(57)【要約】【課題】  多重反射光の発生を抑制し、低コストで光学結合作業が容易な光送信モジュールおよび光送信方法を提供する。【解決手段】  変調信号Ｓｍの消光比に基づいて求められた減衰率を有する損失部４を設けて伝送路５中の反射光量を減衰することにより、光アイソレータ部品を設けなくても、実用上十分な性能を確保した低コストの光送信モジュールを実現できる。また、当該光送信モジュールは、損失部４により光量調整を行うことから、通常モジュールで採用される程度の光学実装精度で実現可能である。【選択図】  図１
2005160036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路に信号光を送出する光送信モジュールであって、
変調信号を出力する駆動部と、
前記駆動部から出力された変調信号を所定の消光比で電気−光変換して信号光を出力する信号光出力部と、
前記信号光出力部と前記伝送路との間を伝搬する光量を所定の減衰率で減衰し、前記信号光出力部から出力された信号光を当該減衰率で減衰して前記伝送路へ出射する損失部とを備える、光送信モジュール。
【請求項２】
前記損失部が有する減衰率は、少なくとも前記信号光出力部の消光比に基づいて設定されることを特徴とする、請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項３】
前記伝送路上に所定の反射率を有する反射部位が形成されているとき、
前記反射部位の反射率をＡ、前記信号光出力部の消光比をＢ、前記信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、前記損失部が有する減衰率Ｃは、
【数１】
2005160036.tif 000013
で設定されることを特徴とする、請求項２に記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記信号光出力部から出力される出射光量を検出する光量検出部と、
前記伝送路から前記信号光出力部側へ出射される反射光の一部を受光して、当該反射光の光量を検出する反射光検出部と、
前記光量検出部で検出された出射光量および前記反射光検出部で検出された反射光の光量に基づいて、前記駆動部が出力する変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅を制御する第１制御信号と、前記損失部の減衰率を制御する第２制御信号とを出力する比較部とを、さらに備え、
前記駆動部は、前記比較部から出力される第１制御信号に基づいたバイアスレベルおよび変調振幅を有する前記変調信号を生成して出力し、
前記信号光出力部は、前記駆動部から出力される変調信号を前記バイアスレベルおよび前記変調振幅で定まる消光比で電気−光変換して前記信号光を出力し、
前記損失部は、前記比較部から出力される第２制御信号に基づいて前記減衰率を調整して、前記信号光出力部と前記伝送路との間を伝搬する光量を当該減衰率で減衰することを特徴とする、請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項５】
前記比較部は、前記光量検出部で検出される出射光量に対する前記反射光検出部で検出される反射光の光量の比率が所定の値となるように前記第２制御信号を出力し、前記変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅を調整して前記信号光出力部の消光比が一定となるように前記第１制御信号を出力することを特徴とする、請求項４に記載の光送信モジュール。
【請求項６】
前記比較部は、前記比率が前記信号光出力部の消光比に基づいた値となるように前記第２制御信号を出力することを特徴とする、請求項５に記載の光送信モジュール。
【請求項７】
前記比率をε、前記信号光出力部の消光比をＢ、前記信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、前記比較部は、前記比率εが
【数２】
2005160036.tif 000014
となるように前記第２制御信号を出力することを特徴とする、請求項６に記載の光送信モジュール。
【請求項８】
光送信モジュールから伝送路へ信号光を送出する光送信方法であって、
変調信号を出力し、
前記変調信号を所定の消光比で電気−光変換して信号光を出力し、
前記光送信モジュールと前記伝送路との間を伝搬する光量を所定の減衰率で減衰し、前記信号光を当該減衰率で減衰して前記伝送路へ出射する、光送信方法。
【請求項９】
前記減衰率を、少なくとも前記消光比に基づいて設定することを特徴とする、請求項８に記載の光送信方法。
【請求項１０】
前記伝送路上に所定の反射率を有する反射部位が形成されているとき、
前記反射部位の反射率をＡ、前記消光比をＢ、前記信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、前記減衰率Ｃを、
【数３】
2005160036.tif 000015
で設定することを特徴とする、請求項９に記載の光送信方法。
【請求項１１】
前記信号光の光量および前記伝送路から反射する少なくとも一部の反射光の光量に基づいたバイアスレベルおよび変調振幅を有する前記変調信号を出力し、
前記変調信号を前記バイアスレベルおよび前記変調振幅で定まる消光比で電気−光変換して前記信号光を出力し、
前記信号光の光量および前記反射光の光量に基づいて前記減衰率を調整することを特徴とする、請求項８に記載の光送信方法。
【請求項１２】
前記信号光の光量に対する前記反射光の光量の比率が所定の値となるように前記減衰率を調整し、
前記消光比が一定となるように前記変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅を調整することを特徴とする、請求項１１に記載の光送信方法。
【請求項１３】
前記比率が前記消光比に基づいた値となるように前記減衰率を調整することを特徴とする、請求項１２に記載の光送信方法。
【請求項１４】
前記比率をε、前記消光比をＢ、前記信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、前記比率εが
【数４】
2005160036.tif 000016
となるように前記減衰率を調整することを特徴とする、請求項１３に記載の光送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザを直接強度変調する光送信モジュールおよび光送信方法に関し、より特定的には、所定の反射率の反射点が存在する伝送路に接続される光送信モジュールの反射率条件を設定して光送信する光送信モジュールおよび光送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インターネットの飛躍的な普及により、データ通信網の伝送容量拡大が進められている。このような伝送容量拡大の中で、メトロ網を中心とする中・長距離系が通信網のボトルネックとなりつつあり、その高速化を経済的に実現する技術や光デバイスが要求されている。また、短距離系のデータについても、１０ギガビット級のイーサネット(登録商標）等の標準化活動に伴って、小型化と低コスト化を追求する動きが活発である。
【０００３】
光通信性能を決定付けるキーデバイスである発光素子の１つとして、分布帰還型の半導体レーザが広く用いられている。半導体レーザは、シングルモードファイバを用いた中・長距離伝送用の発光素子として、その狭スペクトル特性による優れた伝送品質および広帯域特性を有している。一方、通常の半導体レーザを反射点が存在する伝送路に用いる場合には、干渉雑音を低減した十分なシステム性能を得る為に、光アイソレータ部品の搭載が必要となる。例えば、光アイソレータ部品は、磁気光学効果を有するファラデー素子と偏光子とを組合せることにより構成される。なお、光アイソレータ部品が未搭載の場合、電気信号の重畳による干渉雑音の低減も可能であるが、狭スペクトル幅が要求される通常の中・長距離の高速基底帯域光伝送では、干渉雑音レベルが大きくなりその実用性は低い。
【０００４】
以下、光アイソレータ部品が搭載された従来の光送受信システムについて説明する。なお、図６は当該光送受信システムの概略構成を示すブロック図であり、図７は図６の光送受信システムにおける光信号の伝搬状態を説明するための図である。
【０００５】
図６において、従来の光送受信システムは、駆動部１０１、半導体レーザ１０２、非球面レンズ１０３、光アイソレータ１０４、伝送路１０５、および光受信器１０６を備えている。駆動部１０１に入力された入力信号Ｓｉは、駆動部１０１において所定の消光比の変調信号Ｓｍに変換され、半導体レーザ１０２を直接強度変調する。半導体レーザ１０２は、この変調信号Ｓｍを電気−光変換し、信号光Ｌｓ１を生成する。半導体レーザ１０２から出射された信号光Ｌｓ１は、例えば、非球面レンズ１０３により集光され、光アイソレータ１０４を介して、伝送路１０５の一方側に接続する。そして、伝送路１０５を伝搬した信号光Ｌｓ１は、伝送路１０５の他方側から信号光Ｌｓ２として出射し、光受信器１０６で受光される。
【０００６】
ここで、伝送路１０５上には、光コネクタ等の接続部位の影響等によって、所定の反射率を有する反射点Ｘが形成される。図７に示すように、伝送路１０５に入射した信号光Ｌｓ１は、伝送路１０５中を伝搬して、その一部が反射点Ｘにおいて反射される。そして、反射点Ｘにおいて反射しなかった信号光Ｌｓ１は、直接光Ｌｄとして光受信器１０６に入射する。一方、伝送路１０５上の反射点Ｘで反射して信号光Ｌｓ１と逆方向に伝搬する反射光Ｌｒは、半導体レーザ１０２の出射端面やレーザ活性領域等で再反射する。そして、光受信器１０６には、再反射光（多重反射光）Ｌｒが直接光Ｌｄと共に信号光Ｌｓ２として伝送路１０５の他方側から出射される。
【０００７】
しかし、伝送路１０５上の反射点Ｘで反射して信号光Ｌｓ１と逆方向に伝搬する反射光Ｌｒは、光アイソレータ１０４により抑圧される。この結果、反射光Ｌｒが半導体レーザ１０２の出射端面やレーザ活性領域等で再反射することを回避することができる。つまり、光受信器１０６に出射される多重反射光Ｌｒの発生を回避できる。したがって、光受信器１０６において、信号光Ｌｓ２に含まれる直接光Ｌｄおよび多重反射光Ｌｒを検波することにより生じる干渉雑音の発生を回避することができる。
【０００８】
また、半導体レーザの出射端面と光ファイバとの間に煽り角を設けた半導体レーザモジュールもある（例えば特許文献１参照）。この半導体モジュールは、半導体レーザの出射端面と光ファイバとの間に煽り角を設けることによって、上記反射光が半導体レーザの出射端面やレーザ活性領域等で再反射することを回避している。
【特許文献１】特開２０００−４７０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、光アイソレータ１０４を搭載した光送受信システムでは、光アイソレータ１０４のコスト比率が高く、その光アイソレータ１０４を含む光送信モジュールの経済化が困難であった。
【００１０】
また、上記特許文献１で開示された半導体レーザモジュールでは、煽り角を設けた光ファイバとの光学結合条件の調整に高い精度が要求される。つまり、半導体レーザと光ファイバとの光学結合作業が困難であり、結果的に光送信モジュールが高コストとなることがある。
【００１１】
それ故に、本発明の目的は、多重反射光の発生を抑制し、低コストで光学結合作業が容易な光送信モジュールおよび光送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１３】
本発明の光送信モジュール（１０）は、伝送路（５）に信号光（Ｌｓ１、Ｌｓ３）を送出する。光送信モジュールは、駆動部（１、１１）、信号光出力部（半導体レーザ２、１２）、および損失部（４、可変損失部１８）を備える。駆動部は、変調信号（Ｓｍ）を出力する。信号光出力部は、駆動部から出力された変調信号を所定の消光比（Ｂ）で電気−光変換して信号光を出力する。損失部は、信号光出力部と伝送路との間を伝搬する光量を所定の減衰率（Ｃ）で減衰し、信号光出力部から出力された信号光をその減衰率で減衰して伝送路へ出射する。
【００１４】
上記損失部が有する減衰率は、少なくとも信号光出力部の消光比に基づいて設定されてもかまわない。伝送路上に所定の反射率（γ１）を有する反射部位（反射点Ｘ）が形成されているとき、一例として、反射部位の反射率をＡ、信号光出力部の消光比をＢ、信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤ（Ｄｓ）とすると、損失部が有する減衰率Ｃは、
【数５】
2005160036.tif 000003
で設定される（式（５））。
【００１５】
また、光量検出部（１３）、反射光検出部（１４）、および比較部（１５）を、さらに備えていてもかまわない。光量検出部は、信号光出力部から出力される出射光量を検出する。反射光検出部は、伝送路から信号光出力部側へ出射される反射光（Ｌｒ）の一部を受光して、その反射光の光量を検出する。比較部は、光量検出部で検出された出射光量および反射光検出部で検出された反射光の光量に基づいて、駆動部（１１）が出力する変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅を制御する第１制御信号（Ｃｓ１）と、損失部（可変損失部１８）の減衰率を制御する第２制御信号（Ｃｓ２）とを出力する。この場合、駆動部は、比較部から出力される第１制御信号に基づいたバイアスレベルおよび変調振幅を有する変調信号を生成して出力する。信号光出力部は、駆動部から出力される変調信号をバイアスレベルおよび変調振幅で定まる消光比で電気−光変換して信号光を出力する。そして、損失部は、比較部から出力される第２制御信号に基づいて減衰率を調整して、信号光出力部と伝送路との間を伝搬する光量をその減衰率で減衰する。
【００１６】
上記比較部は、光量検出部で検出される出射光量に対する反射光検出部で検出される反射光の光量の比率（ε）が所定の値となるように第２制御信号を出力し、変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅を調整して信号光出力部の消光比が一定となるように第１制御信号を出力してもかまわない。具体的には、比較部は、比率が信号光出力部の消光比に基づいた値となるように第２制御信号を出力する。一例として、比率をε、信号光出力部の消光比をＢ、信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、比較部は、比率εが
【数６】
2005160036.tif 000004
となるように第２制御信号を出力する。
【００１７】
本発明の光送信方法は、光送信モジュールから伝送路へ信号光を送出する。光送信方法は、変調信号を出力し、変調信号を所定の消光比で電気−光変換して信号光を出力し、光送信モジュールと伝送路との間を伝搬する光量を所定の減衰率で減衰し、信号光をその減衰率で減衰して伝送路へ出射する。
【００１８】
上記減衰率を、少なくとも消光比に基づいて設定してもよい。一例として、伝送路上に所定の反射率を有する反射部位が形成されているとき、反射部位の反射率をＡ、消光比をＢ、信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、減衰率Ｃを、
【数７】
2005160036.tif 000005
で設定する。
【００１９】
また、信号光の光量および伝送路から反射する少なくとも一部の反射光の光量に基づいたバイアスレベルおよび変調振幅を有する変調信号を出力し、変調信号をバイアスレベルおよび変調振幅で定まる消光比で電気−光変換して信号光を出力し、信号光の光量および反射光の光量に基づいて減衰率を調整してもかまわない。
【００２０】
信号光の光量に対する反射光の光量の比率が所定の値となるように減衰率を調整し、消光比が一定となるように変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅を調整してもかまわない。具体的には、比率が消光比に基づいた値となるように減衰率を調整する。一例として、比率をε、消光比をＢ、信号光における信号のＱ値をＱ、符号誤り率における許容ペナルティをＤとすると、比率εが
【数８】
2005160036.tif 000006
となるように減衰率を調整する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光送信モジュールによれば、損失部を設けて伝送路中の反射光量を減衰することにより、光アイソレータ部品を設けなくても、実用上十分な性能を確保した低コストの光送信モジュールを実現できる。また、当該光送信モジュールは、損失部により光量調整を行うことから、通常モジュールで採用される程度の光学実装精度で実現可能である。
【００２２】
損失部が有する減衰率が消光比等に基づいて設定される場合、予め既知の値を用いて減衰率を求めることができるため、損失部の減衰率を容易に設定できる。
【００２３】
また、損失部の減衰率と変調信号のバイアスレベルおよび変調振幅とを、出射光量および反射光の光量に基づいて設定する場合、自動的に減衰率を調整して伝送路中の反射光量を減衰させることができる。また、光送信モジュール出力を安定化することが可能となる。
【００２４】
さらに、出射光量に対する反射光の光量の比率を消光比等に基づいた値となるように調整する場合、予め既知の値を用いた目標値に減衰率を設定することができるため、損失部の減衰率の目標値を容易に設定でき、光アイソレータ部品を設けなくても、実用上十分な性能を確保した低コストの光送信モジュールを実現できる。
【００２５】
また、本発明の光送信方法によれば、上記光送信モジュールと同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光送受信システムについて説明する。なお、図１は第１の実施形態に係る光送受信システムの概略構成を示すブロック図であり、図２は図１の光送受信システムにおける光信号の伝搬状態を説明するための図である。
【００２７】
図１において、光送受信システムは、駆動部１、半導体レーザ２、光導波路３、損失部４、伝送路５、および光受信器６を備えている。そして、駆動部１、半導体レーザ２、光導波路３、および損失部４によって、第１の実施形態に係る光送信モジュール１０ａを構成する。
【００２８】
駆動部１は、入力された入力信号Ｓｉを所定の消光比Ｂの変調信号Ｓｍに変換し、半導体レーザ２を直接強度変調する。半導体レーザ２は、この変調信号Ｓｍに基づいて電気−光変換し、信号光Ｌｓ１を生成する。半導体レーザ２から出射された信号光Ｌｓ１は、光導波路３に光結合される。損失部４は、光導波路３と伝送路５との間に設けられ、その内部を伝搬する光を所定の減衰率Ｃで減衰させる。損失部４は、既存の光減衰器（アッテネータ）や透過率の悪い材料等を用いて構成される。光導波路３に光結合された信号光Ｌｓ１は、損失部４で減衰率Ｃの減衰を受けた後、光送信モジュール１０ａから伝送路５の一方側に送出される。そして、伝送路５を伝搬した信号光Ｌｓ１は、伝送路５の他方側から信号光Ｌｓ２として出射し、光受信器６で受光される。光受信器６は、伝送路５から出射された信号光Ｌｓ２を検波する。
【００２９】
ここで、伝送路５上には、光コネクタ等の接続部位の影響等によって、所定の反射率γ１を有する反射点Ｘが形成される場合がある。図２に示すように、伝送路５に入射した信号光Ｌｓ１は、伝送路５中を伝搬して、その一部が反射点Ｘにおいて反射される。そして、反射点Ｘにおいて反射しなかった信号光Ｌｓ１は、直接光Ｌｄとして光受信器６に入射する。一方、伝送路５を伝搬する信号光Ｌｓ１は、反射点Ｘにおいて反射率γ１で反射し、信号光Ｌｓ１と逆方向（すなわち、半導体レーザ２に向かう方向）に反射光Ｌｒとして伝送路５を伝搬する。
【００３０】
反射点Ｘで反射した反射光Ｌｒは、伝送路５を上記逆方向へ伝搬して、損失部４において減衰率Ｃで減衰した後、光導波路３を介して半導体レーザ２に向けて出射される。半導体レーザ２は、半導体レーザ素子の出射端面やその活性領域内の分布鏡において所定の反射率γ２を有する有限の反射点を形成している。したがって、半導体レーザ２に向けて出射された反射光Ｌｒは、半導体レーザ２の反射点において、反射率γ２で再び光導波路３に向けて多重反射される。そして、反射光Ｌｒは、損失部４で再び減衰率Ｃで減衰を受けた後、伝送路５上を伝搬する（図２の破線で示す状態）。そして、光受信器６には、直接光Ｌｄに多重された反射光（多重反射光）Ｌｒが直接光Ｌｄと共に信号光Ｌｓ２として伝送路５の他方側から出射される。つまり、光受信器６は、信号光Ｌｓ２に含まれる直接光Ｌｄおよび多重反射光Ｌｒを検波することになる。
【００３１】
ここで、２つの反射点（反射率γ１およびγ２）間で生じた多重反射光Ｌｒと直接光Ｌｄとを光受信器６で二乗検波する際に生じる相対雑音強度の信号帯域内の総量Ｎは、周波数雑音をＲＩＮ（ｆ）、基底帯域信号の信号帯域をＢｗ、半導体レーザの線幅をΔνとしたとき、次の式（１）の関係で与えられる。
【数９】
2005160036.tif 000007
特に、Δν≪Ｂｗの場合、上記式（１）は、次の式（２）で与えられる。
【数１０】
2005160036.tif 000008
【００３２】
上記式（２）に示すように、相対雑音強度の総量Ｎは、２つの反射点の反射率γ１およびγ２の積、換言すると、直接光Ｌｄと多重反射光Ｌｒとの光強度比により定まる。ここで、伝送路５と光導波路３との間に減衰率Ｃの損失部４を挿入することにより、多重反射光Ｌｒは、損失部を３回経由し、直接光Ｌｄと比較して多重反射光ＬｒをＣ2だけ余分に抑圧することができる。したがって、光送信部では、多重反射光Ｌｒに対する直接光Ｌｄの光量比を大きくすることが可能であり、光受信器６における干渉雑音の発生量を抑圧することができる。この場合、相対雑音強度の総量Ｎは、次の式（３）で与えられる。
【数１１】
2005160036.tif 000009
【００３３】
一方、光送受信システムにおける伝送品質は、送信器符号誤り率に生じるペナルティＤから与えられ、信号のＱ値をＱとしたとき、次の式（４）で与えられる。
【数１２】
2005160036.tif 000010
そして、光送受信システムにおいて実用上十分な性能を確保するための許容ペナルティをＤｓ、反射点Ｘの反射率をγ１、変調信号Ｓｍの消光比をＢ、信号のＱ値をＱ、および半導体レーザ２が有する反射点が全反射（すなわちγ２＝１）としたとき、損失部４の減衰率Ｃは、次の式（５）から求めることができる。
【数１３】
2005160036.tif 000011
したがって、上記式（５）によって求められた減衰率Ｃを有する損失部４を設けることによって、許容ペナルティＤｓを満足することが可能であり、光送受信システムにおいて実用上十分な性能を確保することができる。
【００３４】
このように、第１の実施形態に係る光送信モジュールによれば、変調信号の消光比に基づいて求められた減衰率を有する損失部を設けて伝送路中の反射光量を減衰することにより、光アイソレータ部品を設けなくても、実用上十分な性能を確保した低コストの光送信モジュールを実現できる。また、当該光送信モジュールは、当該光送信モジュール内に設けられた損失部により光量調整を行うことから、通常モジュールで採用される程度の光学実装精度で実現可能である。
【００３５】
（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光送受信システムについて説明する。第１の実施形態で説明した光送信モジュールでは、所定の減衰率を有する損失部を設けることによって、多重反射雑音に係わる伝送品質を維持することができるが、光送信モジュールから出力される信号光も損失部において減衰してしまう。第２の実施形態に係る光送受信システムでは、光送信モジュールからの出力を安定化する態様として説明を行う。なお、図３は、当該光送受信システムの概略構成を示すブロック図である。
【００３６】
図３において、光送受信システムは、駆動部１１、半導体レーザ１２、光量検出部１３、反射光検出部１４、比較部１５、可変損失部１８、光導波路３、および伝送路５を備えている。比較部１５は、第１および第２制御部１６および１７を含んでいる。そして、駆動部１１、半導体レーザ１２、光量検出部１３、反射光検出部１４、比較部１５、可変損失部１８、および光導波路３によって、第２の実施形態に係る光送信モジュール１０ｂを構成する。なお、伝送路５で伝送される光信号は、光受信器で受光されるが、ここでは図示を省略する。また、光導波路３および伝送路５は、第１の実施形態と同様であるため、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
駆動部１１は、入力された入力信号Ｓｉを、第１制御部１６から出力される第１制御信号Ｃｓ１に基づいてバイアスされた所定の消光比Ｂの変調信号Ｓｍに変換し、半導体レーザ１２を直接強度変調する。半導体レーザ１２は、この変調信号Ｓｍを電気−光変換し、信号光Ｌｓ３を生成する。そして、半導体レーザ１２の前端面から出射された信号光Ｌｓ３は、光導波路３の信号光入射端に光結合される。一方、半導体レーザ１２の後端面からの出射光量は、光量検出部１３で検出される。そして、光量検出部１３で検出された出射光量検出結果は、第１および第２制御部１６および１７へそれぞれ出力される。
【００３８】
可変損失部１８は、光導波路３と伝送路５との間に設けられ、第２制御部１７から出力される第２制御信号Ｃｓ２に基づいた減衰率Ｃでその内部を伝搬する光を減衰させる。以下、図４および図５を用いて、可変損失部１８の構成について説明する。なお、図４は、可変損失部１８の構成の一例を示す概略図である。図５は、可変損失部１８の構成の他の例を示す概略図である。
【００３９】
図４において、可変損失部１８の一例は、液晶素子を光導波路３と伝送路５との間の光軸が貫通するように配設して構成される。可変損失部１８の液晶素子は、一対の透明電極層１８１および１８２と液晶層１８３とによって構成される。液晶層１８３の両面に透明電極層１８１および１８２がそれぞれ設けられ、透明電極層１８１に第２制御信号Ｃｓ２が印加され、透明電極層１８２が接地される。そして、第２制御部１７から出力される第２制御信号Ｃｓ２に基づいて、液晶層１８３の光透過率を変化させることにより、可変損失部１８を透過する光損失量（減衰率Ｃ）を制御することができる。
【００４０】
図５において、可変損失部１８の他の例は、光学フィルタ１８５を光導波路３と伝送路５との間の光軸が貫通するように配設して構成される。光学フィルタ１８５は、アクチュエータ等の可動部１８４に実装され、可動部１８４に印加される第２制御信号Ｃｓ２によって所定方向（例えば、光軸に対して垂直な方向；図示Ｍ方向）に移動可能に構成される。光学フィルタ１８５は、上記移動方向に対して漸増的に光減衰率が大きくなる、または漸減的に光減衰率が小さくなるように形成されている。あるいは、段階的に光減衰率の異なる複数の光学フィルタを上記移動方向に並設して、光学フィルタ１８５を構成してもよい。そして、第２制御部１７から出力される第２制御信号Ｃｓ２に基づいて、可動部１８４が光学フィルタ１８５を移動させることによって、可変損失部１８を透過する光損失量（減衰率Ｃ）を制御することができる。
【００４１】
光導波路３に光結合された信号光Ｌｓ３は、可変損失部１８で減衰率Ｃの減衰を受けた後、光送信モジュール１０ｂから伝送路５の一方側に送出される。そして、伝送路５を伝搬した信号光Ｌｓ３は、伝送路５の他方側から出射し、光受信器（図示せず）で受光される。
【００４２】
ここで、伝送路５上には、光コネクタ等の接続部位の影響等によって、所定の反射率γ１を有する反射点Ｘが形成される場合がある。したがって、伝送路５に入射した信号光Ｌｓ３は、伝送路５中を伝搬して、その一部が反射点Ｘにおいて反射される。そして、反射点Ｘにおいて反射しなかった信号光Ｌｓ３は、直接光として光受信器に入射する。一方、伝送路５を伝搬する信号光Ｌｓ３は、反射点Ｘにおいて反射率γ１で反射し、信号光Ｌｓ３と逆方向（すなわち、可変損失部１８に向かう方向）に反射光Ｌｒとして伝送路５を伝搬する。
【００４３】
反射点Ｘで反射した反射光Ｌｒは、伝送路５を上記逆方向へ伝搬して、可変損失部１８において減衰率Ｃで減衰した後、光導波路３の信号光入射端から出射される。この光導波路３の信号光入射端から出射された反射光Ｌｒの一部は、反射光検出部１４でその光量が検出される。そして、反射光検出部１４で検出された反射光の光量検出結果は、第２制御部１７へ出力される。なお、図３においては、半導体レーザ１２を光導波路３の光軸に対して斜め方向に配置し、反射光検出部１４を当該光軸上に配置したが、このような配置に限定されない。半導体レーザ１２から出射される信号光Ｌｓ３が光導波路３の信号光入射端に入射し、当該信号光入射端から出射される反射光Ｌｒの一部が反射光検出部１４に入射すれば、半導体レーザ１２および反射光検出部１４は、他の位置に配置されてもかまわない。
【００４４】
比較部１５を構成する第１および第２制御部１６および１７は、光量検出部１３および反射光検出部１４の光量検出結果に基づいて、それぞれ第１および第２制御信号Ｃｓ１およびＣｓ２を生成する。そして、第１制御部１６で生成される第１制御信号Ｃｓ１は、駆動部１１へ出力され、第２制御部１７で生成される第２制御信号Ｃｓ２は、可変損失部１８および第１制御部１６へそれぞれ出力される。以下、第１および第２制御部１６および１７の動作について説明する。
【００４５】
第２制御部１７は、光量検出部１３の出射光量検出結果に対する反射光検出部１４の反射光の光量検出結果の比率が、光送受信システムにおいて実用上十分な性能を確保するための値になるように、可変損失部１８の減衰率Ｃを制御する。ここで、この光送受信システムにおいて実用上十分な性能を確保するための許容ペナルティをＤｓ、反射点Ｘの反射率をγ１、変調信号Ｓｍの消光比をＢ、信号のＱ値をＱ、および光導波路３の信号光入射端から出射される反射光Ｌｒが全反射して光導波路３に当該信号光入射端へ戻るとしたとき、上記比率ε（反射光検出部１４の反射光の光量／光量検出部１３の出射光量）が次の式（６）を満たすように、第２制御部１７が減衰率Ｃを制御する。
【数１４】
2005160036.tif 000012
第２制御部１７は、上記式（６）を満たす比率εで一定となるように第２制御信号Ｃｓ２を出力して、可変損失部１８の減衰率Ｃをフィードバック制御する。比率εは、許容ペナルティＤｓを満たすように設定されているため、この第２制御部１７の動作によって多重反射雑音に係わる伝送品質を常に維持することができる。なお、上記式（６）で明らかなように、この比率εの設定は、予め既知である駆動部１１の消光比Ｂに基づいて決定されている。
【００４６】
第１制御部１６は、第２制御部１７が制御する減衰率Ｃおよび光量検出部１３の出射光量検出結果に基づいて、可変損失部１８での減衰を見込んだ出射光量になるように駆動部１１を制御する。具体的には、第１制御部１６は、第２制御部１７が制御する減衰量に基づいて変調信号Ｓｍのバイアスレベルおよび変調振幅を制御し、変調信号Ｓｍのバイアスレベルおよび変調振幅によって定まる消光比Ｂが一定となるように第１制御信号Ｃｓ１を出力して駆動部１１を制御する。この第１制御部１６の動作によって多重反射雑音に係わる伝送品質を維持することができ、かつ、光送信モジュール１０ｂから出力される信号光量を安定して出力することができる。
【００４７】
このように、第２の実施形態に係る光送信モジュールによれば、変調信号の消光比に基づいて求められた減衰率を有する損失部を設けて伝送路中の反射光量を減衰することにより、光アイソレータ部品を設けなくても、実用上十分な性能を確保した低コストの光送信モジュールを実現できる。また、当該光送信モジュールは、伝送路中の反射光量の検出結果および変調信号の消光比に基づいて、自動的に減衰率を調整して伝送路中の反射光量を減衰させる。さらに、当該光送信モジュールは、発光量および減衰率を検出して減衰を見込んだ出射光量になるように制御するため、光送信モジュール出力を安定化することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明にかかる光送信モジュールおよび光送信方法は、光アイソレータ部品を設けなくても実用上十分な性能を確保することができ、経済化が必要な光送受信システムを構成する光デバイス等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送受信システムの概略構成を示すブロック図
【図２】図１の光送受信システムにおける光信号の伝搬状態を説明するための図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光送受信システムの概略構成を示すブロック図
【図４】図３の可変損失部１８の構成の一例を示す概略図
【図５】図３の可変損失部１８の構成の他の例を示す概略図
【図６】従来の光送受信システムの概略構成を示すブロック図
【図７】図６の光送受信システムにおける光信号の伝搬状態を説明するための図
【符号の説明】
【００５０】
１、１１…駆動部
２、１２…半導体レーザ
３…光導波路
４…損失部
５…伝送路
６…光受信器
１０…光送信モジュール
１３…光量検出部
１４…反射光検出部
１５…比較部
１６…第１制御部
１７…第２制御部
１８…可変損失部
１８１、１８２…透明電極層
１８３…液晶層
１８４…可動部
１８５…光学フィルタ
【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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