(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と
前記半導体発光素子の背面光を受けて、光電流を出力する半導体受光素子と、
前記半導体受光素子のアノードに接続された入力と、第１の出力と第２の出力とを有しており、前記第１の出力及び前記第２の出力への分流比が可変の分流回路と、
その一端が前記第１の出力に接続された抵抗を有するモニタ電圧出力回路と、
前記抵抗の他端に接続されており、該抵抗を介して入力される電流が一定になるように、前記半導体発光素子の駆動電流を決定する制御回路と、
を備える光送信器。
【請求項２】
前記分流回路は、前記第２の出力に接続されたベースと、前記入力に接続されたエミッタと、前記第１の出力に接続されたコレクタとを有する第１のトランジスタと、前記入力に接続されたエミッタと、前記第２の出力に接続されたベースと、前記第１の出力又は前記第２の出力へ接続を切替可能なスイッチに接続されたコレクタとを有する複数の第２のトランジスタと、を有しており、
前記第１のトランジスタ、及び前記第２のトランジスタがＰＮＰトランジスタであり、
前記第２の出力は、前記第２のトランジスタの前記エミッタより低電位のノードに接続されている、
請求項１記載の光送信器。
【請求項３】
配線部品を更に備え、
前記第１の出力及び前記第２の出力それぞれは、前記配線部品の一端を接続可能な端子を有しており、
前記分流回路は、前記第２の出力に接続されたベースと、前記入力に接続されたエミッタと、前記第１の出力に接続されたコレクタとを有する第１のＰＮＰトランジスタと、前記入力に接続されたエミッタと、前記第２の出力に接続されたベースと、前記配線部品の他端を接続可能な端子に接続されたコレクタとを有する複数の第２のＰＮＰトランジスタと、を有している、
請求項１記載の光送信器。
【請求項４】
前記分流回路は、ベースと、第１の抵抗を介して前記入力に接続されたエミッタと、前記第１の出力に接続されたコレクタとを有する第１のＰＮＰトランジスタと、第２の抵抗を介して前記入力に接続されたエミッタと、前記第１のＰＮＰトランジスタのベース及び前記第２の出力に接続されたベース及びコレクタとを有する第２のＰＮＰトランジスタと、を有しており、
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の少なくとも一方が可変抵抗であり、前記第２の出力は、前記第２のＰＮＰトランジスタの前記エミッタより低電位のノードに接続されている、
請求項１記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光送信器には、発光モジュール、モニタ電圧出力回路、ＡＰＣ回路、及び駆動回路を備えるものがある。発光モジュールは、半導体レーザ及びフォトダイオードを有している。フォトダイオードは、半導体レーザからの背面光のパワーに応じた光電流を出力する。モニタ電圧出力回路は、光電流を電圧（モニタ電圧）に変換するための抵抗を有している。この抵抗の一端には、フォトダイオードのアノードが接続されている。ＡＰＣ回路は、モニタ電圧出力回路の抵抗の他端に接続されている。ＡＰＣ回路は、光電流が所定の電流値となるように、半導体レーザの駆動電流を設定する。駆動回路は、ＡＰＣ回路によって設定された駆動電流を半導体レーザに供給する。アラーム発生回路は、モニタ電圧が所定の上限値より大きくなった場合、又は所定の下限値より小さくなった場合に、アラームを発生する。
【非特許文献１】Agilent Technologies, E2O Communications, FujikuraTechnology America Corp, IBM Corp., Lucent Technologies Inc., Molex Inc.,Excelight Communications Inc., Tyco Electronics Inc. "Small Form FactorTransceiver Multisource Agreement", SFF Committee
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、半導体レーザにおける前面光のパワーと背面光のパワーとの関係は、個体ごとにはリニアな関係であるが、当該関係の個体間バラツキが大きい。また、光送信器における背面光と光電流との関係も個体ごとにはリニアであるが、当該関係の個体間バラツキが大きい。したがって、所定のパワーに前面光を調整した場合の光電流は、光送信器ごとに異なる。その結果、光送信器によっては、光電流がＡＰＣ回路の定格を超えたり、モニタ電圧が規格値を超えることがある。
【０００４】
そこで、本発明は、モニタ電圧出力回路及びAPC回路へ出力する電流、及びモニタ電圧出力回路からのモニタ電圧を調整可能な光送信器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光送信器は、半導体発光素子と、半導体受光素子と、分流回路と、モニタ電圧出力回路と、制御回路とを備えている。半導体受光素子は、半導体発光素子からの光を受けて、光電流を出力する。分流回路は、入力、第１の出力、及び第２の出力を有している。この分流回路では、入力が半導体受光素子のアノードに接続されており、第１の出力及び第２の出力への分流比が可変である。モニタ電圧出力回路は、その一端が第１の出力に接続された抵抗を有している。制御回路は、モニタ電圧出力回路の抵抗の他端に接続されており、該抵抗を介して入力される電流に基づいて、半導体発光素子への駆動電流を決定する。
【０００６】
この発明によれば、分流比可変の分流回路によって半導体受光素子からの光電流が分流される。したがって、モニタ電圧出力回路に供給する電流を調整することが可能である。また、モニタ電圧出力回路から出力するモニタ電圧を調整することが可能である。
【０００７】
本発明の光送信器において、分流回路は、ベースと、入力に接続されたエミッタと、第１の出力に接続されたコレクタとを有する第１のＰＮＰトランジスタと、入力に接続されたエミッタと、第１のＰＮＰトランジスタのベースに接続されたベースと、第１の出力又は第２の出力へ接続を切替可能なスイッチに接続されたコレクタとを有する複数の第２のＰＮＰトランジスタと、を有しており、第２の出力は、第２のＰＮＰトランジスタのエミッタより低電位のノードに接続されていてもよい。
【０００８】
上記のスイッチは、その出力端子が第１の出力に接続された第１のトランジスタと、その出力端子が第２の出力に接続された第２のトランジスタとを有する差動回路であってもよい。
【０００９】
これらの構成によれば、第１の出力に接続する第２のＰＮＰトランジスタの数と、第２の出力に接続する第２のＰＮＰトランジスタの数とによって、分流比を調整することが可能である。
【００１０】
本発明の光送信器は、配線部品を更に備え、第１の出力及び第２の出力それぞれは、配線部品の一端を接続可能な端子を有しており、分流回路は、ベースと、入力に接続されたエミッタと、第１の出力に接続されたコレクタとを有する第１のＰＮＰトランジスタと、入力に接続されたエミッタと、第１のＰＮＰトランジスタのベースに接続されたベースと、配線部品の他端を接続可能な端子に接続されたコレクタとを有する複数の第２のＰＮＰトランジスタと、を有していてもよい。この構成によれば、配線部品の付け替えによって、分流比を調整することが可能である。
【００１１】
本発明の光送信器においては、分流回路は、ベースと、第１の抵抗を介して前記入力に接続されたエミッタと、第１の出力に接続されたコレクタとを有する第１のＰＮＰトランジスタと、抵抗値が可変の第２の抵抗を介して入力に接続されたエミッタと、第１のＰＮＰトランジスタのベース及び第２の出力に接続されたベース及びコレクタとを有する複数の第２のＰＮＰトランジスタと、を有しており、第２の出力は、第２のＰＮＰトランジスタのエミッタより低電位のノードに接続されていてもよい。この構成によれば、可変抵抗の抵抗値を調整することによって、分流比を任意に調整することが可能である。また、モニタ電圧出力回路から出力されるモニタ電圧の個体間バラツキを低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モニタ電圧出力回路へ出力する電流、及びモニタ電圧出力回路からのモニタ電圧を調整可能な光送信器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態にかかる光送信器の構成を示す図である。図１に示す光送信器１０は、発光モジュール１２と、分流回路１４と、モニタ電圧出力回路１６と、制御回路１８と、駆動回路２０とを備えている。
【００１５】
発光モジュール１２は、半導体発光素子１２ａと、半導体受光素子１２ｂとを有している。半導体発光素子１２ａは、端面発光型の半導体レーザである。半導体発光素子１２ａは、第１の端面と第２の端面とを有しており、第１の端面から前面光（信号光）を出力し、第２の端面から背面光（モニタ光）を出力する。半導体発光素子１２ａのアノードは、所定電位の電位線１２ｃに電気的に接続されている。一方、半導体発光素子１２ａのカソードは、駆動回路２０に電気的に接続されている。
【００１６】
半導体受光素子１２ｂは、半導体発光素子１２ａの第２の端面と光学的に結合されている。この半導体受光素子１２ｂのカソードは、電位線１２ｃに電気的に接続されており、そのアノードは分流回路１４の入力１４ａに電気的に接続されている。半導体受光素子１２ｂは、第２の端面からの背面光Ｌｂを受けて、この背面光Ｌｂのパワーに応じた光電流Ｉａｐｄを、分流回路１４の入力１４ａに出力する。
【００１７】
分流回路１４は、上述の入力１４ａ、第１の出力１４ｂ、及び第２の出力１４ｃを有している。分流回路１４は、光電流を第１の出力１４ｂと第２の出力１４ｃとへ分流する。この分流回路１４では、第１の出力１４ｂに出力する電流と第２の出力１４ｃに出力する電流との比、即ち分流比が調整可能である。
【００１８】
分流回路１４の第２の出力１４ｃは、当該第２の出力１４ｃに接続されているＰＮＰトランジスタのエミッタより低電位のノード２４に接続されている。本実施の形態では、第２の出力１４ｃは、抵抗２６を介してノード２４に接続されている。
【００１９】
一方、第１の出力１４ｂは、モニタ電圧出力回路１６の抵抗１６ａの一端に電気的に接続されている。したがって、第１の出力１４ｂへ分流された電流Ｉｍｏｎは、抵抗１６ａに入力される。
【００２０】
モニタ電圧出力回路１６は、上述の抵抗１６ａ、抵抗１６ｂ、及び抵抗１６ｃを有している。抵抗１６ｂの一端は抵抗１６ａの一端に接続されており、抵抗１６ｃの一端は抵抗１６ａの他端に接続されている。抵抗１６ａの抵抗値は、例えば、２００Ωであり、抵抗１６ｂ及び１６ｃの抵抗値は、例えば、３ＫΩである。
【００２１】
抵抗１６ｂの他端及び抵抗１６ｃの他端には、アラーム回路２２が接続されている。アラーム回路２２は、抵抗１６ａの両端での電位差、即ち、モニタ電圧出力回路１６のモニタ電圧を受ける。アラーム回路２２は、モニタ電圧が所定の上限値より大きい場合、又は所定の下限値より小さい場合に、アラームを出力する。
【００２２】
モニタ電圧出力回路１６の抵抗１６ａの他端は、制御回路１８に接続されている。この制御回路１８には、電流Ｉｍｏｎと実質的に同じ電流値の電流Ｉａｐｃが入力される。
【００２３】
制御回路１８は、電流Ｉａｐｃが一定の値になるように、半導体発光素子１２ａに供給される駆動電流を決定する。そのために、制御回路１８は、例えば、電流−電圧変換回路、積分回路、及びコンパレータを有する。この制御回路１８では、電流−電圧変換回路から電流Ｉａｐｃに応じた電圧が出力され、積分回路から当該電圧の平均値が出力され、コンパレータから当該電圧の平均値と所定の電圧値との誤差に基づく信号が出力される。この信号は、駆動回路２０に出力される。
【００２４】
駆動回路２０は、制御回路１８によって決定された駆動電流を半導体発光素子１２ａに供給する。具体的に、駆動回路２０は、スイッチ回路、バイアス電流源、及び変調電流源を有する。スイッチ回路は、外部からの入力ＲＦ信号に応じて、半導体発光素子１２ａを変調する。バイアス電流源、及び変調電流源は、制御回路１８からの信号に応じた変調電流を半導体発光素子１２ａに供給する。
【００２５】
以下、この光送信器１０における分流回路１４の実施の形態を説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態の分流回路］
図２は、図１の光送信器における分流回路の第１の実施の形態の構成を示すである。図２に示す分流回路１４Ａは、光送信器１０の分流回路１４として適用可能である。
【００２７】
この分流回路１４Ａは、第１のＰＮＰトランジスタ３０、及び複数の第２のＰＮＰトランジスタ３２、及び複数のスイッチ３４を有している。なお、分流回路１４Ａは、第１のＰＮＰトランジスタ３０を複数有していてもよい。
【００２８】
第１のＰＮＰトランジスタ３０は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１のＰＮＰトランジスタ３０のエミッタは、入力１４ａに接続されており、そのコレクタは、第１の出力１４ｂに接続されている。
【００２９】
第２のＰＮＰトランジスタ３２それぞれのエミッタは、入力１４ａに接続されている。第２のＰＮＰトランジスタ３２それぞれのベースは、第１のＰＮＰトランジスタ３０のベースに接続されており、第１のＰＮＰトランジスタ３０のベースと同電位になっている。この第１のＰＮＰトランジスタ３０のベースは、第２の出力１４ｃにも接続されている。第２のＰＮＰトランジスタ３２それぞれのコレクタは、対応のスイッチ３４に接続されている。
【００３０】
スイッチ３４は、第１の出力１４ｂ、又は第２の出力１４ｃに接続を切り替えることが可能なスイッチである。
【００３１】
この分流回路１４Ａでは、第１の出力１４ｂに接続する第２のＰＮＰトランジスタ３２の数、及び第２の出力１４ｃに接続する第２のＰＮＰトランジスタ３２の数を、スイッチ３４を用いて調整することができる。すなわち、光電流の分流比を調整することが可能である。したがって、第１の出力１４ｂへ分流する電流を調整可能である。その結果、モニタ電圧出力回路１６に出力する電流Ｉｍｏｎ、及びモニタ電圧出力回路１６から出力するモニタ電圧を調整することが可能である。
【００３２】
以下、スイッチ３４の一例を説明する。図３は、図２に示す分流回路の一例を示す図である。図３に示す例のスイッチ３４は、トランジスタ（第３のトランジスタ）３４ａ、及びトランジスタ（第４のトランジスタ）３４ｂを有している。トランジスタ３４ａ及びトランジスタ３４ｂそれぞれの第１の端子（ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタの場合には、エミッタ）は、ノード３４ｃに接続されている。このノード３４ｃは、第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタに接続されている。
【００３３】
トランジスタ３４ａの第２の端子（ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタの場合には、コレクタ）は、第１の出力１４ｂに接続されている。トランジスタ３４ｂの第２の端子（ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタの場合には、コレクタ）は、第２の出力１４ｃに接続されている。なお、スイッチ３４は飽和を利用してＮＰＮトランジスタで構成することも可能である。
【００３４】
かかるスイッチ３４によれば、第１のトランジスタ３４ａ及び第２のトランジスタ３４ｂそれぞれの制御端子に反転の関係にある制御信号を供給することによって、第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタを第１の出力１４ｂ、又は第２の出力１４ｃに接続することが可能である。
【００３５】
［第２の実施の形態の分流回路］
図４は、図１の光送信器における分流回路の第２の実施の形態の構成を示すである。図４に示す分流回路１４Ｂも、光送信器１０の分流回路１４として適用可能である。以下、分流回路１４Ｂの分流回路１４Ａと異なる点を説明する。
【００３６】
この分流回路１４Ｂでは、第２のＰＮＰトランジスタ３２それぞれのコレクタに端子４０が接続されている。また、第１の出力１４ｂには端子４２が接続されており、第２の出力１４ｃには端子４４が接続されている。
【００３７】
端子４２及び端子４４はそれぞれ、配線部品４６の一端を接続可能な端子である。また、端子４０は、配線部品４６の他端を接続可能な端子である。すなわち、分流回路１４Ｂでは、端子４０と端子４２との間、及び端子４０と端子４４との間の何れかに、配線部品４６が取り付け可能になっている。なお、配線部品４６は、例えば、抵抗素子である。
【００３８】
端子４０と端子４２との間に配線部品４６が接続された場合には、第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタは、第１の出力１４ｂに接続される。一方、端子４０と端子４４との間に配線部品４６が接続された場合には、第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタは、第２の出力１４ｃに接続される。
【００３９】
したがって、この分流回路１４Ｂによれば、配線部品４６の付け替えによって、第１の出力１４ｂに出力する電流Ｉｍｏｎと第２の出力１４ｃに出力する電流の比、即ち分流比を調整することが可能である。
【００４０】
［第３の実施の形態の分流回路］
図５は、図１の光送信器における分流回路の第３の実施の形態の構成を示すである。図５に示す分流回路１４Ｃも、光送信器１０の分流回路１４として適用可能である。
【００４１】
この分流回路１４Ｃでは、第１のＰＮＰトランジスタ３０のコレクタが、第１の出力１４ｂに接続されており、第１のＰＮＰトランジスタ３０のベースが、第２のＰＮＰトランジスタ３２のベースに接続されている。また、第１のＰＮＰトランジスタ３０のエミッタが、可変抵抗５０（第２の抵抗）を介して、入力１４ａに接続されている。この可変抵抗５０は、手動ボリューム抵抗であってもよく、ＣＰＵによって制御されるデジタル可変抵抗（デジタルポテンショメータ）であってもよく、ＦＥＴであってもよい。ＦＥＴの場合には、ＣＰＵから入力を受けたＤＡコンバータの出力をＦＥＴのゲートに入力することによって、当該ＦＥＴの出力コンダクタンスを制御することができる。
【００４２】
第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタは、当該第２のＰＮＰトランジスタ３２のベースに接続されている。即ち、第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタは、そのベースと同電位に保たれている。第２のＰＮＰトランジスタ３２のコレクタは、第２の出力１４ｃにも接続されている。また、第２のＰＮＰトランジスタ３２のエミッタは、抵抗値が固定の抵抗５２（第１の抵抗）を介して入力１４ａに接続されている。なお、第１の抵抗５２は可変抵抗でも差し支えない。
【００４３】
この分流回路１４Ｃでは、第１の出力１４ｂに出力される電流と第２の出力１４ｃに出力される電流との比は、可変抵抗５０の抵抗値と抵抗５２の抵抗値との比によって決定される。即ち、分流比が、可変抵抗５０の抵抗値と抵抗５２の抵抗値との比によって決定される。
【００４４】
したがって、可変抵抗５０の抵抗値を調整することによって、第１の出力１４ｂに分流する電流Ｉｍｏｎを任意に調整することが可能である。また、モニタ電圧出力回路１６からのモニタ電圧を調整することが可能であるので、モニタ電圧の個体間バラツキを低減することが可能である。
【００４５】
なお、可変抵抗は一般に温度特性を有するが、抵抗５２の温度特性を可変抵抗５０の温度特性に合わせることによって、分流比の温度依存性を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる光送信器の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の光送信器における分流回路の第１の実施の形態の構成を示すである。
【図３】図３は、図２に示す分流回路の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１の光送信器における分流回路の第２の実施の形態の構成を示すである。
【図５】図５は、図１の光送信器における分流回路の第３の実施の形態の構成を示すである。
【符号の説明】
【００４７】
１０…光送信器、１２…発光モジュール、１２ａ…半導体発光素子、１２ｂ…半導体受光素子、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…分流回路、１４ａ…入力、１４ｂ…第１の出力、１４ｃ…第２の出力、１６…モニタ電圧出力回路、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…抵抗、１８…制御回路、２０…駆動回路、２２…アラーム回路、３０…第１のＰＮＰトランジスタ、３２…第２のＰＮＰトランジスタ、３４…スイッチ、３４ａ…トランジスタ（第３のトランジスタ）、３４ｂ…トランジスタ（第４のトランジスタ）、４０，４２，４４…端子、４６…配線部品、５０…可変抵抗、５２…抵抗。
【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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