(57)【要約】【課題】所望の波長の信号光を発生できる光送信装置、及び信号光を送信する方法を提供する。【解決手段】信号処理部８は、レーザダイオード２２の温度に応じた温度信号Ｓ２０をサーミスタ２３から受ける。そして、信号処理部８は温度信号Ｓ２０に基づいて、レーザダイオード２２の温度を温度目標に近づけるようにペルチェ電流Ｉ２を制御する。温度目標は、レーザダイオード２２が発生すべき光の目標波長に関連づけられている。そして、レーザダイオード２２の温度が温度目標を基準とする所定範囲内に収まると、信号処理部８は、エタロン２６を透過した透過光Ｌ４の光量に応じた波長信号Ｓ２１を受ける。そして、信号処理部８は、波長信号Ｓ２１に基づいて、レーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長に近づくように駆動電流Ｉ２を制御する。【選択図】　図４
2004103868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長成分を含む光を発生する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と光学的に結合されたエタロンと、
前記エタロンを介して前記半導体発光素子からの光を受けて、受光量に応じた第１の信号を提供する受光素子と、
前記半導体発光素子の温度を変更するためのペルチェ素子と、
前記半導体発光素子の温度に応じた第２の信号を提供する温度検知素子と、
前記ペルチェ素子に電気的に接続される第１の出力、前記半導体発光素子に電気的に接続される第２の出力、前記受光素子に電気的に接続される第１の入力、及び前記温度検知素子に電気的に接続される第２の入力を有する信号処理部と
を備え、
前記信号処理部は、前記半導体発光素子が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度に前記半導体発光素子の温度を近づけるように前記ペルチェ素子を制御するための第３の信号を前記第１の出力に提供すると共に、前記第３の信号を提供した後に、前記半導体発光素子が発生する光の波長を前記目標波長に近づけるように前記半導体発光素子を制御するための第４の信号を前記第２の出力に提供する、光送信装置。
【請求項２】
前記信号処理部の前記第２の出力は、前記第４の信号を提供した後に、前記半導体発光素子にデータ信号を提供する、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
所定の波長成分を含む光を発生する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と光学的に結合されたエタロンと、
前記エタロンを介して前記半導体発光素子からの光を受けて、受光量に応じた第１の信号を提供する受光素子と、
前記半導体発光素子の温度を変更するためのペルチェ素子と、
前記半導体発光素子の温度に応じた第２の信号を提供する温度検知素子と、
前記ペルチェ素子に電気的に接続される第１の出力、前記半導体発光素子に電気的に接続される第２の出力、前記受光素子に電気的に接続される第１の入力、及び前記温度検知素子に電気的に接続される第２の入力を有する信号処理部と
を備え、
前記信号処理部は、
前記半導体発光素子が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度目標を前記第２の信号と比較して比較結果を生成するための手段と、
前記半導体発光素子の温度が前記温度目標から所定値以上離れていることを前記比較結果が示すとき、前記半導体発光素子の温度を前記温度目標に近づけるように前記ペルチェ素子を制御するための第３の信号を前記第１の出力に生成するための手段と、
前記半導体発光素子の温度が前記温度目標から所定値以上離れていないことを前記比較結果が示すとき、前記半導体発光素子が発生する光の波長を前記目標波長に近づけるように前記半導体発光素子を制御するための第４の信号を前記第２の出力に生成するための手段と
を備える、光送信装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記半導体発光素子の温度と前記半導体発光素子の発振波長との関係を提供するための情報を格納するための記憶手段をさらに備え、
前記信号処理部は、前記第３の信号を前記情報に基づいて生成する、請求項３に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記半導体発光素子の駆動電流と前記半導体発光素子の発振波長との関係を提供するための情報を格納するための記憶手段をさらに備え、
前記信号処理部は、前記第４の信号を前記情報に基づいて生成する、請求項３又は４に記載の光送信装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記第２の出力に前記第４の信号を提供した後に、前記半導体発光素子にデータ信号を提供するための手段を更に備える、請求項３〜５のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項７】
所定の波長成分を含む光を発生する半導体発光素子を用いて信号光を送信する方法であって、
前記半導体発光素子の温度に応じた温度信号を生成するステップと、
前記温度信号に基づいて、前記半導体発光素子が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度に前記半導体発光素子の温度を近づけるように、前記半導体発光素子の温度を変更するステップと、
前記半導体発光素子と光学的に結合されたエタロンを介して前記半導体発光素子から出射される光の光量を検出するステップと、
前記半導体発光素子の温度の変更が完了した後に、検出された前記光の光量に基づいて、前記半導体発光素子が発生する光の波長を前記目標波長に近づけるように前記半導体発光素子を制御するステップと、
前記目標波長の制御が完了した後に、前記半導体発光素子にデータ信号を供給して信号光を生成するステップと
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送に適用される光送信装置、及び信号光を送信する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の分野では、送信端局装置、受信端局装置、これらの装置を接続する光伝送路を用いて、複数の波長チャネルによるＷＤＭ伝送を実現している。送信端局装置は、互いに異なる波長を有する信号光を提供する複数の光送信装置と、これら光送信装置から提供された信号光を多重化してＷＤＭ信号光を提供する光マルチプレクサとを備えている。ＷＤＭ信号光は光ファイバ通信路を介して光受信端局装置へ伝送される。このような複数の波長チャネルによるＷＤＭ伝送を適用することにより、大容量の光ファイバ通信が可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＤＭ光通信システムにおいては、複数の波長チャネルを多重化することにより通信量の大容量化を図っている。光送信装置には、多チャネルのうちから所望のチャネルに対応する波長の信号光を選択的に発生することが求められる。しかし、光送信装置の各々から提供される信号光は、光源であるレーザダイオードの駆動電流及び温度に依存する。所望のチャネルに対応する波長の信号光を確実に発生するためには、発光時にレーザダイオードに流れる駆動電流とレーザダイオードの温度とを、発生する波長に応じて制御する必要がある。
【０００４】
このような制御手法の一つでは、発光時にレーザダイオードに流れる駆動電流を一定とし、サーミスタでレーザダイオードの温度をモニタしてこれを一定に制御する。波長の精度を高めるために、別の手法では、レーザダイオードから発生される信号光をエタロンを透過させてフォトダイオードでモニタし、モニタ電流に従って信号光の波長を制御する。しかしながら後者の手法では、エタロンの透過光の強度は周期的な波長依存性を有するので、光送信装置が所望のチャネルに対応する波長の信号光を発生しない場合がある。
【０００５】
本発明は、所望の波長の信号光を発生できる光送信装置、及び信号光を送信する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光送信装置は、所定の波長成分を含む光を発生する半導体発光素子と、半導体発光素子と光学的に結合されたエタロンと、エタロンを介して半導体発光素子からの光を受けて、受光量に応じた第１の信号を提供する受光素子と、半導体発光素子の温度を変更するためのペルチェ素子と、半導体発光素子の温度に応じた第２の信号を提供する温度検知素子と、ペルチェ素子に電気的に接続される第１の出力、半導体発光素子に電気的に接続される第２の出力、受光素子に電気的に接続される第１の入力、及び温度検知素子に電気的に接続される第２の入力を有する信号処理部とを備える。また、信号処理部は、半導体発光素子が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度に半導体発光素子の温度を近づけるようにペルチェ素子を制御するための第３の信号を第１の出力に提供すると共に、第３の信号を提供した後に、半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に近づけるように半導体発光素子を制御するための第４の信号を第２の出力に提供する。
【０００７】
上記した光送信装置は、目標波長に関連づけられた温度に半導体発光素子の温度を制御した後に、半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に近づけるように半導体発光素子を制御している。エタロンは複数の波長において極大透過率を示すけれども、光送信装置は、これによって所望の波長の信号光を発生できる。
【０００８】
また、光送信装置は、信号処理部の第２の出力が、第４の信号を提供した後に、半導体発光素子にデータ信号を提供してもよい。半導体発光素子が発生する光の波長が所望の波長に制御された後にデータ信号を提供することにより、光送信装置の波長が目標波長へ制御された後に信号光が外部へ提供される。
【０００９】
また、光送信装置は、所定の波長成分を含む光を発生する半導体発光素子と、半導体発光素子と光学的に結合されたエタロンと、エタロンを介して半導体発光素子からの光を受けて、受光量に応じた第１の信号を提供する受光素子と、半導体発光素子の温度を変更するためのペルチェ素子と、半導体発光素子の温度に応じた第２の信号を提供する温度検知素子と、ペルチェ素子に電気的に接続される第１の出力、半導体発光素子に電気的に接続される第２の出力、受光素子に電気的に接続される第１の入力、及び温度検知素子に電気的に接続される第２の入力を有する信号処理部とを備える。また、信号処理部は、半導体発光素子が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度目標を第２の信号と比較して比較結果を生成するための手段と、半導体発光素子の温度が温度目標から所定値以上離れていることを比較結果が示すとき、半導体発光素子の温度を温度目標に近づけるようにペルチェ素子を制御するための第３の信号を第１の出力に生成するための手段と、半導体発光素子の温度が温度目標から所定値以上離れていないことを比較結果が示すとき、半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に近づけるように半導体発光素子を制御するための第４の信号を第２の出力に生成するための手段とを備える。
【００１０】
光送信装置は、信号処理部が比較するための手段を備えることによって、半導体発光素子が発生する光の波長を調整する機能を比較結果に応じて実現することができる。そして、光送信装置は、所望の波長の信号光を発生できる。
【００１１】
また、光送信装置は、信号処理部が、半導体発光素子の温度と半導体発光素子の発振波長との関係を提供するための情報を格納するための記憶手段をさらに備え、信号処理部は、第３の信号をこの情報に基づいて生成してもよい。これによって、信号処理部は半導体発光素子の温度を温度目標に容易に制御できる。
【００１２】
また、光送信装置は、信号処理部が、半導体発光素子の駆動電流と半導体発光素子の発振波長との関係を提供するための情報を格納するための記憶手段をさらに備え、信号処理部は第４の信号をこの情報に基づいて生成してもよい。これによって、信号処理部は半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に容易に制御できる。
【００１３】
また、光送信装置は、信号処理部が、第２の出力に第４の信号を提供した後に半導体発光素子にデータ信号を提供するための手段を更に備えてもよい。これによって、光送信装置の波長が目標波長へ制御された後に信号光が外部へ提供される。
【００１４】
また、本発明による方法は、所定の波長成分を含む光を発生する半導体発光素子を用いて信号光を送信する方法であって、半導体発光素子の温度に応じた温度信号を生成するステップと、温度信号に基づいて、半導体発光素子が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度に半導体発光素子の温度を近づけるように、半導体発光素子の温度を変更するステップと、半導体発光素子と光学的に結合されたエタロンを介して半導体発光素子から出射される光の光量を検出するステップと、半導体発光素子の温度の変更が完了した後に、検出された光の光量に基づいて、半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に近づけるように半導体発光素子を制御するステップと、目標波長の制御が完了した後に、半導体発光素子にデータ信号を供給して信号光を生成するステップとを備える。
【００１５】
上記した方法は、半導体発光素子の温度の変更が完了した後に、半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に近づけるように半導体発光素子を制御する。エタロンは複数の波長において極大透過率を示すけれども、この方法によって所望の波長の信号光を発生できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明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】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光送信装置の第１実施形態を示す斜視図である。図１を参照すると、光送信装置１は、光送信モジュール４、信号処理部８、基板９０、及び搭載部材９１を備えている。基板９０は、第１の面９０ａと、第１の面９０ａとは反対側の第２の面９０ｂとを有している。基板９０は、搭載部材９１に第２の面９０ｂが接するように、搭載部材９１上に搭載されている。また、基板９０は、光送信モジュール４を収容できるように設けられた開口９０ｃを有している。光送信モジュール４は、この開口９０ｃに収まるようにして、搭載部材９１上に固定される。また、光送信モジュール４の側面には、リードピン５２ｃが設けられている。
【００１８】
信号処理部８は、一または複数の電子素子８ａ〜８ｃを備えている。電子素子８ａ〜８ｃは、基板９０の第１の面９０ａ上に配置されており、光送信モジュール４の側面に面するように配置されている。電子素子８ａ〜８ｃは、複数のリードピン８１を備えている。リードピン８１は、配線を介して光送信モジュール４のリードピン５２ｃと電気的に接続されている。
【００１９】
図２は、本実施形態による光送信モジュール４の斜視図である。また、図３は、図２に示す光送信モジュール４のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。図２及び図３を参照すると、光送信モジュール４は、主要部５と、パッケージ５２とを備える。
【００２０】
パッケージ５２は、本実施形態ではバタフライ型パッケージといった容器である。パッケージ５２内の底面上に主要部５が配置されている。主要部５は、不活性ガス、例えば窒素ガスが封入された状態でパッケージ５２内に封止されている。パッケージ５２は、主要部５を収納しているパッケージ本体部５２ａ、光ファイバ５４を主要部５に導く筒状部５２ｂ、及び複数のリードピン５２ｃを備える。
【００２１】
主要部５は、搭載部材６４、６６、６８、７０と、レンズ（図３の７２ａ）を保持するレンズ保持部材７２とを有する。搭載部材６４、６６、６８は、レーザダイオード２２といった半導体発光素子と、サーミスタ２３といった温度検知素子と、レンズ６１と、エタロン２６と、第１のフォトダイオード２５及び第２のフォトダイオード２７といった受光素子とを搭載する。これらはサーミスタ２３を除いて、光ファイバ５４の中心軸と一致する所定の軸８６上に配置される。サーミスタ２３は、搭載部材６６上であってレーザダイオード２２の近傍の位置に配置される。また、サーミスタ２３は、リードピン５２ｃを介して信号処理部８の電子素子８ａ〜８ｃ（図１参照）のいずれかと電気的に接続されている。
【００２２】
また、搭載部材６４は、ペルチェ素子２１の上に配置されている。搭載部材６４上には、搭載部材６６を介してレーザダイオード２２が配置されているので、ペルチェ素子２１は、レーザダイオード２２の温度を制御するための素子として機能する。また、ペルチェ素子２１は、リードピン５２ｃを介して信号処理部８の電子素子８ａ〜８ｃのいずれかと電気的に接続されている。
【００２３】
パッケージ本体部５２ａの内壁には、筒状部５２ｂに通じる部分に、ハーメチックガラス７６で封止された光学的な窓が形成されている。パッケージ５２の筒状部５２ｂは、本体部５２ａに通じる貫通孔を有する。この貫通孔には、レーザダイオード２２から光ファイバ５４の端部（図示せず）へ伝搬する光が通過する。筒状部５２ｂの先端部分には、レンズ（図３の７８ａ）を保持するレンズ保持部材７８が設けられている。レンズ保持部材７８と筒状部５２ｂとの間には、光アイソレータ８０を設けることができる。光アイソレータ８０は、光ファイバ５４からの逆方向の光を遮断する。
【００２４】
筒状部５２ｂの先端部分からは光ファイバ５４が導入される。光ファイバ５４は、フェルール８２によって先端部分が覆われ保護されている。レンズ保持部材７８は、スリーブ８４を保持している。フェルール８２は、スリーブ８４に挿入されると、パッケージ５２に対して光学的に位置決めされる。つまり、光ファイバ５４が、レンズ保持部材８０のレンズおよび主要部５に対して位置合わせされる。
【００２５】
図３を参照すると、搭載部材６４は、素子搭載部６４ａおよびレンズ支持部６４ｂを含む。レンズ支持部６４ｂは、素子搭載部６４ａの一主面上に設けられる。レンズ支持部６４ｂは、レンズ保持部材７２を受け入れるためのガイド孔を有する。ガイド孔には、レンズ保持部材７２が挿入され、レンズ保持部材７２は素子搭載部６４ａに搭載されるレーザダイオード２２からの光を集光するためのレンズ７２ａを保持する。ガイド孔内におけるレンズ保持部材７２の位置を移動させることによって、レーザダイオード２２とレンズ７２ａとの距離を調整することができる。
【００２６】
レーザダイオード２２は、搭載部材６６上に搭載されている。レーザダイオード２２は、光共振器を構成することができる光出射面２２ａおよび光反射面２２ｂを有する。光出射面２２ａの光反射率は光反射面２２ｂの光反射率より低いので、光出射面２２ａからレーザ発振光を取り出すことができる。光出射面２２ａは、レンズ７２ａ、７８ａを介して光ファイバ５４と光学的に結合されている。また、レーザダイオード２２は、リードピン５２ｃを介して信号処理部８の電子素子８ａ〜８ｃのいずれかと電気的に接続されている。
【００２７】
エタロン２６は、搭載部材６６上に搭載されている。エタロン２６の入射面２６ａは、レーザダイオード２２の光反射面２２ｂと光学的に結合されている。エタロン２６の入射面２６ａは、レーザダイオード２２の光反射面２２ｂと対面している。エタロン２６の出射面２６ｂは、第１のフォトダイオード２５に光学的に結合されている。出射面２６ｂは、第１のフォトダイオード２５の光入射面２５ａと対面している。第１のフォトダイオード２５は、リードピン５２ｃを介して信号処理部８の電子素子８ａ〜８ｃのいずれかと電気的に接続されている。
【００２８】
図４は、本実施形態による光送信装置１の主要な構成を示すブロック図である。光送信装置１は、光送信モジュール４及び信号処理部８を備えている。光送信モジュール４は、ペルチェ素子２１、レーザダイオード２２、サーミスタ２３、第１のフォトダイオード２５、エタロン２６、及び第２のフォトダイオード２７を備えている。
【００２９】
サーミスタ２３は、レーザダイオード２２の近傍に配置されており、レーザダイオード２２の温度に応じた温度信号Ｓ２０といった第２の信号を生成する。エタロン２６の入射面２６ａはレーザダイオード２２の光反射面２２ｂと光学的に結合されている。そして、光反射面２２ｂから出射された光Ｌ１は、エタロン２６の入射面２６ａへ入射する。エタロン２６は、複数の波長において極大透過率を示す透過スペクトルを有する。エタロン２６の光出射面２６ｂは、第１のフォトダイオード２５の光入射面２５ａと光学的に結合されている。光Ｌ１は、エタロン２６を透過して透過光Ｌ４となり、エタロン２６の出射面２６ｂから第１のフォトダイオード２５の光入射面２５ａへ入射する。第１のフォトダイオード２５は、透過光Ｌ４の光量に応じた波長信号Ｓ２１といった第１の信号を生成する。
【００３０】
また、第２のフォトダイオード２７の光入射面２７ａは、レーザダイオード２２の光反射面２２ｂと光学的に結合されている。光Ｌ１は、第２のフォトダイオード２７の光入射面２７ｂへ入射する。そして、第２のフォトダイオード２７は、光Ｌ１の光量に応じた光強度信号Ｓ２２を生成する。また、レーザダイオード２２の光出射面２２ａは、光ファイバ５４と光学的に結合されている。レーザダイオード２２は、信号光Ｌ３を光出射面２２ａから光ファイバ５４へ提供する。
【００３１】
信号処理部８は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びその他の電子回路等によって構成されることができ、光送信モジュール４に含まれるレーザダイオード２２及びペルチェ素子２１の制御を行う。信号処理部８は、第１の出力８ａ、第２の出力８ｂ、第１の入力８ｃ、及び第２の入力８ｄを備えている。信号処理部８は、さらに入力８ｅ及び入力８ｆを備えている。これらの入力及び出力は、図１及び図２に示した複数のリードピン５２ｃを介して行うことができる。
【００３２】
信号処理部８の第１の入力８ｃは第１のフォトダイオード２５の出力２５ｂに電気的に接続されている。そして、信号処理部８は波長信号Ｓ２１を第１の入力８ｃにおいて受ける。また、信号処理部８の第２の入力８ｄはサーミスタ２３の出力２３ａに電気的に接続されている。そして、信号処理部８は温度信号Ｓ２０を第２の入力８ｄにおいて受ける。また、信号処理部８の入力８ｅは第２のフォトダイオード２７の出力２７ｂに電気的に接続されている。そして、信号処理部８は光強度信号Ｓ２２を入力８ｅにおいて受ける。また、信号処理部８の入力８ｆは光送信装置１の外部にあるコンピュータ等と電気的に接続されており、受信端局装置へ送信する送信信号Ｓ１３を受ける。
【００３３】
信号処理部８は、温度信号Ｓ２０に基づいてペルチェ素子２１を制御するためのペルチェ電流Ｉ１を生成する。また、信号処理部８は、波長信号Ｓ２１及び強度信号Ｓ２２に基づいてレーザダイオード２２を制御するための駆動電流Ｉ２を生成する。これらの電流の生成方法については、後述する光送信装置１の動作の説明において説明する。
【００３４】
信号処理部８の第１の出力８ａはペルチェ素子２１の入力２１ａに電気的に接続されている。そして、信号処理部８は、ペルチェ電流Ｉ１を第１の出力８ａからペルチェ素子２１の入力２１ａへ提供する。また、信号処理部８の第２の出力８ｂはレーザダイオード２２の入力２２ｃに電気的に接続されている。そして、信号処理部８は、駆動電流Ｉ２を第２の出力８ｂからレーザダイオード２２の入力２２ｃへ提供する。
【００３５】
図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本実施形態におけるレーザダイオード２２の温度及び駆動電流Ｉ２の制御の手順を示す図である。また、図６は、光Ｌ１の波長に対するエタロン２６の透過率を概略的に示すグラフである。図５（ａ）〜図５（ｅ）及び図６を用いて、光送信装置１の動作を説明する。
【００３６】
図６に示された波長λ０は、光送信装置１の起動後、または光送信装置１の目標波長が変更された後であって、レーザダイオード２２が発生する光の波長を目標波長へ変更されていない状態におけるレーザダイオード２２の発振波長である。また、波長λａは、レーザダイオード２２が発生すべき目標波長である。ここで、光送信装置１の動作チャートは図５（ｅ）に示す第１のモードＡないし第３のモードＣの３つのモードを備える。
【００３７】
第１のモードＡでは、レーザダイオード２２の温度が変更されることによってレーザダイオード２２が発生する光の波長が変化する。まず、サーミスタ２３がレーザダイオード２２の温度に応じた温度信号Ｓ２０を信号制御部８へ提供する。ここで、レーザダイオード２２の発振波長は、レーザダイオード２２の温度に応じて変化する性質がある。信号制御部８は、図５（ａ）に示されるようにペルチェ電流Ｉ１（図４参照）を生成して、ペルチェ電流Ｉ１をペルチェ素子２１へ提供する。ペルチェ電流Ｉ１は、目標波長λａに関連づけられた温度、すなわちレーザダイオード２２が目標波長λａの光を発生する温度Ｔ（以下、温度目標という）にレーザダイオード２２の温度を近づけるように生成される。なお、ペルチェ電流Ｉ１の提供を開始した時刻をｔ０とする。
【００３８】
ペルチェ素子２１は、信号制御部８からペルチェ電流Ｉ１を受ける。そして、ペルチェ素子２１はペルチェ電流Ｉ１に応じてレーザダイオード２２の温度を変化させる。こうして変化したレーザダイオード２２の温度はサーミスタ２３によって検知され、温度信号Ｓ２０として信号処理部８へ提供される。信号処理部８は、このように温度信号Ｓ２０を受けつつ、レーザダイオード２２の温度が温度目標Ｔに近づくようにフィードバック制御を行う。なお、この温度制御が行われている間、レーザダイオード２２へ駆動電流Ｉ２は供給されていない。そして、図５（ｂ）を参照すると、時刻ｔ１においてレーザダイオード２２の温度は温度目標Ｔを基準とする所定範囲内に収まる。このとき、レーザダイオード２２が発生する光の波長は、例えば図６に示すλ１まで変化している。信号処理部８は、引き続いてレーザダイオード２２の温度が温度目標Ｔを基準とする所定範囲内を保つように、この後も継続してペルチェ素子２１を制御している。
【００３９】
図５（ｃ）に示されるように、第２のモードＢでは、レーザダイオード２２が発生する光の波長を駆動電流Ｉ２によって制御する。レーザダイオード２２の温度が温度目標Ｔを基準とする所定範囲内に収まると、信号制御部８は、レーザダイオード２２に駆動電流Ｉ２を提供する。
【００４０】
レーザダイオード２２は、信号制御部８から駆動電流Ｉ２を受ける。図５（ｄ）に示されるように、レーザダイオード２２は駆動電流Ｉ２に応じて光を発生する。発生した光の一部は光出射面２２ａから出射し、残りは反射され光反射面２２ｂに達する。光反射面２２ｂにおいては、光の一部が反射され、残りが透過した光Ｌ１になる（図４参照）。光Ｌ１は、エタロン２６を透過して透過光Ｌ４となり、透過光Ｌ４は、第１のフォトダイオード２５に入射する。そして、第１のフォトダイオード２５は、透過光Ｌ４の光量に応じた波長信号Ｓ２１を生成して、波長信号Ｓ２１は信号処理部８へ提供される。このとき、波長信号Ｓ２１はレーザダイオード２２が発生する光の波長と目標波長λａとの差を示す。
【００４１】
また、光Ｌ１は、エタロン２６を介することなく、第２のフォトダイオード２７にも入射する。そして、第２のフォトダイオード２７は光Ｌ１の光量に応じた光強度信号Ｓ２２を生成して、光強度信号Ｓ２２は信号処理部８へ提供される。
【００４２】
信号処理部８は、第１のフォトダイオード２５から波長信号Ｓ２１を受けており、また、第２のフォトダイオード２７から光強度信号Ｓ２２を受ける。半導体発光素子の発振波長は、半導体発光素子に提供される駆動電流の大きさによっても変化する性質がある。信号制御部８は、目標波長λａにレーザダイオード２２が発生する光の波長が近づくように駆動電流Ｉ２を生成する。また、半導体発光素子が発生する光の強度は駆動電流の大きさによって変化するので、信号処理部８は光強度信号Ｓ２２に基づいてレーザダイオード２２が発生する光の波長を所定の波長になるように駆動電流Ｉ２を生成する。例えば、波長信号Ｓ２１を光強度信号Ｓ２２により規格化した値に基づいて駆動信号Ｉ２を生成するとよい。そして、信号制御部８は駆動電流Ｉ２をレーザダイオード２２へ提供する。
【００４３】
このようにして、信号処理部８は、波長信号Ｓ２１及び光強度信号Ｓ２２に応答して、レーザダイオード２２のフィードバック制御を行う。レーザダイオード２２は、光の波長が温度波長λａに近づくように制御される。制御の結果、時刻ｔ２においてレーザダイオード２２が発生する光の波長は目標波長λａに達する。信号処理部８は、引き続いてレーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長λａから離れないように、この後も継続して制御している。
【００４４】
第３のモードＣでは、レーザダイオード２２が発生する信号光Ｌ３を光ファイバ５４へ提供する。まず、信号処理部８は、光送信装置１の外部から送信信号Ｓ１３を受ける。そして、信号処理部８は、レーザダイオード２２へ提供する駆動電流Ｉ２を送信信号Ｓ１３に基づいて変調する。変調された駆動電流Ｉ２は、レーザダイオード２２へ提供される。図５（ｃ）に示されるように、レーザダイオード２２は変調された信号を受けて、変調された光を発生する。図５（ｄ）に示されるように、信号光Ｌ３が光ファイバ５４へ提供される。信号光Ｌ３には、送信信号Ｓ１３が含まれる。
【００４５】
本実施形態による光送信装置は、複数の波長において極大透過率を示す透過スペクトルを有するエタロンを備えている。図６は、光Ｌ１の波長に対するエタロン２６の透過率を概略的に示すグラフである。
【００４６】
図６を参照すると、エタロン２６の透過スペクトルは複数のピークを有する。エタロン２６は複数の波長において極大透過率を示す透過スペクトルを有するので、フォトダイオードを用いて透過光を検出しただけでは、レーザダイオード２２の発振波長が一意に定まらない。特に光送信装置の電源投入時には、レーザダイオード２２の温度は低い状態であり、目標波長に対応する温度目標から大きく離れている場合もある。電源投入後に波長を切り替える必要が生じることもある。このようなとき、切替前の目標波長が切替後の目標波長から大きく離れている場合がある。
【００４７】
そこで本実施形態の装置は、まずサーミスタを用いてレーザダイオードの温度を検出し、フィードバック制御によりペルチェ素子を駆動することによってレーザダイオードが目標波長の光を発生することが可能な温度領域に導く第１のモードを備える。本装置は、その後、エタロンを透過した透過光の光量を検出し、フィードバック制御によりレーザダイオードに供給する駆動電流を制御することにより、レーザダイオード２２が発生する光の波長を目標波長に近づける第２のモードを備える。例えば、レーザダイオードの温度を温度目標の上下０．１度以内（目標波長の上下約１０ピコメートル程度に相当）になるよう温度制御した後、波長制御により目標波長の上下１ピコメートル程度になるよう波長を制御してもよい。
【００４８】
上記したように、本実施形態による光送信装置は、目標波長に関連づけられた温度目標にレーザダイオードの温度を制御した後に、レーザダイオードが発生する光の波長を目標波長に近づけるようにレーザダイオードを制御することによって、所望の波長の信号光を発生できる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明による光送信装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。光送信装置２は、光送信モジュール４と、信号処理部８とを備えている。このうち、光送信モジュール４は第１実施形態と同様の構成を有しているため、説明を省略する。
【００５０】
信号処理部８は、処理装置１０、駆動回路２０、ペルチェドライバ３６、温度検出回路２４、電流電圧変換回路３７及び３８を備えている。処理装置１０は、比較手段１１、電流制御手段１２、温度制御手段１３、温度モニタ手段１４、波長モニタ手段１５、パワーモニタ手段１６、データ信号生成手段１７、記憶手段１８、及び指示手段１９を備えている。
【００５１】
温度検出回路２４は、サーミスタ２３から提供される、第１温度信号Ｓ１といった第２の信号を検出するための回路である。第１温度信号Ｓ１は、レーザダイオード２２の温度を示す。温度検出回路２４の入力２４ａは、信号処理部８の第２の入力８ｄを介してサーミスタ２３の出力２３ａに電気的に接続されており、第１温度信号Ｓ１を受ける。また、温度検出回路２４は、第１温度信号Ｓ１を検出した結果を示す第２温度信号Ｓ２を処理装置１０へ提供する。
【００５２】
温度モニタ手段１４は、第２温度信号Ｓ２を周期的に取り込んで、レーザダイオード２２の温度を示す温度データＳ３を生成するための手段である。温度モニタ手段１４は、温度検出回路２４の出力２４ｂから第２温度信号Ｓ２を受ける。そして、温度モニタ手段１４は、比較手段１１及び温度制御手段１３において利用される温度データＳ３を生成する。
【００５３】
比較手段１１は、レーザダイオード２２が発生すべき光の目標波長に関連づけられた温度目標と、温度データＳ３とを比較するための手段である。比較手段１１は、温度データＳ３を受ける。また、比較手段１１は、記憶手段１８から温度目標Ｄ１を受ける。この温度目標Ｄ１は、記憶手段１８に記憶されており、記憶手段１８内の波長−温度テーブルから読み出される。波長−温度テーブルは、レーザダイオード２２の発振波長とレーザダイオード２２の温度との関係を示すテーブルである。
【００５４】
図８は、記憶手段１８の内部構成を示す図である。記憶手段１８は、２Ｎ個（Ｎは自然数）の記憶要素１８ａ１〜１８ａＮ、及び１８ｂ１〜１８ｂＮを有している。そして、記憶要素１８ａ１ないし１８ａＮそれぞれに目標波長λａ１ないしλａＮそれぞれが格納されている。また、記憶要素１８ｂ１ないし１８ｂＮそれぞれに温度目標Ｔ１ないしＴＮそれぞれが格納されている。記憶要素１８ａ１は記憶要素１８ｂ１と関連付けられており、目標波長λａ１を基に温度目標Ｔ１が読み出される。記憶要素１８ａ２ないし１８ａＮと記憶要素１８ｂ２ないし１８ｂＮも同様に関連付けられている。例えば、目標波長λａ１ないしλａＮと、温度目標Ｔ１ないしＴＮとは、記憶要素１８ａ１ないし１８ａＮ、及び記憶要素１８ｂ１ないし１８ｂＮを利用して波長−温度テーブルの形態に構成される。
【００５５】
また、図９は、レーザダイオード２２の温度と、レーザダイオード２２の発振波長との関係を示すグラフである。グラフの横軸はレーザダイオード２２の温度を示し、縦軸はレーザダイオード２２の発振波長を示している。このグラフにおいて、レーザダイオード２２の駆動電流は一定とする。図９に示すグラフによると、レーザダイオード２２の温度が高くなるに従って、レーザダイオード２２の発振波長は長くなることがわかる。記憶手段１８は、このような発振波長と温度との関係を表すように設けられている。
【００５６】
再び図７を参照すると、比較手段１１は、温度データＳ３が温度目標Ｄ１から所定値以上離れている状態（以下、第１の状態という）と、温度データＳ３が温度目標Ｄ１から所定値以上離れていない状態（以下、第２の状態という）とのいずれかを示す比較結果信号Ｓ１２を指示手段１９へ提供する。
【００５７】
指示手段１９は、温度データＳ３が第１の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示すとき、制御指示信号Ｃ２を温度制御手段１３へ提供する。また、指示手段１９は、レーザダイオード２２に対する駆動電流制御を行うモードである有効状態と、制御を行わないモードである無効状態とのいずれかを示す切替信号Ｃ１を生成する。指示手段１９は、温度データＳ３が第１の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示す間、無効状態を示す切替信号Ｃ１を電流制御手段１２、波長モニタ手段１５、及びパワーモニタ手段１６へ提供する。温度データＳ３が第２の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示すとき、すなわちレーザダイオード２２の温度が温度目標Ｄ１から所定値未満の温度に達するとき、指示手段１９は、有効状態を示す切替信号Ｃ１を生成して電流制御手段１２、波長モニタ手段１５、及びパワーモニタ手段１６へ提供する。
【００５８】
温度制御手段１３及びペルチェドライバ３６によって、第３の信号を生成するための手段４１が構成される。温度制御手段１３は、温度データＳ３に基づいて温度制御信号Ｓ４を生成するための手段である。温度制御信号Ｓ４は、レーザダイオード２２の温度を温度目標に近づけるようにペルチェ電流Ｉ１を制御するよう生成される。温度制御手段１３は、温度モニタ手段１４から温度データＳ３を受ける。そして、温度制御手段１３は、指示手段１９から制御指示信号Ｃ２を受けると、ペルチェドライバ３６の入力３６ａへ温度制御信号Ｓ４を提供する。
【００５９】
ペルチェドライバ３６は、ペルチェ素子２１を制御するペルチェ電流Ｉ１といった第３の信号をペルチェ素子２１へ提供するためのドライバである。ペルチェドライバ３６の入力３６ａは、温度制御信号Ｓ４を処理装置１０から受ける。また、ペルチェドライバの出力３６ｂは、信号処理部８の第１の出力８ａを介してペルチェ素子２１の入力２１ａに電気的に接続されており、ペルチェ電流Ｉ１をペルチェ素子２１へ提供する。
【００６０】
電流電圧変換回路３７は、第１波長信号Ｓ５といった第１の信号を電流信号から電圧信号（第２波長信号Ｓ６）へ変換するための回路である。第１波長信号Ｓ５は、第１のフォトダイオード２５がエタロン２６を介してレーザダイオード２２から受けた透過光Ｌ４の光量に応じた信号である。電流電圧変換回路３７の入力３７ａは、信号処理部８の第１の入力８ｃを介して第１のフォトダイオード２５の出力２５ｂと電気的に接続されており、第１波長信号Ｓ５を受ける。そして、電流電圧変換回路３７は、処理手段１０へ第２波長信号Ｓ６を提供する。
【００６１】
波長モニタ手段１５は、第２波長信号Ｓ６を周期的に取り込んで、透過光Ｌ４の光量を示す波長データ信号Ｓ７を生成する手段である。指示手段１９は、温度信号Ｓ３が第２の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示すと、有効状態を示す切替信号Ｃ１を波長モニタ手段１５へ提供する。波長モニタ手段１５は、切替信号Ｃ１が有効状態を示すと、電流電圧変換回路３７の出力３７ｂから第２波長信号Ｓ６を受ける。そして、波長モニタ手段１５は、電流制御手段１２へ波長データ信号Ｓ７を提供する。
【００６２】
電流電圧変換回路３８は、第１光強度信号Ｓ８を電流信号から電圧信号（第２光強度信号Ｓ９）へ変換するための回路である。第１光強度信号Ｓ８は、レーザダイオード２２が発生した光のうち、光反射面２２ｂから出射された光Ｌ１の光量に応じた信号である。電流電圧変換回路３８の入力３８ａは、第２のフォトダイオード２７の出力２７ｂと電気的に接続されており、第１光強度信号Ｓ８を受ける。そして、電流電圧変換回路３８は、処理装置１０へ第２光強度信号Ｓ９を提供する。
【００６３】
パワーモニタ手段１６は、第２光強度信号Ｓ９を周期的に取り込んで、レーザダイオード２２が発生した光の強度を示す光強度データ信号Ｓ１０を生成する手段である。指示手段１９は、温度信号Ｓ３が第２の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示すと、有効状態を示す切替信号Ｃ１をパワーモニタ手段１６へ提供する。パワーモニタ手段１６は、切替信号Ｃ１が有効状態を示すと、電流電圧変換回路３８の出力３８ｂから第２光強度信号Ｓ９を受ける。そして、パワーモニタ手段１６は、電流制御手段１２へ光強度データ信号Ｓ１０を提供する。
【００６４】
電流制御手段１２及び駆動回路２０によって、第４の信号を生成するための手段４２が構成される。電流制御手段１２は、波長データ信号Ｓ７及び光強度データ信号Ｓ１０に基づいて、電流制御信号Ｓ１１を生成する手段である。電流制御信号Ｓ１１は、レーザダイオード２２を駆動する駆動電流Ｉ２を制御するための信号である。レーザダイオード２２が発生する光の波長は駆動電流Ｉ２の大きさによって変化するため、駆動電流Ｉ２は、レーザダイオード２２が発生する光の波長を目標波長に近づけるようにレーザダイオード２２を制御するための信号（第４の信号）としての役割を持つ。電流制御信号Ｓ１１は、レーザダイオード２２が発生する光の波長を目標波長へ近づけるように駆動電流Ｉ２を制御するよう生成される。また、駆動電流Ｉ２は、レーザダイオード２２が発生する光の強度も同時に変化させるので、電流制御手段１２は、例えば波長データ信号Ｓ７を光強度信号Ｓ１０により規格化した値に基づいて電流制御信号Ｓ１１を生成するとよい。
【００６５】
指示手段１９は、温度信号Ｓ３が第２の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示すと、有効状態を示す切替信号Ｃ１を電流制御手段１２へ提供する。電流制御手段１２は、切替信号Ｃ１が有効状態を示すと、波長データ信号Ｓ７を受けるとともに、光強度データ信号Ｓ１０を受ける。また、電流制御手段１２は、記憶手段１８から駆動電流目標Ｄ２を受ける。駆動電流目標Ｄ２は、レーザダイオード２２が目標波長の光を発生可能な駆動電流を示す値である。この駆動電流目標Ｄ２は、記憶手段１８に記憶されており、記憶手段１８内の波長−電流テーブルから読み出される。波長−電流テーブルは、レーザダイオード２２の発振波長とレーザダイオード２２に流れる駆動電流との関係を示すテーブルである。
【００６６】
再び図８を参照すると、記憶手段１８は、Ｎ個の記憶要素１８ｃ１〜１８ｃＮをさらに有している。そして、記憶要素１８ｃ１ないし１８ｃＮそれぞれに駆動電流目標Ｉ１ないしＩＮそれぞれが格納されている。記憶要素１８ｃ１は記憶要素１８ａ１と関連付けられており、目標波長λａ１を基に駆動電流目標Ｉ１が読み出される。記憶要素１８ｃ２ないし１８ｃＮと憶要素１８ａ２ないし１８ａＮも同様に関連付けられている。例えば、目標波長λａ１ないしλａＮと、駆動電流目標Ｉ１ないしＩＮとは、記憶要素１８ａ１ないし１８ａＮ、及び記憶要素１８ｃ１ないし１８ｃＮを利用して波長−電流テーブルの形態に構成される。
【００６７】
また、図１０は、レーザダイオード２２の駆動電流Ｉ２と、レーザダイオード２２の発振波長との関係を示すグラフである。グラフの横軸はレーザダイオード２２の駆動電流Ｉ２を示し、縦軸はレーザダイオード２２の発振波長を示している。このグラフにおいて、レーザダイオード２２の温度は一定とする。図１０に示すグラフによると、駆動電流Ｉ２が大きくなるに従って発振波長は長くなることがわかる。記憶手段１８は、このような発振波長と駆動電流との関係を表すように設けられている。
【００６８】
電流制御手段１２は、駆動電流Ｉ２が駆動電流目標Ｄ２に近づくように、すなわちレーザダイオード２２の波長が目標波長に近づくように駆動電流Ｉ２を制御するための電流制御信号Ｓ１１を生成する。そして、電流制御手段１２は、駆動回路２０の入力２０ａへ電流制御信号Ｓ１１を提供する。
【００６９】
駆動回路２０は、レーザダイオード２２を駆動する駆動電流Ｉ２といった第４の信号を電流制御信号Ｓ１１に応じて生成するための回路である。駆動回路２０の入力２０ａは、駆動電流Ｉ２を制御するための電流制御信号Ｓ１１を処理装置１０から受ける。また、駆動回路２０の出力２０ｂは、信号処理部８の第２の出力８ｂを介してレーザダイオード２２の入力２２ｃに電気的に接続されており、駆動電流Ｉ２をレーザダイオード２２へ提供する。
【００７０】
データ信号生成手段１７は、レーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長に制御された後に、受信端局装置へ送るデータを含む送信信号Ｓ１３を受けて、データ信号Ｄ３を生成するための手段である。データ信号生成手段１７は駆動回路２０の入力２０ｂへデータ信号Ｄ３を提供する。駆動回路２０は、データ信号生成手段１７からデータ信号Ｄ３が提供されると、データ信号Ｄ３に基づいて駆動電流Ｉ２を変調する。そして、レーザダイオード２２は、データ信号Ｄ３に応じて変調された信号光Ｌ３を発生する。信号光Ｌ３はレーザダイオード２２の光出射面２２ａから光ファイバ５４に提供される。
【００７１】
図１１は、本実施形態による処理装置１０の例示的なハードウェア構成を示すブロック図である。処理装置１０は、ＣＰＵ１０１、バス１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４、及びインターフェース１０５を備える。ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４、及びインターフェース１０５それぞれは、バス１０２に電気的に接続されており、バス１０２を介して互いにアドレスやデータを交換する。また、インターフェース１０５は、出力１０５ａが駆動回路２０の入力２０ａに、出力１０５ｂがペルチェドライバ３６の入力３６ａに、入力１０５ｃが温度検出回路２４の出力２４ｂに、入力１０５ｄが電流電圧変換回路３７の出力３７ｂに、入力１０５ｅが電流電圧変換回路３８の出力３８ｂに、それぞれ電気的に接続されている。処理装置１０は、図１１に示すハードウェア構成によって、図７に示した比較手段１１、電流制御手段１２、温度制御手段１３、温度モニタ手段１４、波長モニタ手段１５、パワーモニタ手段１６、データ生成手段１７、記憶手段１８、及び指示手段１９を実現する。
【００７２】
（第３の実施の形態）
図１２は、本発明による信号光を送信する方法の第３実施形態を示すフローチャートである。この方法は、例えば第２実施形態による光送信装置２を用いて実施することができる。図１２を参照して、第２実施形態による光送信装置２の動作について説明する。また、本実施形態による光送信装置２の動作も第１実施形態と同様に、第１のモードないし第３のモードの３つのモードに分けることができる。以下、これらのモードについても順に説明する。
【００７３】
第１のモードでは、レーザダイオード２２の温度を制御することによってレーザダイオード２２が発生する光の波長が変化する。まず、レーザダイオード２２へ供給する駆動電流Ｉ２の制御を行わない状態にする（Ｓ１０１）。すなわち、指示手段１９は、無効状態を示す切替信号Ｃ１を生成し、この切替信号Ｃ１を電流制御手段１２、波長モニタ手段１５、及びパワーモニタ手段１６へ提供する。波長モニタ手段１５、及びパワーモニタ手段１６は、切替信号Ｃ１が無効状態を示すときは、動作しない。また、電流制御手段１２は、切替信号Ｃ１が無効状態を示すときは、駆動電流Ｉ２をレーザダイオード２２へ提供しないように、電流制御信号Ｓ１１を生成して駆動回路２０へ提供する。
【００７４】
そして、サーミスタ２３は、第１温度信号Ｓ１を温度検出回路２４へ提供する（Ｓ１０２）。温度検出回路２４は、サーミスタ２３から受けた第１温度信号Ｓ１に基づいて第２温度信号Ｓ２を生成する。温度検出回路２４は、第２温度信号Ｓ２を処理装置１０の温度モニタ手段１４へ提供する。温度モニタ手段１４は、温度検出回路２４から受けた第２温度信号Ｓ２に基づいて温度データＳ３を生成する。そして、温度モニタ手段１４は、温度データＳ３を比較手段１１及び温度制御手段１３それぞれへ提供する。
【００７５】
比較手段１１は、温度モニタ手段１４から温度データＳ３を受ける。比較手段１１は、温度データＳ３と、記憶手段１８から読み込んだ温度目標Ｄ１とを比較する（Ｓ１０３）。そして、比較手段１１は、温度データＳ３が示すレーザダイオード２２の温度が、温度目標Ｄ１から所定値以上離れているか否かを示す比較結果信号Ｓ１２を指示手段１９へ提供する。
【００７６】
指示手段１９は、温度データＳ３が温度目標Ｄ１から所定値以上離れていることを比較結果信号Ｓ１２が示すとき、制御指示信号Ｃ２を温度制御手段１３へ提供する。
【００７７】
温度制御手段１３は、制御指示信号Ｃ２を指示手段１９から受けると、温度モニタ手段１４から受けた温度データＳ３に基づいて温度制御信号Ｓ４を生成する。このとき、温度制御手段１３は、温度目標にレーザダイオード２２の温度が近づくように温度制御信号Ｓ４を生成する。温度制御手段１３は、こうして生成した温度制御信号Ｓ４をペルチェドライバ３６へ提供する（Ｓ１０４）。ペルチェドライバ３６は、温度制御信号Ｓ４に基づいてペルチェ電流Ｉ１を生成する。ペルチェドライバ３６は、生成したペルチェ電流Ｉ１をペルチェ素子２１へ提供する。
【００７８】
ペルチェ素子２１は、ペルチェドライバ３６からペルチェ電流Ｉ１を受ける。そして、ペルチェ素子２１はペルチェ電流Ｉ１に応じてレーザダイオード２２の温度を変化させる。こうして変化したレーザダイオード２２の温度はサーミスタ２３によって検知され、温度データＳ３が温度制御手段１３へ提供される。温度制御手段１３は、このように温度データＳ３を受けつつ、レーザダイオード２２の温度が温度目標に近づくように温度制御信号Ｓ４を提供するといったフィードバック制御を行う。そして、レーザダイオード２２の温度は温度目標から所定値未満の温度に収まる。温度制御手段１３は、引き続いてレーザダイオード２２の温度が温度目標から所定値未満の温度を保つように、この後も継続してペルチェ電流Ｉ２を制御している。
【００７９】
第２のモードでは、レーザダイオード２２が発生する光の波長を駆動電流Ｉ２によって制御する。レーザダイオード２２の温度が温度目標から所定値未満に収まると、比較手段１１は、温度信号Ｓ３が第２の状態であることを示す比較結果信号Ｓ１２を指示手段１９へ提供する。指示手段１９は、温度信号Ｓ３が第２の状態であることを比較結果信号Ｓ１２が示すとき、有効状態を示す切替信号Ｃ１を電流制御手段１２、波長モニタ手段１５、及びパワーモニタ手段１６へ提供する（Ｓ１０５）。そして、電流制御手段１２は駆動回路２０からレーザダイオード２２に駆動電流Ｉ２を提供させてレーザダイオード２２に光を発生させる。
【００８０】
このとき、レーザダイオード２２が発生した光Ｌ１は、レーザダイオード２２の光反射面２２ｂから出射してエタロン２６へ入射する。そして、エタロン２６を透過した透過光Ｌ４が第１のフォトダイオード２５へ入射する。
【００８１】
第１のフォトダイオード２５は、エタロン２６から光入射面２５ａへ透過光Ｌ４を受ける。そして、第１のフォトダイオード２５は、光Ｌ４の光強度に応じて電流を生成する（Ｓ１０６）。この電流は、第１波長信号Ｓ５として、電流電圧変換回路３７へ提供される。電流電圧変換回路３７は、第１のフォトダイオード２５から受けた第１波長信号Ｓ５を電流−電圧変換して第２波長信号Ｓ６を生成する。電流電圧変換回路３７は、第２波長信号Ｓ６を波長モニタ１５へ提供する。
【００８２】
波長モニタ手段１５は、指示手段１９からの切替信号Ｃ１が有効状態を示すと、電流電圧変換回路３７から受けた第２波長信号Ｓ６に基づいて、波長データ信号Ｓ７を生成する。そして、波長モニタ手段１５は、波長データ信号Ｓ７を電流制御手段１２へ提供する。
【００８３】
また、光Ｌ１は、第２のフォトダイオード２７の光入射面２７ａにも入射する。そして、第２のフォトダイオード２７は、光Ｌ１の光強度に応じて電流を生成する（Ｓ１０７）。この電流は、第１光強度信号Ｓ８として電流電圧変換回路３８へ提供される。電流電圧変換回路３８は、第２のフォトダイオード２７から受けた第１光強度信号Ｓ８を電流−電圧変換して第２光強度信号Ｓ９を生成する。電流電圧変換回路３８は、第２光強度信号Ｓ９をパワーモニタ手段１６へ提供する。
【００８４】
パワーモニタ手段１６は、指示手段１９からの切替信号Ｃ１が有効状態を示すと、電流電圧変換回路３８から受けた第２光強度信号Ｓ９に基づいて光強度データ信号Ｓ１０を生成する。そして、パワーモニタ手段１６は、光強度データ信号Ｓ１０を電流制御手段１２へ提供する。
【００８５】
電流制御手段１２は、波長データ信号Ｓ７を波長モニタ手段１５から、光強度データ信号Ｓ１０をパワーモニタ手段１６から、それぞれ受ける。そして、電流制御手段１２は、これらのデータに基づいて電流制御信号Ｓ１１を生成する。このとき、電流制御手段１２は、レーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長に近づくように、駆動電流Ｉ２を制御するための電流制御信号Ｓ１１を生成する。このとき、例えば波長データ信号Ｓ７を光強度データ信号Ｓ１０により規格化した値に基づいて、電流制御信号Ｓ１１を生成するとよい。
【００８６】
電流制御手段１２は、こうして生成した電流制御信号Ｓ１１を駆動回路２０へ提供する（Ｓ１０８）。駆動回路２０は、電流制御信号Ｓ１１に応じて生成した駆動電流Ｉ２をレーザダイオード２２へ提供する。こうして、電流制御手段１２は、第１波長信号Ｓ５及び第１光強度信号Ｓ８に基づいて、レーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長に近づくようにフィードバック制御を行う（Ｓ１０９）。そして、レーザダイオード２２が発生する光の波長は目標波長に達する。電流制御手段２０は、引き続いてレーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長から離れないように、この後も継続して制御している。
【００８７】
第３のモードでは、レーザダイオード２２が発生する信号光Ｌ３を光ファイバ５４へ提供する。レーザダイオード２２が発生する光の波長が目標波長に達すると、光送信装置２の外部からデータ信号生成手段１７へ送信信号Ｓ１３が提供される。データ信号生成手段１７は、送信信号Ｓ１３に基づいてデータ信号Ｄ３を生成し、データ信号Ｄ３を駆動回路２０へ提供する。駆動回路２０は、データ信号Ｄ３に基づいて駆動電流Ｉ２を変調する。変調された駆動電流Ｉ２は、レーザダイオード２２へ提供される。レーザダイオード２２は、変調された駆動電流Ｉ２を受けて、変調された光を発生する。そして、信号光Ｌ３が光ファイバ５４へ提供される（Ｓ１１０）。信号光Ｌ３には、送信信号Ｓ１３が含まれる。
【００８８】
以上述べたように、第２実施形態による光送信装置、及び第３実施形態による信号光を送信する方法は、目標波長に関連づけられた温度目標にレーザダイオードの温度を制御した後に、レーザダイオードが発生する光の波長を目標波長に近づけるようにレーザダイオードを制御する。これによって、複数の波長において極大透過率を示すエタロンを用いて所望の波長の信号光を発生できる。
【００８９】
また、第２実施形態による光送信装置は、信号処理部がレーザダイオードの温度と温度目標とを比較するための手段を備えることが好ましい。これによって、レーザダイオードが発生する光の波長を調整する機能を比較結果に応じて実現することができる。
【００９０】
また、第２実施形態による光送信装置は、信号処理部が、レーザダイオードの温度とレーザダイオードの発振波長との関係を提供するための波長−温度テーブルといった情報を格納するための記憶手段を備えている。そして、ペルチェ電流はこの情報に基づいて生成されている。光送信装置はこのような情報を用いることが好ましく、これによって、信号処理部はレーザダイオードの温度を温度目標に容易に制御できる。
【００９１】
また、第２実施形態による光送信装置は、信号処理部が、レーザダイオードの駆動電流とレーザダイオードの発振波長との関係を提供するための波長−電流テーブルといった情報を格納するための記憶手段を備えている。そして、駆動電流はこの情報に基づいて生成されている。光送信装置はこのような情報を用いることが好ましく、これによって、信号処理部はレーザダイオードが発生する光の波長を目標波長に容易に制御できる。
【００９２】
また、第２実施形態による光送信装置は、信号処理部が、第２の出力に駆動電流を提供した後にレーザダイオードにデータ信号を提供するデータ信号生成手段を備えることが好ましい。これによって、光送信装置の波長が目標波長へ制御された後に信号光が光ファイバといった外部へ提供される。
【００９３】
（第４の実施の形態）
図１３は、上記した第１実施形態または第２実施形態による光送信装置を備えるＷＤＭ光通信システムの第４実施形態を示すブロック図である。このシステムは、ＷＤＭ信号光を提供する送信端局装置７０と、送信端局装置７０から提供されたＷＤＭ信号光を伝送するための光ファイバ通信路７１と、光ファイバ通信路７１により伝送されたＷＤＭ信号光を受ける受信端局装置７２とを備えている。
【００９４】
送信端局装置７０は、Ｎ個の光送信装置７１（Ｎは自然数）、光マルチプレクサ７３とを含む。Ｎ個の光送信装置７１はそれぞれ光マルチプレクサ７３のＮ個の入力ポートに光学的に結合される。光マルチプレクサ７３の出力ポートは光ファイバ通信路７８に光学的に結合される。光マルチプレクサ７３は、Ｎ個の光送信装置７１から供給されたＮチャネルの信号光を波長分割多重して出力ポートよりＷＤＭ信号光を提供する。
【００９５】
光ファイバ通信路７８の途中には、光ファイバ通信路７８におけるＷＤＭ信号光の減衰を補償するために、光中継器７４が設けられている。光中継器７４はＷＤＭ信号光を増幅するための光増幅器７５を有している。
【００９６】
受信端局装置７２は、受けたＷＤＭ信号光を各チャネルの信号光に分けるための光デマルチプレクサ７６と、分けられた信号光を受けるためのＮ個の光受信装置７７とを含む。
【００９７】
ＷＤＭ信号光を送受信するこのようなＷＤＭ光通信システムにおいては、光ファイバ通信路７１の１回線当たりの伝送容量をチャネル数Ｎに従って大きくすることができる。このためには、隣接する波長チャネルの間隔を小さくすることが望ましい。そして、これを実現するために、光送信装置は多チャネルの波長のうちから所望のチャネルの信号光の波長を確実に選択することが求められる。
【００９８】
このようなＷＤＭ光通信システムに第１実施形態または第２実施形態による光送信装置を用いれば、信号光の波長を確実に選択することができ、ＷＤＭ光通信システムの伝送容量を大きくすることが可能になる。
【００９９】
本発明による光送信装置、及び信号光を送信する方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態では半導体発光素子としてレーザダイオードを、温度検知素子としてサーミスタを、受光素子としてフォトダイオードをそれぞれ用いている。半導体発光素子、温度検知素子、及び受光素子はこれらに限らず、他の素子を用いてもよい。
【０１００】
また、第１実施形態では、レーザダイオードの温度が温度目標を基準とする所定範囲内に導かれてから、駆動電流の制御を開始している。駆動電流の制御を開始するタイミングとしては、図６に示したような、エタロンが極大透過率を有する複数の波長において目標波長であることを第１波長信号により特定できる程度に波長が変化していれば、光送信装置及び信号光を送信する方法は実施可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明による光送信装置、及び信号光を送信する方法は、目標波長に関連づけられた温度に半導体発光素子の温度を制御した後に、半導体発光素子が発生する光の波長を目標波長に近づけるように半導体発光素子を制御することによって、所望の波長の信号光を発生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態による光送信装置の斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態による光送信モジュールの斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す光送信モジュールのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態による光送信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本実施形態におけるレーザダイオード２２の温度及び駆動電流の制御の手順を示す図である。
【図６】図６は、光Ｌ１の波長に対するエタロンの透過率を概略的に示すグラフである。
【図７】図７は、本発明による光送信装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、記憶手段の内部構成を示す図である。
【図９】図９は、レーザダイオードの温度と、レーザダイオードの発振波長との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、レーザダイオードの駆動電流と、レーザダイオードの発振波長との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、第２実施形態による処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明による信号光を送信する方法の第３実施形態を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第１実施形態または第２実施形態による光送信装置を備えるＷＤＭ光通信システムの第４実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…光送信装置、４…光送信モジュール、８…信号処理部、２１…ペルチェ素子、２２…レーザダイオード、２３…サーミスタ、２５…第１のフォトダイオード、２６…エタロン、２７…第２のフォトダイオード、５４…光ファイバ。
【図１】
2004103868.tif 000003
【図２】
2004103868.tif 000004
【図３】
2004103868.tif 000005
【図４】
2004103868.tif 000006
【図５】
2004103868.tif 000007
【図６】
2004103868.tif 000008
【図７】
2004103868.tif 000009
【図８】
2004103868.tif 000010
【図９】
2004103868.tif 000011
【図１０】
2004103868.tif 000012
【図１１】
2004103868.tif 000013
【図１２】
2004103868.tif 000014
【図１３】
2004103868.tif 000015