(57)【要約】　【課題】　間欠的にオン状態となるバースト信号を発するレーザダイオードの電流・光変換特性が、環境温度や経年劣化により変化しても、光変調振幅又は消光比を制御することのできる手段を提供する。　【解決手段】間欠的に発生するバースト信号単位で変調電流をわずかに変化させ、それぞれのバースト信号に対する、平均光パワーを平均光パワー測定部４で測定し、差分検出部６で変調電流をわずかに変化させることで生じる平均光パワーの差分値ΔＰを検出し、この平均光パワーの差分値ΔＰとΔＰref設定部７で設定される基準差分値ΔＰrefの比較を比較部８で行い、その結果から、変調電流制御部９が基準変調電流Ｉmodを制御することで光変調振幅制御を行う。また、バイアス電流制御回路１９を加えることにより、消光比制御を行うことが可能である。【選択図】　図１
2004056150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　間欠的に発生するバースト信号を発するレーザダイオードの光変調振幅を制御する方法であって、
　前記レーザダイオードから出力されるバースト信号ごとの平均光パワーＰを測定するステップと、
　変調電流Ｉmをあらかじめ決められた値ΔＩmodだけ変化させるステップと、
　前記変調電流Ｉmの変化に対応する平均光パワーの差分値ΔＰを測定するステップと、
　前記差分値ΔＰをあらかじめ決められた基準差分値ΔＰrefと比較することで、基準変調電流Ｉmodを制御することにより、光変調振幅を制御するステップとを、
　有する光変調振幅制御方法。
【請求項２】
　請求項１に記載の方法において、前記あらかじめ決められた値ΔＩmodを前記基準変調電流Ｉmodに比例した値とする光変調振幅制御方法。
【請求項３】
　請求項１に記載の方法において、前記基準差分値ΔＰrefを環境温度により変化させる光変調振幅制御方法。
【請求項４】
　請求項１に記載の方法において、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefより大きい場合は、前記基準変調電流Ｉmodを減少させ、逆に前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefより小さい場合は、前記基準変調電流Ｉmodを増加させるステップを有する光変調振幅制御方法。
【請求項５】
　請求項４に記載の方法において、前記基準変調電流Ｉmodの増減量があらかじめ決められた値である光変調振幅制御方法。
【請求項６】
　請求項１に記載の方法を用いて、光変調振幅制御を行い、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefと一致した後の前記基準変調電流Ｉmodに対応する平均光パワーＰとあらかじめ決められた平均光パワーの基準値Ｐrefを比較することによって、バイアス電流Ｉbを制御するステップを有する消光比制御方法。
【請求項７】
　請求項６に記載の方法において、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefからの誤差があらかじめ決められた値Ａ以下となった場合に、前記基準変調電流Ｉmodに対応する前記平均光パワーＰと前記平均光パワーの基準値Ｐrefを比較することによって、前記バイアス電流Ｉbを制御するステップを有する消光比制御方法。
【請求項８】
　請求項７に記載の方法において、Ａの値を前記基準差分値ΔＰrefに比例した値とする消光比制御方法。
【請求項９】
　請求項６又は７に記載の方法において、前記平均光パワーＰが前記平均光パワーの基準値Ｐrefより大きい場合は、前記バイアス電流Ｉbを減少させ、逆に、前記平均光パワーＰが前記平均光パワーの基準値Ｐrefより小さい場合は、前記バイアス電流Ｉbを増加させるステップを有する消光比制御方法。
【請求項１０】
　請求項９に記載の方法において、前記バイアス電流Ｉbの増減量があらかじめ決められた値である消光比制御方法。
【請求項１１】
　請求項１に記載の光変調振幅制御方法と請求項６に記載の消光比制御方法を交互に繰り返すことを特徴とする消光比制御方法。
【請求項１２】
　間欠的に発生するバースト信号を発するレーザダイオードの光変調振幅を制御する方法において、前記レーザダイオードから出力されるバースト信号ごとの平均光パワーＰを測定するステップと、
　変調電流Ｉmをあらかじめ決められた値ΔＩmodだけ変化させるステップと、
　前記変調電流Ｉmの変化に対応する平均光パワーの差分値ΔＰとあらかじめ決められた基準差分値ΔＰrefと比較するステップと、
　前記比較の結果により、基準変調電流Ｉmodを制御するステップを有し、
　これらのステップによりコンピュータを動作させて光変調振幅を制御するよう構成した光変調振幅制御プログラム。
【請求項１３】
　請求項１２に記載のプログラムを用いて、光変調振幅制御を行い、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefと一致した後、若しくは、前記平均光パワーの差分値ΔＰの前記基準差分値ΔＰrefからの誤差があらかじめ決められた値Ａ以下となった後の前記基準変調電流Ｉmodに対応する平均光パワーＰを測定するステップと、
　前記平均光パワーＰとあらかじめ決められた平均光パワーの基準値Ｐrefを比較するステップと、
　前記比較の結果により、バイアス電流Ｉbを制御するステップを有する消光比制御プログラム。
【請求項１４】
　請求項１２に記載の光変調振幅制御プログラムと請求項１３に記載の消光比制御プログラムを交互に繰り返すステップを有する消光比制御プログラム。
【請求項１５】
　レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、
　前記レーザダイオードに変調電流を供給する変調電流源と、
　前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定手段と、
　前記変調電流の変化に対応する前記平均光パワーの差分に基づき前記レーザダイオードの前記変調電流を制御する変調電流制御手段とを有し、
　前記変調電流制御を行うことで、前記レーザダイオードの光変調振幅を制御することを可能としたレーザダイオード駆動回路。
【請求項１６】
　請求項１５に記載した特徴を有するレーザダイオード駆動回路で、さらに、
　前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流を制御するバイアス電流制御手段を有し、前記レーザダイオードの平均光パワーと消光比を制御することを可能としたレーザダイオード駆動回路。
【請求項１７】
　請求項１５又は１６に記載のレーザダイオード駆動回路を搭載する集積回路。
【請求項１８】
　請求項１５又は１６に記載のレーザダイオード駆動回路あるいはその集積回路を用いる送信装置。
【請求項１９】
　請求項１８に記載の送信装置を用いる通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、間欠的にデータが発生するバースト信号を発するレーザダイオードの光変調振幅制御方法及び消光比制御方法、光変調振幅制御プログラム、消光比制御プログラム並びにレーザダイオード駆動回路、集積回路、送信装置、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、考案されている第１の消光比や、平均出力パワー（平均光パワーとも言う）を一定に制御する技術は、例えば下記の特許文献１に記載されているものがある。この第１の構成例を図８に示す。図８には制御回路Ａの他、レーザダイオード８１、レーザダイオード８１の光出力をモニタリングするモニタフォトダイオード８２、駆動回路８９が示されている。光信号がレーザダイオード８１から発せられると、その一部をモニタフォトダイオード８２が電流に変換する。その電流信号は電流・電圧変換回路８３によって電圧信号に変換される。ピーク値検出回路８４及びボトム値検出回路８５は、それぞれ電圧信号の最大値、最小値を検出する。比較器８７において、ピーク値とボトム値の差が求められる。ボトム値検出回路８５で検出されたボトム値に応じてバイアス電流制御回路８６によりバイアス電流が制御される。また、一方で、比較器８７で求めたピーク値とボトム値の差がパルス電流制御回路８８に入力され、パルス電流制御回路８８からの出力により、駆動回路８９に加えられるパルス電流が制御され、よって消光比が制御されていた。
【０００３】
　また、従来の第２の消光比や、平均光パワーを一定に制御する技術として、下記の特許文献２に記載されているものがある。この制御回路の第２の構成例を図９に示す。図９にはレーザダイオードモジュール９２の出力を検出する検出器９３があり、検出器９３の出力はアンプ９４で増幅され、バイアス電流源１００を制御し、レーザダイオードモジュール９２のバイアス電流Ｉbを調整する。変調電流Imより十分に小さい振幅であり、データ９１の周波数帯域よりも十分低い値の周波数を発生させるパイロット・ト−ン発生器９５の出力はアンプ９４において検出器９３の出力から差し引かれ、パイロット・トーン検出器９７はアンプ９４の出力に依存するパイロット・ト−ンのレベルを検出する。なお、図９では「パイロット・トーン」を単に「トーン」と記載している。アンプ９８は比較器として動作し、その検出レベルを基準電圧Ｖｒｅｆと比較して変調電流源９９を制御し、変調電流Imを調整する。これにより、レーザダイオードモジュール９２の消光比が一定に制御される。
【０００４】
　しかしながら、第１の構成例に記載されているものは、高速で動作するフォトダイオードを必要とし、高価格化を招くという問題点がある。
　また、第２の構成例に記載されているものは、送信データは連続であることが前提であり、信号が間欠的に発生するバースト信号に対しては消光比を制御できないという問題を有していた。
【特許文献１】特開平０３−２０９８９０号公報
【特許文献２】特許第２９３２１００号公報
【０００５】
　本発明者らはこの問題を解決すべく、本発明に先駆けてバースト信号を発するレーザダイオードの消光比、及び、平均光パワーを制御する技術を開発し、特願２００２−２１１３６４号を出願している。なお、この出願は、未公開であり、その技術は、本発明の従来技術を構成するものではない。この制御回路の構成例を図１０に示す。図１０には制御回路のほか、レーザダイオード１０１、変調電流源１１４、バイアス電流源１１３、レーザダイオード１０１の光の一部を電気信号に変換するモニタフォトダイオード１０２が示されている。バースト出力中はスイッチ１１６が接続状態となりレーザダイオード１０１には常にバイアス電流Ibが流れる。
【０００６】
　バースト中、データが「０」の場合はレーザダイオード１０１にはIbの電流が流れるだけであるが、データが「１」である場合はスイッチ１１５が接続状態となり、レーザダイオード１０１にはIb＋Imの電流が流れる。これによると、間欠的に発生するバースト信号に対し、変調電流Im、バイアス電流Ibでレーザダイオード１０１を駆動し、１つ目のバーストを送信する。１つ目のバーストに対する平均光パワー（Ｐ１）をモニタフォトダイオード１０２の信号を基に、パワー測定部１０３で測定し、記憶部１０４に記憶しておく。次に、変調電流ImをIm設定部１０８でΔImだけ増加させ、２つ目のバーストを送信する。そして、２つ目のバーストに対する平均光パワー（Ｐ２）をパワー測定部１０３で測定する。
【０００７】
　この２つのバーストに対する平均光パワーの差Ｐ２−Ｐ１を、差検出部１０５で検知し、立ち上げ後にΔＰref設定部１０７で設定される基準値ΔＰrefと、比較部１０６で比較した結果により、Im設定部１０８で変調電流Imを増減させる。その後、変調電流Im、バイアス電流Ibで３つ目のバーストを送信し、３つ目のバーストに対する平均光パワーＰ３をパワー測定部１０３で測定する。Ｐ３と、立ち上げ後にＰref設定部１１０で設定される基準値Ｐrefと、比較部１０９で比較した結果により、Ib設定部１１１がバイアス電流Ibを増減させる。このように、変調電流Imとバイアス電流Ibを交互に制御することにより、環境温度や経年劣化によりレーザダイオードの電流・光変換特性が変化しても、レーザダイオードから出力される光信号の消光比、及び、平均光パワーを所望の値に制御することのできる方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　しかしながら、従来の方法では、初期消光比、初期平均光パワーが所望の値より大きいと、制御の過程で、バイアス電流を過剰に減少させてしまい、バイアス電流が閾値を下回ってしまうことがあるという問題があった。また、このように過剰な制御を行うために、制御自体が非効率であるという問題も生じる。さらに、近年、光変調振幅と呼ばれる最小光電力振幅をベースにした仕様も採用されている。光変調振幅をベースにするシステムでは、従来の方法のようにバイアス電流を制御する必要はない。
【０００９】
　本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、間欠的にデータが発生するバーストを発するレーザダイオードに関して、環境温度や経年劣化により、図７に示すようにレーザダイオードの電流・光変換特性が変化しても、レーザダイオードの光変調振幅を制御することのできる手段を提供するとともに、バイアス電流の制御を追加することで、効率的な消光比制御ができる手段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】
【００１０】
　上記目的を達成するため、請求項１に記載の本発明の光変調振幅制御方法は、間欠的に発生するバースト信号を発するレーザダイオードの光変調振幅を制御する方法であって、前記レーザダイオードから出力されるバースト信号ごとの平均光パワーＰを測定するステップを有し、
　変調電流Ｉmをあらかじめ決められた値ΔＩmodだけ変化させ、その変化に対応する平均光パワーの差分値ΔＰを測定し、あらかじめ決められた基準差分値ΔＰrefと比較することで、基準変調電流Ｉmodを制御するステップを有し、この制御を行うことで光変調振幅を制御するようにしている。
　この方法により、変調電流を制御し、レーザダイオードから発せられる光信号の光変調振幅を制御することが可能となり、動作中の環境温度の変化により、レーザダイオードの電流・光変換特性が変化しても、その変化に対応した光変調振幅制御が可能となる。
【００１１】
　請求項２に記載の本発明の光変調振幅制御方法は、請求項１に記載の方法において、前記あらかじめ決められた値ΔＩmodを前記基準変調電流Ｉmodに比例した値としている。
【００１２】
　請求項３に記載の本発明の光変調振幅制御方法は、請求項１に記載の方法において、前記基準差分値ΔＰrefを環境温度により変化させている。
　この方法により、環境温度の変化によるレーザダイオードの電流・光変換特性の変化に対応した光変調振幅制御が可能となる。
【００１３】
　請求項４に記載の本発明の光変調振幅制御方法は、請求項１に記載の方法において、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefより大きい場合は、前記基準変調電流Ｉmodを減少させ、逆に前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefより小さい場合は、前記基準変調電流Ｉmodを増加させるステップを有している。
　この方法により、変調電流を制御する具体的な方法が提供される。
【００１４】
　請求項５に記載の本発明の光変調振幅制御方法は、請求項４に記載の方法において、前記基準変調電流Ｉmodの増減量があらかじめ決められた値である。
【００１５】
　請求項６に記載の本発明の消光比制御方法は、請求項１に記載の方法を用いて、光変調振幅制御を行い、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefと一致した後の前記基準変調電流Ｉmodに対応する平均光パワーＰとあらかじめ決められた平均光パワーの基準値Ｐrefを比較することによって、バイアス電流Ｉbを制御するステップを有している。
　この方法により、光変調振幅制御にバイアス電流の制御を加えることで、消光比制御を行うことが可能となる。
【００１６】
　請求項７に記載の本発明の消光比制御方法は、請求項６に記載の方法において、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefからの誤差があらかじめ決められた値Ａ以下となった場合に、前記基準変調電流Ｉmodに対応する前記平均光パワーＰと前記平均光パワーの基準値Ｐrefを比較することによって、前記バイアス電流Ｉbを制御するステップを有している。
　この方法により、消光比制御方法として、効率的な制御が可能となる。
【００１７】
　請求項８に記載の本発明の消光比制御方法は、請求項７に記載の方法において、Ａの値を前記基準差分値ΔＰrefに比例した値としている。
【００１８】
　請求項９に記載の本発明の消光比制御方法は、請求項６又は７に記載の方法において、前記平均光パワーＰが前記平均光パワーの基準値Ｐrefより大きい場合は、前記バイアス電流Ｉbを減少させ、逆に、前記平均光パワーＰが前記平均光パワーの基準値Ｐrefより小さい場合は、前記バイアス電流Ｉbを増加させるステップを有している。
　この方法により、バイアス電流を制御する具体的な方法が提供される。
【００１９】
　請求項１０に記載の本発明の消光比制御方法は、請求項９に記載の方法において、前記バイアス電流Ｉbの増減量があらかじめ決められた値としている。
【００２０】
　請求項１１に記載の本発明の消光比制御方法は、請求項１に記載の光変調振幅制御方法と請求項６に記載の消光比制御方法を交互に繰り返すものである。
　この方法により、動作中に環境温度の変化により、レーザダイオードの電流・光変換特性が変化しても、その変化に対応した消光比制御が可能となる。
【００２１】
　請求項１２に記載の本発明の光変調振幅制御プログラムは、間欠的に発生するバースト信号を発するレーザダイオードの光変調振幅を制御する方法において、前記レーザダイオードから出力されるバースト信号ごとの平均光パワーＰを測定するステップと、
　変調電流Ｉmをあらかじめ決められた値ΔＩmodだけ変化させるステップと、
　前記変調電流Ｉmの変化に対応する平均光パワーの差分値ΔＰとあらかじめ決められた基準差分値ΔＰrefと比較するステップと、
　前記比較の結果により、基準変調電流Ｉmodを制御するステップを有し、
　これらのステップによりコンピュータを動作させて光変調振幅を制御するものである。
　このプログラムにより、ソフトウェアによる処理を用いて、高速なバースト信号に対して光変調振幅を制御することが可能となる。
【００２２】
　請求項１３に記載の本発明の消光比制御プログラムは、請求項１２に記載のプログラムを用いて、光変調振幅制御を行い、前記平均光パワーの差分値ΔＰが前記基準差分値ΔＰrefと一致した後、若しくは、前記平均光パワーの差分値ΔＰの前記基準差分値ΔＰrefからの誤差があらかじめ決められた値Ａ以下となった後の前記基準変調電流Ｉmodに対応する平均光パワーＰを測定するステップと、
　前記平均光パワーＰとあらかじめ決められた平均光パワーの基準値Ｐrefを比較するステップと、
　前記比較の結果により、バイアス電流Ｉbを制御するステップを有する。
　このプログラムにより、ソフトウェアによる処理を用いて、高速なバースト信号に対して消光比を制御することが可能となる。
【００２３】
　請求項１４に記載の本発明の消光比制御プログラムは、請求項１２に記載の光変調振幅制御プログラムと請求項１３に記載の消光比制御プログラムを交互に繰り返すステップを有するものである。
　このプログラムにより、高速なバースト信号に対して、ソフトウェアによる処理を用いて、環境温度の変化によるレーザダイオードの電流・光変換特性の変化に対応した消光比制御が可能となる。
【００２４】
　請求項１５に記載の本発明のレーザダイオード駆動回路は、レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、
　前記レーザダイオードに変調電流を供給する変調電流源と、
　前記レーザダイオードのバーストごとの平均光パワーを測定する測定手段と、
　前記変調電流の変化に対応する前記平均光パワーの差分に基づき前記レーザダイオードの前記変調電流を制御する変調電流制御手段とを有し、
　前記変調電流制御を行うことで、前記レーザダイオードの光変調振幅を制御することを可能としたものである。
　このレーザダイオード駆動回路により、高速なバースト信号に対して光変調振幅を制御できる回路が提供される。
【００２５】
　請求項１６に記載の本発明のレーザダイオード駆動回路は、請求項１５に記載した特徴を有するレーザダイオード駆動回路で、さらに、
　前記測定手段で測定された前記平均光パワーに基づき前記レーザダイオードのバイアス電流を制御するバイアス電流制御手段を有し、前記レーザダイオードの平均光パワーと消光比を制御することを可能としたものである。
　このレーザダイオード駆動回路により、高速なバースト信号に対して消光比を制御できる回路が提供される。
【００２６】
　請求項１７に記載の本発明の集積回路は、請求項１５又は１６に記載のレーザダイオード駆動回路を搭載するものである。
【００２７】
　請求項１８に記載の本発明の送信装置は、請求項１５又は１６に記載のレーザダイオード駆動回路あるいはその集積回路を用いるものである。
【００２８】
　請求項１９に記載の本発明の通信システムは、請求項１８に記載した送信装置を用いるものである。
【発明の効果】
【００２９】
　本発明は、間欠的に発生するバースト単位で変調電流をわずかに変化させることで生じるレーザダイオードからの平均光パワーの変化を用いて、光変調振幅制御又は消光比制御を行うものである。本発明を利用することで、環境温度や経年劣化により、レーザダイオードの電流・光変換特性が変化しても、光変調振幅又は消光比を一定に保つことができる。また、本発明の利点として、レーザダイオードによる平均光パワーを監視するためにモニタフォトダイオードを使用する場合、ピーク検出などを用いる消光比制御回路と異なり、モニタフォトダイオードのキャパシタンスによる速度の制限を受けない。加えて、本発明は、バースト単位で変調電流をわずかに変化させることにより制御を行っているので、伝送中の光信号に悪影響を及ぼすことなく制御することが可能である。なお、本発明ではバーストごとに信号振幅が変化するが、一般的に、バースト信号の受信器はバースト単位で利得制御を行い受信するため、信号振幅の変化による受信側への影響はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
　＜第１の実施の形態＞
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
　本発明の第１の実施の形態の光変調振幅制御回路のブロック図を図１に示す。図１において、レーザダイオード１はスイッチ１２、１３を介して変調電流源１０とスイッチ１３を介してバイアス電流源１１に接続されている。レーザダイオード１の光出力レベルをモニタフォトダイオード２でモニタリングする。レーザダイオード１とモニタフォトダイオード２をまとめて光学系を構成したものが、レーザダイオードモジュール３である。モニタフォトダイオード２からの出力により平均光パワーを測定する平均光パワー測定部４は、測定された値をデータとして記憶する記憶部５と接続されている。また、平均光パワー測定部４は、先に発せられたバースト信号の平均光パワーとの差を検出する差分検出部６とも接続されている。差分検出部６で測定した差分値と、基準差分値ΔＰrefの設定値が設定されるΔＰref設定部７からの値を比較する比較部８は、比較部８からの出力に応じて基準変調電流Imodを制御する変調電流制御部９に接続されている。
【００３１】
　また、これらの各部を制御するコントローラ１４を有している。さらに、環境温度の変化によるレーザダイオード１の電流・光変換特性の変化に対応した設定を行うために、環境温度を検知するサーミスタ１５を有するのが望ましい。そして、バースト信号出力中に接続状態となるスイッチ１３、バースト信号のデータが“１”の場合に接続状態となり、データが“０”の場合に開放状態となるスイッチ１２を有している。
【００３２】
　この光変調振幅制御回路の動作を図１と図３を用いて説明する。立ち上げ後、基準差分値ΔＰrefや、基準変調電流Ｉmod、バイアス電流Ｉbを設定する。なお、サーミスタ１５を有する場合には、立ち上げ時に環境温度をサーミスタ１５を用いて測定し、環境温度に応じて基準差分値ΔＰref、基準変調電流Ｉmod、バイアス電流Ｉbを設定するのが望ましい。
【００３３】
　まず、バースト＃１送信時には、変調電流Imを基準変調電流Ｉmodと等しくし、レーザダイオードを駆動する。このとき、平均光パワー測定部４はモニタフォトダイオード２からの出力により、バースト＃１送信時の平均光パワーＰ１を測定し、Ｐ１を記憶部５に保存する。その後、変調電流制御部９は、変調電流Imを、そのときの基準変調電流Ｉmodに比例する量、例えば１０％に相当する量であるΔＩmodだけ増加させ、次の制御に関与するバースト信号バースト＃２送信時に、平均光パワー測定部４がモニタフォトダイオード２からの出力により、バースト＃２送信時の平均光パワーＰ２を測定する。差分検出部６において、保存しておいたＰ１と測定したＰ２の平均光パワーの差分値ΔＰをとり、この差分を比較部８で基準差分値ΔＰrefと比較する。
【００３４】
　その結果、ΔＰ＜ΔＰrefであれば、変調電流制御部９は基準変調電流Ｉmodをあらかじめ決められた量αだけ増加させ、逆に、ΔＰ＞ΔＰrefであれば、変調電流制御部９は基準変調電流Ｉmodをあらかじめ決められた量αだけ減少させる。また、ΔＰ＝ΔＰrefの場合には、基準変調電流Ｉmodは、増減させなくてよい。そして、次の制御に関与するバースト信号を再びバースト＃１として制御を繰り返すことで、光変調振幅制御を行うことが可能となる。なお、これらの処理は、レーザダイオードの特性変化の速度に対して十分に頻繁であれば、連続するバースト信号に対して行われなくともよい。例えば、バースト＃１とバースト＃２の間に制御に関与しないバースト信号が存在してもよい。
【００３５】
　上記の動作を行うことで、光変調振幅を一定に制御できる理由を図５を用いて説明する。図５はレーザダイオードの電流Ｉd対光出力パワーＰoutを示している。送信データ“０”に対する光出力パワーはＰＬであり、送信データ“１”に対する光出力パワーはＰＨである。データのマーク率として一般的な値である０．５を用いると、光平均出力はＰave＝（ＰＬ＋ＰＨ）／２である。次に、変調電流をΔＩmodだけ増加させると、データ“１”に対する光出力はＰＨ＋になる。そのため、このときの光平均出力はＰave＋＝（ＰＬ＋ＰＨ＋）／２へと変化する。このＰaveとＰave＋との差分が平均光パワーの差分値ΔＰとなる。平均光パワーの差分値ΔＰは基準変調電流Ｉmodに比例するΔＩmodの大きさに従い変化する。すなわち、平均光パワーの差分値ΔＰを基準差分値ΔＰrefに一致させるように制御を行えば、所望の光変調振幅に制御することが可能である。
【００３６】
　しかしながら、現実のレーザダイオードでは、図６に示すように、環境温度が変化すると閾値以上の電流・光変換特性が直線的ではなく、直線からずれてしまうことがある。その様子は図６中の線２と２ａ、３と３ａに示されている。図６中に示されている電流値は、制御を用いて収束させたい値である。図６中の直線１は、図５と同じように閾値以上の電流・光変換特性が直線となる場合であり、現実のレーザダイオードでも、環境温度が低い場合は、ほぼこのような特性となり、その説明は前述のとおりである。図６中の曲線３は、環境温度が上昇した場合の一般的なレーザダイオードが有する特性である。この場合、レーザダイオードの電流・光変換特性が直線３ａからずれているために、変調電流を同じ割合で増加させたとしても、Ｉmod３に対してΔＩmod３増加させたときの光出力ＰＨ＋'は、Ｉmod１に対してΔＩmod１増加させたときの光出力ＰＨ＋とは異なる値となる。
【００３７】
　したがって、このときの平均光パワーも異なるため、平均光パワーの差分値ΔＰの値（ここでは、基準差分値ΔＰrefと等しい値）が直線１と曲線３では異なることがわかる。このため、環境温度の変化に伴い、レーザダイオードの電流・光変換特性が直線からずれる場合は、基準差分値ΔＰrefを環境温度に応じて変化させることが望ましい。ここで、レーザダイオードの電流・光変換特性が直線から下にずれる、一般的なレーザダイオードの電流・光変換特性の場合、所望の基準差分値ΔＰrefに相当する基準変調電流Ｉmodは複数存在すると考えられる。しかしながら、通常、想定される環境温度、及び、動作範囲における一般的なレーザダイオードの電流・光変換特性に対して、基準差分値ΔＰrefに相当する基準変調電流Ｉmodは１つしか存在しない。そのため、このことを問題とする必要はない。
【００３８】
　さらに、上記実施の形態ではコントローラ１４の制御下で各部が動作するとして説明を行ったが、モニタフォトダイオード２の出力をＡＤ変換し、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を用いるソフトウェアとして、これらの処理を行うこともできる。このときの処理は、図３に示すフローで実行される。まず、ステップ２１において基準差分値ΔＰref、及び、基準変調電流Ｉmod、バイアス電流Ｉbの値を設定する。ステップ２２において、変調電流Imを基準変調電流Ｉmodとし、１つ目のバースト＃１を送信する。ステップ２３において、モニタフォトダイオード２からの出力から平均光パワーＰ１を測定し、その値を記憶する。その後、ステップ２４において変調電流Imをその時点の基準変調電流Ｉmodに比例する量、例えば１０％の量に相当するΔＩmodだけ増加させた値、つまり、変調電流Im＝Ｉmod＋ΔＩmodとして、バースト＃２を送信する。
【００３９】
　ステップ２５において、バースト＃２の平均光パワーＰ２を測定する。そして、ステップ２６において、バースト＃２の平均光パワーＰ２と記憶しておいたバースト＃１の平均光パワーＰ１の差である平均光パワーの差分値ΔＰと基準差分値ΔＰrefを比較する。その結果、ΔＰ＜ΔＰrefであれば、ステップ２７において基準変調電流Ｉmodをあらかじめ決められた量αだけ増加させる。逆に、ΔＰ＞ΔＰrefであれば、ステップ２８において基準変調電流Ｉmodをあらかじめ決められた量αだけ減少させる。また、ΔＰ＝ΔＰrefの場合には、基準変調電流Ｉmodは増減させなくてよい。その後、ステップ１０１において、環境温度に応じて、基準差分値ΔＰrefを設定し直す。なお、このステップ１０１については、レーザダイオードの電流・光変換特性の閾値以上の部分が、環境温度が変化しても直線となる場合や、直線からのずれがあっても、ずれによる影響がシステムに許容される範囲である場合は省略してもよい。
【００４０】
　また、それ以外の場合であっても、環境温度の変化に対し、十分に頻繁であれば、ステップ１０１を毎回行う必要は無い。その後、ステップ２２へ戻り、以後同じ処理を繰り返す。以上のような処理を実行することで、光変調振幅の制御を行うことができる。
【００４１】
　＜第２の実施の形態＞
　次に、本発明の第２の実施の形態として消光比制御回路のブロック図を図２に示す。これは、第１の実施の形態として説明した光変調振幅制御回路にバイアス電流の制御を追加することで、消光比制御を可能としたものである。
【００４２】
　図１と異なる部分について説明する。図２中のバイアス電流制御回路１９が、図１に追加した部分である。レーザダイオード１の光出力レベルをモニタリングするモニタフォトダイオード２からの出力により平均光パワーを測定する平均光パワー測定部４は、図１を用いて説明したものに加え、平均光パワー測定部４で測定したバースト信号の平均光パワーと、平均光パワーの基準値Ｐrefの設定値が設定されるＰref設定部１７からの値を比較する比較部１６とも接続されている。また、比較部１６は比較部１６からの出力に応じてバイアス電流Ｉbを制御するバイアス電流制御部１８に接続されている。また、コントローラ１４は新たに付け加えたバイアス電流制御回路の各部も制御するものである。さらに、比較部８は、誤差の基準値を設定する基準誤差設定部２０と接続されている。
【００４３】
　この消光比制御回路の動作を図２と図４を用いて説明する。まず最初に、光変調振幅制御を行う。この部分の説明は図１、図３を用いて説明したものと同じである。ただし、立ち上げ後に基準差分値ΔＰrefや、基準変調電流Ｉmod、バイアス電流Ｉbだけでなく、平均光パワーの基準値Ｐrefも設定する必要がある。
【００４４】
　次に、比較部８でバースト＃１とバースト＃２の平均光パワーの差分値ΔＰと基準差分値ΔＰrefの差分が、基準誤差設定部２０で設定される値Ａより大きい場合には、基準変調電流Ｉmodに対する制御を行い、次の制御に関与するバースト信号をバースト＃１として送信し、再び光変調振幅の制御を実行することになる。逆に、バースト＃１とバースト＃２の平均光パワーの差分値ΔＰと基準差分値ΔＰrefを比較し、バースト＃１とバースト＃２の平均光パワーの差分値ΔＰと基準差分値ΔＰrefの差分が、基準誤差設定部２０で設定される値Ａより小さい場合は、基準変調電流Ｉmodに対する制御を行い、次の制御に関与するバースト信号をバースト＃３として送信する。
【００４５】
　また、比較部８で比較を行った結果、ΔＰ＝ΔＰrefである場合も、次の制御に関与するバースト信号をバースト＃３として送信する。なお、バースト＃３送信時の変調電流Ｉmはその時点の基準変調電流Ｉmodと等しい大きさである。次に、バースト＃３に対する平均光パワーＰ３を、モニタフォトダイオード２からの出力により、平均光パワー測定部４で測定する。比較部１６でバースト＃３の平均光パワーＰ３と平均光パワーの基準値Ｐrefを比較する。その結果、Ｐ３＜Ｐrefであれば、バイアス電流制御部１８はバイアス電流Ｉbをあらかじめ決められた量βだけ増加させ、逆にＰ３＞Ｐrefであれば、バイアス電流制御部１８はバイアス電流Ｉbをあらかじめ決められた量βだけ減少させる。また、Ｐ３＝Ｐrefの場合には、バイアス電流Ｉbは、増減させなくてよい。これらの動作を行うことで、消光比制御を行うことが可能となる。
【００４６】
　また、光変調振幅制御と同じように、本発明の第２の実施の形態も、中央演算処理装置を用いるソフトウェアとして、これらの処理を行うことが可能である。このときの処理は、図４に示すフローで実行される。これについても、光変調振幅制御と異なる部分について説明する。まず、最初にステップ３１において基準差分値ΔＰrefや、基準変調電流Ｉmod、バイアス電流Ｉbだけでなく、平均光パワーの基準値Ｐrefも設定する。その後、光変調振幅制御と同様の処理が続き（ステップ２２〜２８）、ステップ３２において、基準差分値ΔＰrefとバースト＃１とバースト＃２の平均光パワーの差分値ΔＰの差分が、決められた値Ａより大きい場合は、再び光変調振幅制御を実行するために、ステップ２２へ戻り次の制御に関与するバースト信号をバースト＃１として送信することになる。
【００４７】
　また、ステップ３２において、基準差分値ΔＰrefとバースト＃１とバースト＃２の平均光パワーの差分値ΔＰの差分が、決められた値Ａより小さい場合又はステップ２６の比較において、ΔＰ＝ΔＰrefであった場合は、ステップ３３に移動し、次の制御に関与するバースト信号をバースト＃３として変調電流Ｉm＝Ｉmodで送信し、ステップ３４において、バースト＃３の平均光パワーＰ３を測定し、平均光パワーの基準値Ｐrefと比較する。なお、ステップ２６の比較において、ΔＰ＝ΔＰrefであった場合は、基準変調電流Ｉmodに対して制御を行わないので、バースト＃３はバースト＃１と同じ大きさの変調電流で送信することになる。そのため、Ｐ３として、バースト＃１の平均光パワーＰ１を用いてもよい。その結果、Ｐ３＜Ｐrefであれば、ステップ３５においてバイアス電流Ｉbをあらかじめ決められた量βだけ増加させる。逆に、Ｐ３＞Ｐrefであれば、ステップ３６においてバイアス電流Ｉbをあらかじめ決められた量βだけ減少させる。
【００４８】
　また、Ｐ３＝Ｐrefの場合には、バイアス電流Ｉmは増減させなくてよい。以上の部分が、光変調振幅制御と消光比制御の異なる部分であり、光変調振幅制御にバイアス電流の制御を付け加えることによって消光比制御を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
　本発明により、環境温度や経年劣化によりレーザダイオードの電流・光変換特性が変化しても、光変調振幅又は消光比を一定に保つことができるなどの効果を奏するので、本発明はレーザダイオードを用いた光通信装置やシステムなどの分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる光変調振幅制御回路を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる消光比制御回路を示すブロック図
【図３】本発明の光変調振幅制御をソフトウェアで実現するための処理の流れを示すフローチャート
【図４】本発明の消光比制御をソフトウェアで実現するための処理の流れを示すフローチャート
【図５】制御の原理の説明のために示したレーザダイオードの電流・光変換特性を示したグラフ
【図６】環境温度が変化した際に、レーザダイオードの電流・光変換特性が線形的ではなくなることがあることを示したグラフ
【図７】一般的なレーザダイオードの電流・光変換特性を示すグラフ
【図８】従来の制御回路の第１の構成例を示すブロック図
【図９】従来の制御回路の第２の構成例を示すブロック図
【図１０】出願人の先願に記載された制御回路の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００５１】
　１　レーザダイオード
　２　モニタフォトダイオード
　３　レーザダイオードモジュール
　４　平均光パワー測定部
　５　記憶部
　６　差分検出部
　７　ΔPref設定部
　８、１６　比較部
　９　変調電流制御部
　１０　変調電流源
　１１　バイアス電流源
　１２、１３　スイッチ
　１４　コントローラ
　１５　サーミスタ
　１７　Ｐref設定部
　１８　バイアス電流制御部
　１９　バイアス電流制御回路
　２０　基準誤差設定部
【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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