
【０１１６】
（第８の実施の形態）
図１１は、レーザダイオードを制御する方法を示すフローチャートである。フローチャート１２０では、ステップＳ１０１においてレーザ光発生部制御回路が起動され、ステップＳ１０３において、初期値設定手段を起動してバイアス電流及び変調電流を制御するための初期値が設定される。この初期値には、所望の光出力パワー及び消光比を出力するような値Ｄｂ及び値Ｄｍの組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）や光出力パワーの基準値を含む。適切な初期値が設定された後に、ステップＳ１０５において、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎを用いてバイアス電流および変調電流の制御を受光素子からの光電流値に基づいて行う。また、ステップ１０７おいて、レーザ光発生部制御回路を制御するためのパラメータの異常の有無を検知する。引き続いて、ステップＳ１０９において、インタフェイス部を介して停止信号を受けているかが判定される。停止信号を受けている場合には、ステップＳ１１１において、停止手段が起動されてレーザ光発生部制御回路の動作を停止する。停止信号を受けていない場合には、ステップＳ１０５に戻るので、停止信号を受けるまで、ステップＳ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０９が繰り返される。なお、図１１に示された制御フローにより実現される機能を割り込み機能を利用して実現することもできる。
【０１１７】
図１２は、ステップＳ１０７を詳細に示すフローチャート１２２である。異常検知ステップでは、ステップＳ１１３において、バイアス電流値が正常であるかを判定する。判定結果が異常を示す場合には、ステップＳ１１５において、バイアス電流の異常を示す信号が発生される。判定結果が正常を示す場合には、ステップＳ１１７において、変調電流値が正常であるかを判定する。判定結果が異常を示す場合には、ステップＳ１１９において、変調電流の異常を示す信号が発生される。判定結果が正常を示す場合には、ステップＳ１２１において、バイアス電流と変調電流との和が正常であるかを判定する。判定結果が異常を示す場合には、ステップＳ１２３において、電流和の異常を示す信号が発生される。判定結果が正常を示す場合には、ステップＳ１２５光出力パワーにおいて、正常であるかを判定する。判定結果が異常を示す場合には、ステップＳ１２７において、光出力パワーの異常を示す信号が発生される。判定結果が正常を示す場合には、異常検知ステップＳ１０７を終了する。なお、異常検知ステップＳ１０７では、上記の検知のうち一部を行うようにしてもよい。
【０１１８】
図１３は、ステップＳ１０５の制御手順を示すフローチャート１２４である。ステップＳ１０５においては、バイアス電流および変調電流に対する適切な初期値から、モニタ用受光素子からの光電流値に基づいてバイアス電流および変調電流の制御を行う。ステップＳ１２９において、モニタ用受光素子からの光電流に対応したモニタ信号Ｄ３を生成する。次いで、ステップＳ１３１において、モニタ信号Ｄ３を基準値Ｄｒｅｆ１と比較する。
【０１１９】
比較結果がＤ３＞Ｄｒｅｆ１を示す場合（光電流が所定値より大きい場合）、ステップＳ１３３において、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎからレーザ光発生部での光量を減少させるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、当該組合せに基づいて第１の制御値Ｄ１と第２の制御値Ｄ２を生成する。次いで、ステップＳ１３７において、第１の制御値Ｄ１に基づいて第１の制御信号Ｖ２を生成し、第２の制御値Ｄ２に基づいて第２の制御信号Ｖ３を生成する。ステップＳ１３９において、第１及び第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３に基づいてバイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍを発生する。この電流はレーザダイオードに加えられる。そして、レーザダイオードからの光は、モニタ用受光素子に入力する。
【０１２０】
比較結果がＤ３＜Ｄｒｅｆ１を示す場合（光電流が所定値より小さい場合）、ステップＳ１４１において、組合せの群（Ｄｂ，Ｄｍ）ｎからレーザ発生部での光量を増加させるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を選択し、当該組合せに基づいて第１の制御値Ｄ１と第２の制御値Ｄ２を生成する。ステップＳ１４３において、第１の制御値Ｄ１に基づいて第１の制御信号Ｖ２を生成し、第２の制御値Ｄ２に基づいて第２の制御信号Ｖ３を生成する。ステップＳ１４７において、第１及び第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３に基づいてバイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍを発生する。この電流はレーザダイオードに加えられる。そして、レーザダイオードからの光は、モニタ用受光素子に入力する。
【０１２１】
比較結果がＤ３＝Ｄｒｅｆ１を示す場合（光電流が所定値と等しい場合）、ステップＳ１４０において、バイアス電流Ｉｂ及び変調電流Ｉｍを維持するようにする。
【０１２２】
ステップＳ１３９、Ｓ１４７及びＳ１４０が終了すると、制御は異常検知ステップに移る。なお、異常検知は、割り込み処理を用いても実現できる。
【０１２３】
図１４は、ステップＳ１０５の別の制御手順を詳細に示すフローチャート１２６である。ステップＳ１４９において、モニタ用受光素子からの光電流に対応したモニタ信号Ｄ４を生成する。次いで、ステップＳ１５１において、モニタ信号Ｄ４を基準値Ｄｒｅｆ２と比較する。この検知のために、本実施の形態では、モニタ信号Ｄ４とＤｒｅｆ２との差を生成して、この差の絶対値（Ｄ４−Ｄｒｅｆ２）ＡＢＳと閾値Ｄｔｈ１とを比較する。
【０１２４】
比較結果が（Ｄ４−Ｄｒｅｆ２）ＡＢＳ≧閾値Ｄｔｈ１を示す場合（光電流の変化量が有意である場合）、ステップＳ１６１において、モニタ信号Ｄ４を基準値Ｄｒｅｆ２と比較する。
【０１２５】
比較結果がＤ４＞Ｄｒｅｆ２を示す場合（光電流が所定値より大きい場合）、ステップＳ１６３においてレーザ光発光部での光量を減少させるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を組合せの群から選択し、当該組合せに基づいて第１の制御値Ｄ１と第２の制御値Ｄ２を生成する。次いで、ステップＳ１６７において第１の制御値Ｄ１に基づいて第１の制御信号Ｖ２を生成し、第２の制御値Ｄ２に基づいて第２の制御信号Ｖ３を生成する。ステップＳ１６９において、第１及び第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３に基づいてバイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍを発生する。この電流はレーザダイオードに加えられる。そして、レーザダイオードからの光は、モニタ用受光素子に入力する。
【０１２６】
比較結果がＤ３＜Ｄｒｅｆ２を示す場合（光電流が所定値より小さい場合）、ステップＳ１７１においてレーザ光発光部での光量を増加させるような組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）を組合せの群から選択し、当該組合せに基づいて第１の制御値Ｄ１と第２の制御値Ｄ２を生成する。ステップＳ１７３において、第１の制御値Ｄ１に基づいて第１の制御信号Ｖ２を生成し、第２の制御値Ｄ２に基づいて第２の制御信号Ｖ３を生成する。ステップＳ１７７において、第１及び第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３に基づいてバイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍを発生する。この電流はレーザダイオードに加えられる。そして、レーザダイオードからの光は、モニタ用受光素子に入力する。
【０１２７】
比較結果が（Ｄ４−Ｄｒｅｆ２）ＡＢＳ＜閾値Ｄｔｈ１を示す場合（光電流の変化量が有意でない場合）、ステップ１５３において、新たな組合せ（Ｄｂ，Ｄｍ）の選択をせず、第１の制御値Ｄ１及び第２の制御値Ｄ２を維持し、これに対応して第１及び第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３を維持する。そして、第１及び第２の制御信号Ｖ２、Ｖ３に基づいてバイアス電流Ｉｂおよび変調電流Ｉｍが維持される。この電流はレーザダイオードに加えられる。そして、レーザダイオードからの光は、モニタ用受光素子に入力する。
【０１２８】
ステップＳ１６９、Ｓ１７７及びＳ１５３が終了すると、制御は異常検知ステップに移る。なお、異常検知は、割り込み処理を用いても実現できる。
【０１２９】
図１１〜図１４を参照しながらレーザダイオードを制御する方法について説明したが、ステップ１３７，ステップ１４５，ステップ１６７，ステップ１７５においては、当該実施の形態に先行する実施の形態に記載されたように、第１の選択手段４０や第２の選択手段４２で行われるのと同様にして選択された組合せの内のＤｂを第１の制御値Ｄ１としＤｍを第２の制御値Ｄ２とすることができ、また、第３の選択手段４１や第４の選択手段４３で行われるのと同様にして、第１の制御値Ｄ１として補間値Ｄｂｐを採用し第２の制御値Ｄ２として補間値Ｄｍｐを採用することができる。
【０１３０】
以上、本実施の形態のレーザ光発生部制御回路及びレーザダイオードを制御する方法によれば、レーザ光発生部の光出力パワーおよび消光比に関する制御を行うようにしている。この制御に際して、モニタ用受光素子の出力信号のピーク検出を行うことなく、またレーザ光発生部の温度のモニタを行うことがない。このピーク検出は、伝送レートが高くなるに従って困難になる。また、レーザ光発生部の半導体発光素子が経時変化すると無意味になるレーザ光発生部の温度のモニタを行うことない。更に、温度モニタを行わないので、レーザ光発生部の小型化が実現できる。すなわち、レーザ発光素子、モニタ用のフォトダイオード、光学系等をモジュール化した同軸型のＣＡＮモジュールなどのレーザーダイオードモジュールを小型化することができる。
【０１３１】
本実施の形態に示されたレーザ光発生部制御回路及びレーザダイオードを制御する方法によれば、レーザダイオードの周囲温度の変化や経時変化に対して光出力パワーと消光比とを所望の値で一定に制御する回路を効率的に提供できる。つまり、光送信器を大量に製造する際にレーザダイオードの個体差に応じた調整作業を効率良く行うことが可能になる。なお、発光パワーと消光比とは任意の値に設定変更が可能である。
【０１３２】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明はそのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることができることは、当業者によって認識される。例えば、実施の形態に示されたレーザ光発生部制御回路は、バイポーラトランジスタにより構成されているけれども、ＩＩＩ−Ｖ系化合物半導体トランジスタ等により構成されてもよい。また、組合せの群の実現方法は、本実施の形態に記載されたテーブルに限定されることなく、必要なように変更される。更に、実施の形態においては、光出力パワーおよび消光比を一定値に近づけるように規定された組合せの群を用いる制御法について説明したが、本発明は、発光パワーが所定の依存性を示すと共に消光比が所定の依存性を示すように規定された組合せの群を用いる制御法についても適用される。更にまた、実施の形態では、制御部がＣＰＵといったプロセッサを用いる場合を説明したが、制御部がディジタル論理回路によって構成されてもよい。加えて、レーザ光発生部は、半導体レーザ素子を含むものに限定されず、半導体光増幅素子を含むようなもの、ＥＡ変調素子を集積したものでもよい。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体発光素子を含むレーザ光発生部の光出力パワーおよび消光比に関する制御を行うためのレーザ光発生部制御回路、およびレーザダイオードを制御する方法が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、発光パワーが一定であると共に消光比が一定であるように規定されたバイアス電流と変調電流との組合せの群を示すテーブルであり、図３（ｂ）は、第１の記憶手段の構造を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。図５（ｂ）は、記憶手段の構造を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係わるレーザ光発生部制御回路を示すブロック図である。
【図８】図８は、半導体レーザ素子のＩ−Ｌ特性を示す図である。
【図９】図９は、半導体レーザ素子の発光パワーおよび消光比を一定にするように調整しながら測定されたバイアス電流および変調電流の温度依存性を示す特性曲線の図である。
【図１０】図１０は、図９の特性曲線からＩｍとＩｂとの組合せをサンプリングする方法を示す図である。
【図１１】図１１は、レーザダイオードを制御する方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、異常検知ステップを詳細に示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、バイアス電流及び変調電流の制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、バイアス電流及び変調電流の制御手順を示す別のフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…レーザ光発生部制御回路、２…レーザ光発生部、４…モニタ用受光素子、４ａ…フォトダイオード、４ｂ…アノード、４ｃ…カソード、６…駆動回路、８…負荷部、１０…制御部、１２…バイアス電流および変調電流制御回路、１２ａ…Ａ／Ｄ変換回路部、１２ｂ…制御手段、１２ｃ…第１のＤ／Ａ変換回路部、１２ｄ…第２のＤ／Ａ変換回路部、１２ｅ…インタフェイス部、１６…バイアス電流回路部、１８…変調電流回路部、２０…駆動部、２２…メモリ、２２ａ…不揮発性メモリ、２４…外部制御装置、２６ａ、２６ｂ…警報器、２８ａ、２８ｂ…信号線、３０…第１の手段、３２…第２の手段、３４…第３の手段、４０…第１の選択手段、４１…第３の選択手段、４２…第２の選択手段、４３…第４の選択手段、６６…演算手段、８０…第４の手段、８２…第５の手段、８４…第６の手段、８６…初期値設定手段。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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