(57)【要約】【課題】  光源の温度制御無しで、広い温度範囲に対応できるようにする。【解決手段】  変調回路１０はデータ１２により搬送波を変調、例えば、振幅変調する。直流電源１４はバイアスとなる直流電圧を発生する。混合回路１６は、直流電源１４の出力電圧に変調回路１０からの変調信号を重畳する。電力増幅器１８は、混合回路１６の出力を電力増幅する。電力増幅器１８の出力信号は、異なる波長λ１，λ２の発光ダイオード２０，２２に印加される。波長λ１と波長λ２は、発光ダイオード２０，２２の発光スペクトルの半値幅程度だけ、異なる。光合波器２４は、発光ダイオード２０，２２の出力光を合波する。光バンドパスフィルタ２６は、合波光から信号波長λｓの成分を抽出する。【選択図】  図１
2005269398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ（１２，１１２，２１２）を搬送する変調信号を生成し、
当該変調信号により、互いに波長の異なる複数の発光ダイオード（２０，２２；１２０，１２２；２２０，２２２）を駆動し、
当該複数の発光ダイオード（２０，２２；１２０，１２２；２２０，２２２）の出力光を光合波器（２４，１２４，２２４）により合波し、
当該合波器（２４，１２４，２２４）による合波光から信号波長（λｓ）の成分を光バンドパスフィルタ（２６、１２６，２２６）により抽出する
ことを特徴とする信号光生成方法。
【請求項２】
更に、
周囲温度を測定し、
当該周囲温度に従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号光生成方法。
【請求項３】
更に、
当該光バンドパスフィルタ（２６，１２６，２２６）により抽出される当該信号波長の成分の光パワーを測定し、
当該光パワーに従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号光生成方法。
【請求項４】
更に、
周囲温度を測定し、
当該周囲温度に従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御し、
当該光バンドパスフィルタ（２６，１２６，２２６）により抽出される当該信号波長の成分の光パワーを測定し、
当該光パワーに従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号光生成方法。
【請求項５】
互いに波長の異なる複数の発光ダイオード（２０，２２；１２０，１２２；２２０，２２２）と、
当該複数の発光ダイオード（２０，２２；１２０，１２２；２２０，２２２）を駆動する駆動信号であって、データ（１２、１１２，２１２）を搬送する駆動信号を発生する駆動信号発生回路（１０，１４，１６；１１０，１１４，１１６；２１０，２１４，２１６）と、
当該複数の発光ダイオード（２０，２２；１２０，１２２；２２０，２２２）の出力光を合波する光合波器（２４，１２４，２２４）と、
当該合波器（２４，１２４，２２４）による合波光から信号波長(λｓ)の成分を抽出する光バンドパスフィルタ（２６，１２６，２２６）
とを具備することを特徴とする光送信装置。
【請求項６】
更に、当該駆動信号を電力増幅し、増幅された当該駆動信号を当該複数の発光ダイオード（２０，２２）のそれぞれに印加する電力増幅器（１８）を具備することを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
【請求項７】
更に、当該駆動信号を電力増幅する電力増幅器（１１８）と、周囲温度を測定する温度計（１３２）と、当該温度計（１３２）の測定結果に従うパワー分配率で、当該電力増幅器（１１８）の出力を当該複数の発光ダイオード（１２０，１２２）に分配するパワー分配器（１３０）とを具備することを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
【請求項８】
更に、当該複数の発光ダイオード（１２０，１２２）にそれぞれ対応する複数の電力増幅器であって、当該駆動信号を電力増幅し、増幅された駆動信号で対応する発光ダイオード（１２０，１２２）を駆動する電力増幅器（１１８Ａ，１１８Ｂ）と、周囲温度を測定する温度計（１３２）と、当該温度計（１３２）の測定結果に従い、当該複数の電力増幅器（１１８Ａ，１１８Ｂ）の電力増幅率を制御する制御装置（１３６）とを具備することを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
【請求項９】
更に、当該駆動信号を電力増幅する電力増幅器（２１８）と、当該電力増幅器（２１８）の出力を当該複数の発光ダイオード（２２０，２２２）に分配するパワー分配器（２１９）と、当該光バンドパスフィルタ（２２６）の出力光パワーをモニタする光パワーモニタ（２３０）と、当該光パワーモニタ（２３０）の出力に従い当該電力増幅器（２１８）及び当該パワー分配器（２１９）を制御する制御装置（２３２）であって、当該光パワーモニタ（２３０）によりモニタされる光パワーが最大になるように、当該パワー分配器（２１９）のパワー分配率を制御し、その後、当該光パワーモニタ（２３０）によりモニタされる光パワーが所定値になるように当該電力増幅器（２１８）の電力増幅率を制御する制御装置（２３２）とを具備することを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
【請求項１０】
更に、当該駆動信号を電力増幅する電力増幅器（２１８）と、当該電力増幅器（２１８）の出力を当該複数の発光ダイオード（２２０，２２２）に分配するパワー分配器（２１９）と、当該光バンドパスフィルタ（２２６）の出力光パワーをモニタする光パワーモニタ（２３０）と、周囲温度を測定する温度計（２３４）と、当該光パワーモニタ（２３０）及び当該温度計（２３４）の出力に従い当該電力増幅器（２１８）及び当該パワー分配器（２１９）を制御する制御装置（２３８）であって、当該温度計（２３４）により測定された周囲温度に対応するパワー分配率に当該パワー分配器（２１９）を制御し、当該光パワーモニタ（２３０）によりモニタされる光パワーが最大になるように、当該パワー分配器（２１９）のパワー分配率を制御し、当該光パワーモニタ（２３０）によりモニタされる光パワーが所定値になるように当該電力増幅器（２１８）の電力増幅率を制御する制御装置（２３８）とを具備することを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
【請求項１１】
当該駆動信号発生回路が、
搬送波を当該データで変調する変調回路（１０、１１０，２１０）と、
直流電源（１４、１１４，２１４）と、
当該変調回路（１０，１１０，２１０）の出力電気信号に当該直流電源（１４，１１４，２１４）の出力を混合する混合回路（１６，１１６，２１６）
とを具備することを特徴とする請求項５乃至１０の何れか１項に記載の光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号光生成方法及び光送信装置に関し、より具体的には、−３０°Ｃから１２０°Ｃというような、広い温度範囲で使用可能な信号光生成方法及び光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドサービスの普及などによるインターネット・トラフィックの急増により、大容量通信ネットワークの構築が急務となっている。このような伝送容量増大の要求に応えるために、信号を超高速な時分割多重（ＴＤＭ）で伝送するＴＤＭ伝送システム、及び、異なる波長を有する複数の光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムが開発された。
【０００３】
ＷＤＭ伝送システムには、波長を高密度で配置するＤＷＤＭ（Dense DWM）と、波長間隔を広く取ったＣＤＷＭ（Coarse WDM）がある。ＤＷＤＭは、ＩＴＵ−Ｔで波長グリッドの標準化も実施され、特に、幹線系システム及び海底ケーブルシステムで広く実用化されている。ＤＷＤＭシステムは、波長の精密な管理が必要であり、光源の波長及び波長合分波フィルタの波長特性を安定化するシステムが必要である。
【０００４】
これに対し、ＣＷＤＭ伝送システムでは、ＤＷＤＭ伝送システムほどの精密な波長管理を必要としない。波長数は制限されるものの、光源波長及び波長合分波フィルタの波長特性の安定化への要求は低くなる。ＣＷＤＭは、低コストな近距離の伝送システムへの導入が検討されている。
【０００５】
このように、ＷＤＭ技術は、光ファイバ資源の有効活用・再利用技術として、幹線系から近距離システムにまでその応用範囲を広げている。今後、さらに、アクセス系、及び、自動車内のデータ伝送システムにまで広がる動向がある。
【０００６】
その場合、通信システムの設置場所の温度環境は厳しくなる。例えば、屋外環境及び他の装置の発熱の影響などを考慮すると、−３０°Ｃから＋１２０°Ｃの１５０度の範囲で動作可能なことが求められる。また、送信部と受信部は、必ずしも同一の温度にあるわけではない。一般的には、送信部、受信部及び伝送路が全く異なる温度になる状況もあり得る。
【０００７】
このような環境でのＷＤＭ伝送では、光源の波長及び波長合分波フィルタの波長特性を一定に維持する為に、これらの温度を精密に制御する必要がある。この方法は、コストが大き過ぎる。
【０００８】
それに対処する方法として、特許文献１には、広帯域の光源、具体的には発光ダイオードの出力光から、可変波長型光分波器で特定の波長成分を抽出し、その波長成分で信号を送信する構成が記載されている。この構成では、発光ダイオードの温度制御は不要であり、数１０度の温度範囲に対応可能である。ただし、一般的な光半導体材料の発光帯域は３０ｎｍ程度で、温度依存性は０．１乃至０．３ｎｍ／Ｋであるので、１５０度の温度範囲では、１５乃至４５ｎｍの波長変動がある。この波長変動範囲で発光効率を一定に保つことは難しい。
【０００９】
特別に広帯域化した光源を用いる方法もある。例えば、発光層組成及び／又は発光層量子井戸の厚みを徐々に変化させた発光ダイオードである。この種の発光ダイオードは、構造が複雑で高コストになる。また、広帯域の光から一定幅の波長を切り出す場合、光源が広帯域なほどエネルギー変換効率が低下する。
【特許文献１】特開平１０−２６２０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
結局のところ、環境温度が１００度以上に変化する環境で使用可能なＷＤＭシステムを構築するには、特殊な広帯域の光源を用いるか、光源の温度を制御する必要があった。
【００１１】
本発明は、光源の温度制御無しに広い温度範囲でＷＤＭシステムを可能にする信号光生成方法及び光送信装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る信号光生成方法では、先ず、データを搬送する変調信号を生成する。当該変調信号により、互いに波長の異なる複数の発光ダイオードを駆動する。当該複数の発光ダイオードの出力光を光合波器により合波する。そして、当該合波器による合波光から信号波長の成分を光バンドパスフィルタにより抽出する。
【００１３】
互いに異なる波長の複数の発光ダイオードを出力光を合波することで、広いスペクトル幅の光源を使用するのと同じ効果が得られる。複数の発光ダイオードを同一データを搬送する駆動信号で駆動し、合波光から所望の信号波長成分を抽出することで、個々の発光ダイオードの波長の温度変化に関わらず、実質的に一定である信号波長の信号光を生成できる。光源の温度を制御する必要が無いので、安価に光送信装置を実現できる。
【００１４】
好ましくは、当該周囲温度に従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御する。これにより、温度変化に対して、信号波長の成分の光パワーを安定化でき、発光ダイオードを効率的なパワーで駆動できる。
【００１５】
好ましくは、当該信号波長の成分の光パワーに従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御する。これにより、周囲温度に関わらず、信号波長の成分の光パワーを精密に安定化できる。
【００１６】
好ましくは、周囲温度に従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御し、且つ、信号波長の成分の光パワーに従い当該複数の発光ダイオードのそれぞれに対する駆動パワーを制御する。これにより、温度変化に対して、発光ダイオードを効率的なパワーで駆動できる。周囲温度に関わらず、信号波長の成分の光パワーを精密に安定化できる。
【００１７】
本発明に係る光送信装置は、互いに波長の異なる複数の発光ダイオードと、当該複数の発光ダイオードを駆動する駆動信号であって、データを搬送する駆動信号を発生する駆動信号発生回路と、当該複数の発光ダイオードの出力光を合波する光合波器と、当該合波器による合波光から信号波長の成分を抽出する光バンドパスフィルタとを具備することを特徴とする。
【００１８】
互いに異なる波長の複数の発光ダイオードを出力光を合波することで、広いスペクトル幅の光源を使用するのと同じ効果が得られる。複数の発光ダイオードを同一データを搬送する駆動信号で駆動し、合波光から所望の信号波長成分を抽出することで、個々の発光ダイオードの波長の温度変化に関わらず、実質的に一定である信号波長の信号光を生成できる。光源の温度を制御する必要が無いので、安価に光送信装置を実現できる。
【００１９】
本発明に係る光送信装置は、好ましくは、更に、当該駆動信号を電力増幅し、増幅された当該駆動信号を当該複数の発光ダイオードのそれぞれに印加する電力増幅器を具備する。簡単な構成で、温度変化に関わらず、信号波長の成分の光パワーを一定以上に確保できる。
【００２０】
本発明に係る光送信装置は、好ましくは、更に、当該駆動信号を電力増幅する電力増幅器と、周囲温度を測定する温度計と、当該温度計の測定結果に従うパワー分配率で、当該電力増幅器の出力を当該複数の発光ダイオードに分配するパワー分配器とを具備する。これにより、周囲温度の変化に対して、信号波長の成分の光パワーを安定化できる。総駆動電力一定の下で、周囲温度の変化に対して発光ダイオードを効率的なパワーで駆動できる。
【００２１】
本発明に係る光送信装置は、好ましくは、更に、当該複数の発光ダイオードにそれぞれ対応する複数の電力増幅器であって、当該駆動信号を電力増幅し、増幅された駆動信号で対応する発光ダイオードを駆動する電力増幅器と、周囲温度を測定する温度計と、当該温度計の測定結果に従い、当該複数の電力増幅器の電力増幅率を制御する制御装置とを具備する。これにより、周囲温度の変化に対して、信号波長の成分の光パワーを安定化でき、個々の発光ダイオードを効率的なパワーで駆動できる。
【００２２】
本発明に係る光送信装置は、好ましくは、更に、当該駆動信号を電力増幅する電力増幅器と、当該電力増幅器の出力を当該複数の発光ダイオードに分配するパワー分配器と、当該光バンドパスフィルタの出力光パワーをモニタする光パワーモニタと、当該光パワーモニタの出力に従い当該電力増幅器及び当該パワー分配器制御する制御装置であって、当該光パワーモニタによりモニタされる光パワーが最大になるように、当該パワー分配器のパワー分配率を制御し、その後、当該光パワーモニタによりモニタされる光パワーが所定値になるように当該電力増幅器の電力増幅率を制御する制御装置とを具備する。これにより、周囲温度の変化に関わらず、信号波長の成分の光パワーを精密に安定化できる。総駆動電力一定の下で、発光ダイオードを効率的なパワーで駆動できる。
【００２３】
本発明に係る光送信装置は、好ましくは、更に、当該駆動信号を電力増幅する電力増幅器と、当該電力増幅器の出力を当該複数の発光ダイオードに分配するパワー分配器と、当該光バンドパスフィルタの出力光パワーをモニタする光パワーモニタと、周囲温度を測定する温度計と、当該光パワーモニタ及び当該温度計の出力に従い当該電力増幅器及び当該パワー分配器を制御する制御装置であって、当該温度計により測定された周囲温度に対応するパワー分配率に当該パワー分配器を制御し、当該光パワーモニタによりモニタされる光パワーが最大になるように、当該パワー分配器のパワー分配率を制御し、当該光パワーモニタによりモニタされる光パワーが所定値になるように当該電力増幅器の電力増幅率を制御する制御装置とを具備する。これにより、周囲温度の変化に関わらず、信号波長の成分の光パワーを精密に安定化できる。総駆動電力一定の下で、周囲温度の変化に対して発光ダイオードを効率的なパワーで駆動できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、簡素な構造で、光源の温度制御無しに、広い温度範囲で実質的に一定の波長の信号光を出力する光送信装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の第１実施例の概略構成ブロック図を示す。変調回路１０はデータ１２により搬送波を変調、例えば、振幅変調する。直流電源１４はバイアスとなる直流電圧を発生する。混合回路１６は、直流電源１４の出力電圧に変調回路１０からの変調信号を重畳する。電力増幅器１８は、混合回路１６の出力を電力増幅する。電力増幅器１８は、電圧信号を電流信号に変換する電圧／電流変換器であってもよい。
【００２７】
電力増幅器１８の出力信号は、中心発光波長λ１の発光ダイオード２０と、λ１より長い中心波長λ２の発光ダイオード２２に印加される。波長λ１と波長λ２は、発光ダイオード２０，２２の発光スペクトルの半値幅程度だけ、異なる。発光ダイオード２０，２２は、電力増幅器１８の出力電気信号に応じて光強度の変化する光信号を出力する。即ち、発光ダイオード２０，２２は電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器である。発光ダイオード２０，２２は温度制御されていないので、周囲温度の変化により、中心発光波長λ１，λ２が変化する。
【００２８】
光合波器２４は、発光ダイオード２０，２２の出力光を合波し、その合波光は、光バンドパスフィルタ２６に印加される。光合波器２４としては、ハーフミラー、偏光ビーム合波器及びＷＤＭカップラ等を使用できる。光バンドパスフィルタ２６の中心透過波長はλｓ、透過帯域幅はΔλとする。λｓは、使用温度範囲内でλ１以上、λ２以下である。Δλは例えば、１０ｎｍである。光バンドパスフィルタ２６の透過中心波長λｓは、一般に温度に対して発光ダイオードほどには変化しない。例えば、１５０Ｋの温度範囲内では、一般的な光バンドパスフィルタの中心透過波長λｓの変化量は、１．５ｎｍ程度である。
【００２９】
図２は、温度変化に対する発光ダイオード２０，２２のスペクトル変化を示す。図２（Ｂ）は室温時のスペクトル例を示し、図２（Ａ）は、室温から１００Ｋ上昇した高温時のスペクトル例を示し、図２（Ｃ）は、室温から５０Ｋ低下した低温時のスペクトル例を示す。
【００３０】
図２では、発光ダイオード２０の中心発光波長λ１は、室温時で７６０ｎｍ、高温時で７８０ｎｍ、低温時で７５０ｎｍであり、発光ダイオード２２の中心発光波長λ２は、室温時で７９０ｎｍ、高温時で８１０ｎｍ、低温時で７８０ｎｍであるとしている。また、各発光ダイオード２０，２２の３ｄＢ帯域幅は３０ｎｍである。このような３ｄＢ帯域幅を具備する発光ダイオード２０，２２は、容易に入手可能である。合成後の発光スペクトルの３ｄＢ帯域幅は６０ｎｍになる。室温での光バンドパスフィルタ２６の中心透過波長λｓは、７８０ｎｍ、帯域幅は１０ｎｍである。光バンドパスフィルタ２６の中心透過波長λｓは、室温から１００Ｋ上昇した高温時には、約７８１ｎｍであり、室温から５０Ｋ低下した低温時には、約７７９．５ｎｍである。発光ダイオード２０，２２の波長の温度変化に比べれば、光バンドパスフィルタ２６の中心波長λｓの変化は無視できる。図２から、本実施例では、１５０Ｋの温度範囲に対応できることが分かる。
【００３１】
本実施例では、発光スペクトル幅だけ離れた異なる発光波長の２つの発光ダイオード２０，２２の出力光を合波することで、単独の場合に比べて実質的に２倍のスペクトル幅、例えば６０ｎｍの光源を作り出すことができる。しかも、単一の発光ダイオードで広いスペクトル幅を実現するのに比べ、極めて容易に広スペクトル幅を実現できる。光バンドパスフィルタ２６が、その合成光から所望の波長成分を抽出する。光バンドパスフィルタ２６の中心波長λｓの温度変動は少ないので、最終的に出力される信号光の波長λｓの変動も、少なく抑えることができる。本実施例では、２倍のスペクトル幅の範囲での温度変動を許容することになる。換言すると、１５０Ｋというような広い温度範囲に対応可能になる。
【００３２】
本実施例により、光源の温度制御無しに、広い温度範囲内で実質的に同じ波長の信号光を出力する光送信装置を実現できる。出力信号波長が互いに重ならないように各光送信装置の光バンドパスフィルタ２６の通過帯域を設定することで、ＷＤＭシステムを容易に実現できる。即ち、使用温度範囲が広い装置にも、ＷＤＭシステムを適用できるようになる。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の第２実施例の概略構成ブロック図を示す。図１に示す実施例では、２つの発光ダイオードを同じパワーで駆動したが、第２実施例では、２つの発光ダイオードの駆動パワーを温度に応じて調節する。
【００３４】
変調回路１１０はデータ１１２により搬送波を変調、例えば、振幅変調する。直流電源１１４はバイアスとなる直流電圧を発生する。混合回路１１６は、直流電源１１４の出力電圧に変調回路１１０からの変調信号を重畳する。電力増幅器１１８は、混合回路１１６の出力を電力増幅する。電力増幅器１１８は、電圧信号を電流信号に変換する電圧／電流変換器であってもよい。
【００３５】
電力増幅器１１８の出力電気信号は、パワー分配器１３０に印加される。パワー分配器１３０には、周囲の温度を測定する温度計１３２と、周囲温度と、発光ダイオード１２０，１２２に対する駆動パワーの分配率との関係を規定するパワー分配率テーブル１３４が接続する。
【００３６】
パワー分配器１３０は、温度計１３２の測定温度での駆動パワー分配率をパワー分配率テーブル１３４から読み出し、そのパワー分配率で電力増幅器１１８からの電気信号を発光ダイオード１２０と発光ダイオード１２２に分配する。発光ダイオード１２０の発光中心波長はλ１、発光ダイオード１２２の発光中心波長は、λ１より長いλ２である。波長λ１と波長λ２は、発光ダイオード１２０，１２２の発光スペクトルの半値幅程度だけ、異なる。発光ダイオード１２０，１２２は、パワー分配器１３０からの電気信号（駆動信号）に応じて光強度の変化する光信号を出力する。即ち、発光ダイオード１２０，１２２は電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器である。発光ダイオード１２０，１２２は温度制御されていないので、周囲温度の変化により中心発光波長λ１，λ２が変化する。
【００３７】
光合波器１２４は、発光ダイオード１２０，１２２の出力光を合波し、その合波光は、光バンドパスフィルタ１２６に印加される。光合波器１２４としては、ハーフミラー、偏光ビーム合波器及びＷＤＭカップラ等を使用できる。光バンドパスフィルタ１２６の中心透過波長はλｓ、透過帯域幅はΔλとする。λｓは、使用温度範囲内でλ１以上、λ２以下である。Δλは例えば、１０ｎｍである。光バンドパスフィルタ１２６の透過中心波長λｓは、光バンドパスフィルタ２６と同様に、温度に対して発光ダイオードほどには変化しない。例えば、１５０Ｋの温度範囲内では、一般的な光バンドパスフィルタの中心透過波長λｓの変化量は、１．５ｎｍ程度である。
【００３８】
図４は、パワー分配率テーブル１３４の一例を示す。図４に示す例では、使用温度範囲内の最低温度−３０°Ｃでは、パワー分配器１３０は、発光ダイオード１２２にのみ電力増幅器１１８からの電気信号を供給する。温度上昇と共に、発光ダイオード１２０への電力分配率が増加し、発光ダイオード１２２への電力分配率が低下する。使用温度範囲内の最高温度１２０°Ｃでは、パワー分配器１３０は、発光ダイオード１２０にのみ電力増幅器１１８からの電気信号を供給する。
【００３９】
図５は、周囲温度と、発光ダイオード１２０，１２２の発光スペクトルと、光バンドパスフィルタ１２６の透過波長帯との関係を示す。図５（Ｂ）は室温時のスペクトル例を示し、図５（Ａ）は、室温から１００Ｋ上昇した高温時のスペクトル例を示し、図５（Ｃ）は、室温から５０Ｋ低下した低温時のスペクトル例を示す。
【００４０】
図２の場合と同様に、発光ダイオード１２０の中心発光波長λ１は、室温時で７６０ｎｍ、高温時で７８０ｎｍ、低温時で７５０ｎｍであり、発光ダイオード１２２の中心発光波長λ２は、室温時で７９０ｎｍ、高温時で８１０ｎｍ、低温時で７８０ｎｍであるとしている。また、各発光ダイオード１２０，１２２の３ｄＢ帯域幅は３０ｎｍであり、合成後の３ｄＢ帯域幅は６０ｎｍになる。室温での光バンドパスフィルタ１２６の中心透過波長λｓは、７８０ｎｍ、帯域幅は１０ｎｍである。光バンドパスフィルタ１２６の中心透過波長λｓは、室温から１００Ｋ上昇した高温時には、約７８１ｎｍであり、室温から５０Ｋ低下した低温時には、約７７９．５ｎｍである。発光ダイオード１２０，１２２の波長の温度変化に比べれば、光バンドパスフィルタ１２６の中心波長λｓの変化は無視できる。
【００４１】
本実施例でも、実施例１と同様に、発光スペクトル幅だけ離れた異なる発光波長の２つの発光ダイオードの出力光を合波することで、単独の場合に比べて実質的に２倍のスペクトル幅の光源を作り出すことができる。しかも、単一の発光ダイオードで広いスペクトル幅を実現するのに比べ、極めて容易に実現できる。光バンドパスフィルタが、その合成光から所望の波長成分を抽出する。光バンドパスフィルタの中心波長の温度変動は少ないので、最終的に出力される信号光の波長の変動も、少なく抑えることができる。本実施例では、２倍のスペクトル幅の範囲での温度変動を許容することになる。換言すると、１５０Ｋというような広い温度範囲に対応可能になる。
【００４２】
本実施例では、光バンドパスフィルタ１２６で抽出される光パワーが、温度に関わらずほぼ一定になるように、パワー分配器１３０による駆動パワーの分配率が温度毎に設定され、そのような温度に対する分配率が、パワー分配率テーブル１３４に予め記録される。駆動パワーに対する波長λｓでの発光パワーの割合が温度により異なる発光ダイオードを使用する場合には、この特性も考慮した駆動パワー分配率が、パワー分配率テーブル１３４に記録される。
【００４３】
本実施例では、実施例１の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。即ち駆動パワーの分配率を温度により制御することで、電力増幅器１１８の出力パワーを一定にしたままで、温度に関わらず光バンドパスフィルタ１２６の出力信号光パワーをほぼ一定に維持できる。
【実施例３】
【００４４】
図６は、本発明の第３実施例の概略構成ブロック図を示す。図３に示す第２実施例と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図３に示す第２実施例に対して変更した部分の構成と動作を説明する。
【００４５】
電力増幅器１１８Ａは、混合回路１１６の出力電気信号を電力増幅し、その出力が、発光ダイオード１２０を駆動する。他方、電力増幅器１１８Ｂは、混合回路１１６の出力電気信号を電力増幅し、その出力が、発光ダイオード１２２を駆動する。駆動パワー制御回路１３６は、温度計１３２の測定温度での駆動パワー分配率又は電力増幅器１１８Ａ，１１８Ｂの電力増幅率をパワー分配率テーブル１３４から読み出し、読み出されたパワー分配率又は電力増幅率に従い電力増幅器１１８Ａ，１１８Ｂの電力増幅率を制御する。このような制御により、温度に関わらず、光バンドパスフィルタ１２６の出力信号光パワーをほぼ一定に維持できる。
【実施例４】
【００４６】
図７は、本発明の第４実施例の概略構成ブロック図を示す。図７に示す第４実施例では、出力信号光（波長λｓ）の光パワーをモニタし、その光パワーが所定値に維持されるように、２つの発光ダイオードの駆動パワーを制御する。
【００４７】
変調回路２１０はデータ２１２により搬送波を変調、例えば、振幅変調する。直流電源２１４はバイアスとなる直流電圧を発生する。混合回路２１６は、直流電源２１４の出力電圧に変調回路２１０からの変調信号を重畳する。電力増幅器２１８は、混合回路２１６の出力を電力増幅する。制御装置２３２が、後述する光パワーモニタ２３０の測定結果に従い電力増幅器２１８の電力増幅率を制御される。電力増幅器２１８は、電圧信号を電流信号に変換する電圧／電流変換器であってもよい。
【００４８】
電力増幅器２１８の出力電気信号は、パワー分配器２１９に印加される。パワー分配器２１９は、制御装置２３２により制御されるパワー分配比で電力増幅器２１８の出力電気信号を発光ダイオード２２０，２２２に供給する。発光ダイオード２２０の発光中心波長はλ１、発光ダイオード２２２の発光中心波長は、λ１より長いλ２である。波長λ１と波長λ２は、発光ダイオード２２０，２２２の発光スペクトルの半値幅程度だけ、異なる。発光ダイオード２２０，２２２は、パワー分配器２１９からの電気信号、即ち、駆動信号に応じて光強度の変化する光信号を出力する。即ち、発光ダイオード２２０，２２２は電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器である。発光ダイオード２２０，２２２は温度制御されていないので、周囲温度の変化により中心発光波長λ１，λ２が変化する。
【００４９】
光合波器２２４は、発光ダイオード２２０，２２２の出力光を合波し、その合波光は、光バンドパスフィルタ２２６に印加される。光合波器２２４としては、ハーフミラー、偏光ビーム合波器及びＷＤＭカップラ等を使用できる。光バンドパスフィルタ２２６の中心透過波長はλｓ、透過帯域幅はΔλであるとする。λｓは、使用温度範囲内でλ１以上、λ２以下である。Δλは例えば、１０ｎｍである。光バンドパスフィルタ２２６の透過中心波長λｓは、光バンドパスフィルタ２６，１２６と同様に、温度に対して発光ダイオードほどには変化しない。例えば、１５０Ｋの温度範囲内では、一般的な光バンドパスフィルタの中心透過波長λｓの変化量は、１．５ｎｍ程度である。
【００５０】
光分波器２２８は、光バンドパスフィルタ２２６の出力光の一部を分離し、光パワーモニタ２３０に印加する。光パワーモニタ２３０は、光分波器２２８から入力する光のパワーを計測する。即ち、光パワーモニタ２３０は、光バンドパスフィルタ２２６の出力信号光のパワーを測定する。制御装置２３２は、波長λｓの信号光の光パワーが所定値以下になると、図８に示すフローに従って電力増幅器２１８の電力増幅率及びパワー分配器２１９のパワー分配率を制御する。
【００５１】
制御装置２３２は先ず、パワー分配器２１９の最適なパワー分配率を決定する。具体的には、制御装置２３２は、光パワーモニタ２３０で測定される光パワーが増加しなくなるまで（Ｓ２）、パワー分配器２１９における発光ダイオード２２０へのパワー分配率を段階的に上げる（Ｓ１）。制御装置２３２は次に、信号光の光パワーが増加しなくなるまで（Ｓ４）、パワー分配器２１９における発光ダイオード２２２へのパワー分配率を上げる（Ｓ３）。このような２方向の制御により、一定駆動パワーの下で波長λｓの信号光の光パワーが最大になるパワー分配器２１９におけるパワー分配率が決定する。最適なパワー分配率が現在のパワー分配率に対して少ない側にあるのか多い側にあるのかは、一般的には不明である。しかし、図８に示すように、パワー分配器２１９のパワー分配率を２方向に掃引することで、最適なパワー分配率を決定できる。
【００５２】
この後、制御装置２３２は、波長λｓの信号光の光パワーが所望値になるように、電力増幅器２１８の電力増幅率を制御する（Ｓ５）。
【００５３】
この実施例では、実施例１の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。即ち、使用時の温度に応じて最適な駆動パワー及びパワー分配率で２つの発光ダイオード２２０，２２２を駆動できる。
【実施例５】
【００５４】
図９は、本発明の第５実施例の概略構成ブロック図を示す。図７に示す実施例に、温度計２３４とパワー分配率テーブル２３６を追加した。図７の制御装置２３２に代えて制御装置２３８を配置した。図７に示す実施例と同じ構成要素には同じ符号を付してある。制御装置２３８は、光パワーモニタ２３０のモニタ結果、温度計２３４の測定結果及びパワー分配率テーブル２３６を参照して、電力増幅器２１８の電力増幅率及びパワー分配器２１９のパワー分配率を制御する。
【００５５】
制御装置２３８の制御態様を具体的に説明する。先ず、制御装置２３８は、温度計２３４により測定された周囲温度に対するパワー分配率をパワー分配率テーブル２３６から読み出し、そのパワー分配率にパワー分配器２１９を制御する。その後、制御装置２３８は、光パワーモニタ２３０のモニタ結果、即ち波長λｓの信号光の光パワーが最大になるように、光パワー分配器２１９のパワー分配率を制御する。最後に、制御装置２３８は、波長λｓの信号光の光パワーが所望値になるように、電力増幅器２１８の電力増幅率を制御する。
【００５６】
周囲温度及び分配率テーブル２３６によるパワー分配器２１９の制御は、いわば粗調であり、光パワーモニタ２３０によるパワー分配器２１９の制御は、いわば、微調である。光パワーモニタ２３０による電力増幅器２１８の電力増幅率の制御は、最終調整である。微調におけるパワー分配器２１９の制御により、発光ダイオード２２０，２２２の劣化の程度を判定できる。
【００５７】
本実施例では、実施例１の作用効果に加えて、発光ダイオード２２０，２２２の劣化具合を判定できるという利点がある。
【００５８】
上述の各実施例では、出力信号光の波長λｓは、温度に対して光バンドパスフィルタ２６，１２６，２２６の安定度と同じ安定度で安定する。従って、光受信装置には、光バンドパスフィルタ２５６，１２６，２２６と同じ光バンドパスフィルタを使用すればよい。ＷＤＭシステムに適用する際には、波長間隔を、光バンドパスフィルタ２６，１２６，２２６の透過波長幅Δλ以上に設定すれば良い。
【００５９】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６０】
例えば、上述の各実施例では、発光波長が所定量だけずれた２つの発光ダイオードを使用するとしたが、互いの波長の異なる３つ以上の発光ダイオードを使用しても良いことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】温度変化に対する発光ダイオード２０，２２のスペクトル変化例であり、図２（Ａ）は高温時、図２（Ｂ）は室温時、図２（Ｃ）は低温時のスペクトル例をそれぞれ示す。
【図３】本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図４】パワー分配率テーブル１３４の一例である。
【図５】周囲温度と、発光ダイオード１２０，１２２の発光スペクトルと、光バンドパスフィルタ１２６の透過波長帯との関係を示す模式図であり、図５（Ａ）は高温時、図５（Ｂ）は室温時、図５（Ｃ）は低温時のスペクトルと透過波長帯をそれぞれ示す。
【図６】本発明の第３実施例の概略構成ブロック図である。
【図７】本発明の第４実施例の概略構成ブロック図である。
【図８】制御装置２３２による電力増幅器２１８及びパワー分配器２１９の制御フローである。
【図９】本発明の第５実施例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０：変調回路
１２：データ
１４：直流電源
１６：混合回路
１８：電力増幅器
２０，２２：発光ダイオード
２４：光合波器
２６：光バンドパスフィルタ
１１０：変調回路
１１２：データ
１１４：直流電源
１１６：混合回路
１１８，１１８Ａ，１１８Ｂ：電力増幅器
１２０，１２２：発光ダイオード
１２４：光合波器
１２６：光バンドパスフィルタ
１３０：パワー分配器
１３２：温度計
１３４：分配率テーブル
１３６：駆動パワー制御装置
２１０：変調回路
２１２：データ
２１４：直流電源
２１６：混合回路
２１８：電力増幅器
２１９：パワー分配器
２２０，２２２：発光ダイオード
２２４：光合波器
２２６：光バンドパスフィルタ
２２８：光分波器
２３０：光パワーモニタ
２３２：制御装置
２３４：温度計
２３６：パワー分配率テーブル
２３８：制御装置
【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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