(57)【要約】【課題】環境変化や経年変化にともない、直接変調用の発光素子の出力特性の変化が生じても、自動的に対応して最適な消光比を保つことができるような消光比制御を行う。【解決手段】消光比制御装置１００は、ＬＤの温度を検出する温度センサ１１０と、ＬＤの光出力パワーを検出するＭＰＤと、変調電流Ｉｐ（Ｉｐモニタ）を検出するＬＤＤ１３０と、検出温度を用いてＬＤの光出力のパワー制御値（ＰＯＷ）の演算を行うＰＯＷ演算部１２１と、パワー制御値（ＰＯＷ）と、光出力パワーとに対応する特性情報を参照し、ＬＤの消光比制御値（ＥＲ）の非線形特性の補正を行うための補正情報を求め、消光比制御値（ＥＲ）を算出するＥＲ演算部１２６とを備え、消光比制御値（ＥＲ）を用いてＡＭＣ１３１によりＬＤの消光比制御を行う。【選択図】図１
2007103398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接変調用の発光素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記発光素子の光出力パワーを検出するパワー検出手段と、
前記発光素子に入力される変調電流値を検出する変調電流検出手段と、
前記発光素子の特性情報が格納された特性情報格納手段と、
前記温度を用いて前記発光素子の光出力のパワー制御値の演算を行うパワー制御値演算手段と、
前記パワー制御値と、前記光出力パワーとに対応する前記特性情報を参照し、前記発光素子の消光比制御値の非線形特性の補正を行うための補正情報を算出する補正情報算出手段と、
前記変調電流値と、前記補正情報とに基づいて、消光比制御値を求める消光比制御値演算手段と、
前記消光比制御値を用いて前記発光素子の消光比制御を行う消光比制御手段と、
を備えることを特徴とする消光比制御装置。
【請求項２】
前記消光比制御値演算手段は、前記変調電流値を変数とし、前記補正情報を係数とする関数を用いて、前記消光比制御値の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の消光比制御装置。
【請求項３】
前記補正情報算出手段は、
前記パワー制御値と、前記特性情報格納手段に格納された前記パワー制御値の変化に関する特性情報と、に基づいて０次係数を導く０次係数導出手段と、
前記パワー検出手段によって検出された前記光出力パワーと、前記特性情報格納手段に格納された前記パワー検出値の変化に関する特性情報と、に基づいて１次係数を導く１次係数導出手段と、
前記消光比制御値演算手段は、前記０次係数と、前記１次係数と、前記変調電流を変数とする１次関数を用いて前記変調電流値に対応した前記消光比制御値の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の消光比制御装置。
【請求項４】
前記特性情報格納手段に格納された前記パワー制御値の変化に関する特性情報は、前記パワー制御値ごとの前記１次関数の切片の値から導いた近似式であることを特徴とする請求項３に記載の消光比制御装置。
【請求項５】
前記特性情報格納手段に格納された前記パワー検出値の変化に関する特性情報は、前記発光素子固有の前記パワー検出値ごとの前記１次関数の傾きの値から導いた近似式であることを特徴とする請求項３に記載の消光比制御装置。
【請求項６】
前記補正情報算出手段は、前記発光素子の温度変化もしくは光出力のパワー設定の変更があったときに、前記補正情報と、当該補正情報の算出に用いた前記パワー制御値と、前記パワー検出値とを、前記特性情報格納手段に記録することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の消光比制御装置。
【請求項７】
発光素子の温度を検出する温度検出工程と、
前記発光素子の光出力パワーを検出するパワー検出工程と、
前記発光素子に入力される変調電流値を検出する変調電流検出工程と、
前記温度を用いて前記発光素子の光出力のパワー制御値の演算を行うパワー制御値演算工程と、
前記発光素子の特性情報が格納された特性情報格納手段から前記特性情報を読み込む読み込み工程と、
前記パワー制御値と、前記光出力パワーとに対応する前記特性情報とを参照し、前記発光素子の消光比制御値の非線形特性の補正を行うための補正情報を算出する補正情報算出工程と、
前記変調電流値と、前記補正情報とに基づいて、消光比制御値を求める消光比制御値演算工程と、
前記消光比制御値を用いて前記発光素子の消光比制御を行う消光比制御工程と、
を含むことを特徴とする消光比制御方法。
【請求項８】
発光素子の温度を検出する温度検出工程と、
前記発光素子の光出力パワーを検出するパワー検出工程と、
前記発光素子に入力される変調電流値を検出する変調電流検出工程と、
前記温度を用いて前記発光素子の光出力のパワー制御値の演算を行うパワー制御値演算工程と、
前記発光素子の特性情報が格納された特性情報格納手段から前記特性情報を読み込む読み込み工程と、
前記パワー制御値と、前記光出力パワーとに対応する前記特性情報とを参照し、前記発光素子の消光比制御値の非線形特性の補正を行うための補正情報を算出する補正情報算出工程と、
前記変調電流値と、前記補正情報とに基づいて、消光比制御値を求める消光比制御値演算工程と、
前記消光比制御値を用いて前記発光素子の消光比制御を行う消光比制御工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする消光比制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直接変調用の発光素子の電気−光変換特性が変化した際にも、光送信機器から出力される光信号の消光比を一定に保つ機能を備えた消光比制御装置、消光比制御方法、および消光比制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、直接変調方式の光送信機器から光信号を送信する際に、光出力パワーと消光比を同時に制御することが可能なＬＤＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  Ｄｒｉｖｅｒ）を備えたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が開発されている。ＬＤＤは、実装効率の改善や、低コスト化が可能なため、広く利用されるようになった。消光比とは、光信号の切り替えに伴うスイッチのＯＮの状態とＯＦＦの状態との光強度の比である。この消光比が小さいと、ＯＦＦの状態で光信号を完全に遮断できないため、伝送品質を劣化させる。
【０００３】
従来、ＬＤＤのＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）駆動における光出力のパワーの安定化制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、「ＡＰＣ」という）としては、ＬＤに内蔵されているパワーモニタ用の受光素子（Ｍｏｎｉｔｏｒ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ；以下、「ＭＰＤ」という）の平均出力電流が一定になるように制御する方法が用いられている。また、消光比の自動制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、「ＡＭＣ」という）としては、ＭＰＤの出力電流振幅と出力平均電流との比を所定の値に保つ方法や、バイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｐを時分割で微小変動させ、各時間におけるＭＰＤ出力の変動量の比を一定の値に保つ方法などが用いられている。
【０００４】
また、光出力パワーの制御と、消光比の制御との双方を行う制御方法を特にデュアルループ制御という。図１０−１は、デュアルループ制御を用いた消光比制御装置の基本構成を示すブロック図である。図１０−１に示した設定部１００１はＥＲ設定部１００２とＰＯＷ設定部１００３と、から構成される。ＥＲ設定部１００２は、ＬＤＤ１０３０の消光比制御値（ＥＲ；Ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）を設定する。ＰＯＷ設定部１００３は、ＬＤＤ１０３０の光出力のパワー制御値（ＰＯＷ）を設定する。ＬＤＤ１０３０は、ＡＭＣ１０３１とＡＰＣ１０３２と、から構成される。ＡＭＣ１０３１はＥＲ設定部１００２によって設定された消光比制御値（ＥＲ）に基づいて、消光比制御を行う。また、ＡＰＣ１０３２はＰＯＷ設定部１００３によって設定されたパワー制御値（ＰＯＷ）に基づいてＬＤのパワー制御を行う。これによりＬＤＤ１０３０はＬＤをデュアルループ制御する。
【０００５】
また、図１０−２および図１０−３は、デュアルループ制御の基本構成に制御誤差の補正機能を加えた消光比制御装置を示すブロック図である。図１０−２および図１０−３に示した消光比制御装置１０００Ａおよび１０００Ｂは、温度センサ１０１０と、演算部１０２０と、ＬＤＤ１０３０と、設定部１００１と、から構成される。温度センサ１０１０は、ＬＤＤ１０３０の温度を検出し、検出値であるＴＥＭＰモニタを演算部１０２０へ出力する。
【０００６】
演算部１０２０は、ＥＲ演算部１０２１と、ＰＯＷ演算部１０２２と、から構成される。演算部１０２０は、温度センサ１０１０から入力されたＴＥＭＰ（温度）モニタに基づいて、ＥＲ演算部１０２１は消光比制御値（ＥＲ）の演算を行い、ＰＯＷ演算部１０２２は光出力のパワー制御値（ＰＯＷ）の演算を行う。それぞれの演算結果は、設定部１００１を経てＬＤＤ１０３０に出力される。ＬＤＤ１０３０は、ＡＭＣ１０３１と、ＡＰＣ１０３２と、から構成される。ＡＭＣ１０３１は、ＥＲ演算部１０２１からＥＲ設定部１００２を経て入力された消光比制御値（ＥＲ）に基づいて、消光比制御を行う。また、ＡＰＣ１０３２は、ＰＯＷ演算部１０２２からＰＯＷ設定部１００３をへて入力されたパワー制御値（ＰＯＷ）に基づいてＬＤのパワー制御を行う。
【０００７】
消光比制御装置１０００Ｂの場合は、さらに、ＬＤＤ１０３０の変調電流Ｉｐのモニタ値（Ｉｐモニタ）をＥＲ演算部１０２１にフィードバックして消光比制御の精度を向上させている。このようなフィードバック制御によって、ＬＤＤ１０３０に備えられたＬＤの電流−光変換特性（以下、「ＩＬ特性」という）出力が、温度や使用年数に応じて変化した際にも対応することができる。
【０００８】
図１１は、ＬＤの温度・経年変化によるＩＬ特性の変化の一例を示す図表である。図１１に示した図表１１００は、横軸が駆動電流を表し、縦軸が光出力を表す。また、矢印１１０４は、高温・経年変化を表す。曲線１１０１〜１１０３は、矢印１１０４の先端側に移動するほど、高温もしくは経年数が多いＬＤのＩＬ特性を表している。温度が低いまたは、経年数が少ないＬＤのＩＬ特性を表す曲線１１０１は、所定の電流値（図１１に示した例ではＩ１）以上の駆動電流が流れると線形なＩＬ特性を示す。しかしながら、曲線１１０１と比較して温度が高い、もしくは経年数が多いＬＤのＩＬ特性を示す曲線１１０２や、曲線１１０３では次第にＩＬ特性は非線形に劣化していく。
【０００９】
また、ＬＤには、温度・経年変化によるＩＬ特性の変化の他に各素子固有のトラッキングエラー（ＴＥ）が存在する。図１２は、温度変化とＴＥとの関係の一例を示す図表である。図１２に示した図表１２００は、横軸が温度を表し、縦軸がＴＥ［ｄＢ］を表す。曲線１２０１が示すようにＴＥは温度に応じて変化する可変値である。ＴＥを表す曲線１２０１は、ＬＤ製造時に、各素子固有の特性として決定するため、デュアルループ制御により、光出力のパワーの補正をＡＰＣ１０３２で制御する。消光比補正はバイアス電流Ｉｂ変化や温度変化を予測した消光比制御値（ＥＲ）をあらかじめ用意し、この消光比制御値（ＥＲ）を用いてバイアス電流Ｉｂや温度を監視して一定の範囲に保たれるように制御している（例えば、下記特許文献１参照。）。
【００１０】
ここで、デュアルループ制御の具体的な制御の原理について説明する。図１３は、デュアルループ制御の原理を示す図表である。図１３に示した図表１３００は、横軸が電流値Ｉ（Ｉｂ，Ｉｐ）を表し、縦軸がパワー（電流値Ｉの入力によってＬＤから出力された光をＭＰＤで読み取った値）を表す。曲線１３０１と曲線１３０２は、それぞれ異なるＬＤのＩＬ特性の一例を表している。
【００１１】
ＬＤには低周波のパイロット信号が入力される。パイロット信号は、ＬＤのバイアス電流Ｉｂを制御するパイロットＩｂ信号と、変調電流Ｉｐを制御するパイロットＩｐ信号が時分割で重畳されている。例えば、曲線１３０１のＩＬ特性をもつＬＤにおいて、バイアス電流ＩｂにはＩｂ１の範囲で電流値Ｉを変化させたパイロットＩｂ信号を入力すると、光出力パワーの中にパイロットＩｂ信号出力変化量ηｂが検出される。ηは、曲線１３０１の微分係数を表す。また、曲線１３０１のＩＬ特性をもつＬＤにおいて、変調電流ＩｐにはＩｐ１の範囲で電流値Ｉを変化させたパイロットＩｐ信号を入力すると、光出力パワーの中にパイロットＩｐ信号出力変化量ηｐが検出される。ＡＭＣ１０３１では、「ηｐ／ηｂ＝一定」となるように制御を行う。
【００１２】
したがって、曲線１３０１と比較して微分係数ηの小さい曲線１３０２のようなＩＬ特性をもつＬＤの消光比制御を行う際は、パイロット信号の振幅を変化させ、バイアス電流ＩｂにはＩｂ２の範囲で変化させたパイロットＩｂ信号を入力し、パイロットＩｂ信号出力変化量ηｂを得る。また、駆動電流にはＩｐ２の範囲で変化させたパイロットＩｐ信号を入力してパイロットＩｐ信号出力変化量ηｐを得て、ηｐ／ηｂを一定に保ち、消光比は安定値に制御される。
【００１３】
【特許文献１】米国特許第６４１４９７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、先ほど説明したように、ＬＤは、使用環境や、経年数に応じてＩＬ特性が非線形に劣化してしまう。図１４は、デュアルループ制御の誤差を示す図表である。図表１４００は、図表１３００に示した曲線１３０１と、曲線１３０２（破線）が劣化し、所定の電流値Ｉ以上になるとＩＬ特性が非線形になってしまった曲線１４０１とを示している。ＬＤが曲線１４０１のようなＩＬ特性をもつ場合に、バイアス電流ＩｂにパイロットＩｂ信号を入力して得たパイロットＩｂ信号出力変化量ηｂは、曲線１４０１が線形を保っている範囲であるため、曲線１３０２（破線）の場合のパイロットＩｂ信号出力変化量ηｂと変化はない。ところが変調電流ＩｐにパイロットＩｐ信号を入力してパイロットＩｐ信号出力変化量ηｐを得る際には、曲線１３０２と同じパイロットＩｐ信号出力変化量ηｐを得るためにはΔＩだけ多くの変調電流Ｉｐを流さなければならない。したがって、ηｐ／ηｂを一定に保つと、消光比が増大してしまうという問題があった。
【００１５】
また近年では、光モジュールを通信装置や情報端末などに組み込む際に、ユーザによってＬＤの光出力パワーの調整が行われるような使用状況が想定される。図１５は、パワー変更時のデュアルループ制御の誤差を示す図表である。図表１５００は、横軸が電流値Ｉを表し、縦軸が光出力のパワーを表す。例えばＬＤの光出力のパワーの設定値がＰ１からＰ２へと変更された場合について説明する。ＬＤのＩＬ特性におけるＰ１，Ｐ２近傍の微分値は曲線１５１０（破線）→曲線１５２０（破線）へと変化する。また、範囲１５４１は、設定パワーがＰ１の場合のパイロットＩｂ信号の入力範囲を表し、範囲１５４２は設定パワーがＰ２の場合のパイロットＩｂ信号の入力範囲を表す。パワーの設定によりパイロットＩｂ信号の電流値を増加させる必要が生じ、それに伴いηｂも変化する。このような場合、あらかじめ、ＡＭＣ制御の際に想定されたバイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｐとの比が変化し、消光比が最適点からずれてしまうという問題があった。
【００１６】
また、従来のデュアルループ制御ではＴＥの補正も考慮して消光比制御を行うために、Ｉｂの変更や温度変化に伴って変化するＩｐを予測して、光出力パワーと消光比が一定の範囲に保たれる制御を行っていた。このような制御方法において、温度をモニタ情報として利用する場合は、ユーザの使用温度環境が異なる（温度、湿度、冷却ファンの風量）と温度モニタ値が予測よりずれる。その結果、最適点からずれてしまう恐れがあるという問題があった。
【００１７】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、環境変化や経年変化にともない、直接変調用の発光素子の出力特性の変化が生じた場合であっても、自動的に対応して最適な消光比を保つことができる消光比制御装置、消光比制御方法、および消光比制御プログラム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】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる消光比制御装置は、発光素子の温度を検出する温度検出手段と、前記発光素子の光出力パワーを検出するパワー検出手段と、前記発光素子に入力される変調電流値を検出する変調電流検出手段と、前記発光素子の特性情報が格納された特性情報格納手段と、前記温度を用いて前記発光素子の光出力のパワー制御値の演算を行うパワー制御値演算手段と、前記パワー制御値と、前記光出力パワーとに対応する前記特性情報を参照し、前記発光素子の消光比制御値の非線形特性の補正を行うための補正情報を算出する補正情報算出手段と、前記変調電流値と、前記補正情報とに基づいて、消光比制御値を求める消光比制御値演算手段と、前記消光比制御値を用いて前記発光素子の消光比制御を行う消光比制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、発光素子の光出力パワーを制御するパワー制御値（ＰＯＷ）と、ＭＰＤのパワーモニタとを用いて消光比制御値（ＥＲ）を求める際の補正情報を算出する。したがって、発光素子のＩＬ特性が非線形の状態であっても、光出力のパワー変動や、温度変化に追従して、消光比制御値（ＥＲ）の最適点を求めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる消光比制御装置、消光比制御方法、および消光比制御プログラムによれば、環境変化や経年変化にともない、直接変調用の発光素子の出力特性の変化が生じた場合であっても、自動的に対応して最適な消光比を保つことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる消光比制御装置、消光比制御方法、および消光比制御プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態）
まず、本実施の形態にかかる消光比制御装置の基本構成を説明する。図１は、本実施の形態にかかる消光比制御装置の基本構成を示すブロック図である。消光比制御装置１００は、温度検出手段としての温度センサ１１０と、パワー制御値演算手段、補正情報算出手段および消光比制御値演算手段としての演算部１２０と、消光比制御手段としてのＬＤＤ１３０と、設定部１４０と、から構成され、接続された発光素子としてのＬＤ（図１では不図示）に対して消光比制御を行う。
【００２３】
消光比制御装置１００を構成する温度センサ１１０は、ＬＤの温度をモニタリングした値をＴＥＭＰモニタとして演算部１２０へ出力する。演算部１２０は、パワー制御値演算手段としてのＰＯＷ演算部１２１と、補正情報算出手段としてのＥＲ＿０パラメータ格納部１２２、ＥＲ＿１パラメータ格納部１２３、ＥＲ＿０演算部１２４およびＥＲ＿１演算部１２５と、消光比制御値演算手段としてのＥＲ演算部１２６と、から構成される。ＰＯＷ演算部１２１は、温度センサ１１０から入力されたＴＥＭＰモニタに基づいてＬＤの光出力のパワー制御値（ＰＯＷ）を演算し、設定部１４０へ出力する。また、ＰＯＷ演算部１２１によって演算されてパワー制御値（ＰＯＷ）は、ＥＲ＿０パラメータ格納部１２２にも入力される。
【００２４】
つぎに、演算部１２０における消光比制御値（ＥＲ）の演算に関する機能について説明する。演算部１２０のＥＲ＿０パラメータ格納部１２２と、ＥＲ＿１パラメータ格納部１２３と、ＥＲ＿０演算部１２４と、ＥＲ＿１演算部１２５は、ＬＤＤ１３０から入力されたＩｐモニタの値（ＩＰＭＯＮ）に応じた消光比制御値（ＥＲ）を演算するための１次関数の係数ＥＲ＿０，ＥＲ＿１を求めるための演算を行う。消光比制御値（ＥＲ）の演算を行う関数とは、ＥＲ＿０演算部１２４と、ＥＲ＿１演算部１２５とによって演算された係数ＥＲ＿０，ＥＲ＿１とをそれぞれ切片、傾きとし、ＬＤＤ１３０から入力されたＩＰＭＯＮを変数とした１次関数である。
【００２５】
ＥＲ＿０パラメータ格納部１２２には、パワー制御値（ＰＯＷ）に関する特性情報が格納されている。ＥＲ＿０パラメータ格納部１２２にＰＯＷ演算部１２１からパワー制御値（ＰＯＷ）が入力されると、パワー制御値（ＰＯＷ）に応じてＥＲ＿０パラメータ格納部１２２から特性情報が抽出される。ＥＲ＿０演算部１２４には、ＥＲ＿０パラメータ格納部１２２から特性情報が入力され、係数ＥＲ＿０を求める演算が行われる。
【００２６】
同様に、ＥＲ＿１パラメータ格納部１２３には、ＬＤのパワーモニタに関する特性情報が格納されている。ＥＲ＿１パラメータ格納部１２３にＭＰＤからＬＤのパワーモニタが入力されると、パワーモニタに応じて、ＥＲ＿１パラメータ格納部１２３から特性情報が抽出される。ＥＲ＿１演算部１２５にはＥＲ＿１パラメータ格納部１２３から特性情報が入力され、係数ＥＲ＿１を求める演算が行われる。
【００２７】
ＥＲ演算部１２６は、ＥＲ＿０演算部１２４から係数ＥＲ＿０が入力され、ＥＲ＿１演算部１２５から係数ＥＲ＿１が入力される。ＥＲ演算部１２６は、入力された係数ＥＲ＿０と、ＥＲ＿１とに基づいて消光比制御値（ＥＲ）を演算するための関数を構成する。この関数は、パワー制御値（ＰＯＷ）やＭＰＤのパワーモニタの値に応じた係数を有した１次関数であり、ＬＤＤ１３０から入力されたＩｐモニタを変数とする。ＥＲ演算部１２６の演算結果は、消光比制御値（ＥＲ）として、設定部１４０へ出力される。なお、係数ＥＲ＿０，ＥＲ＿１と、ＬＤＤ１３０から入力されたＩＰＭＯＮを変数とした１次関数に関しては、後ほど具体例を挙げて説明する。
【００２８】
ＬＤＤ１３０は、ＡＭＣ１３１と、ＡＰＣ１３２と、から構成される。ＡＭＣ１３１は、設定部１４０のＥＲ設定部１４１から入力された消光比制御値（ＥＲ）に基づいてＬＤの消光比制御を行う。ＡＰＣ１３２は、設定部１４０のＰＯＷ設定部１４２から入力されたパワー制御値（ＰＯＷ）に基づいてＬＤのパワー制御を行う。また、ＬＤＤ１３０で検出された変調電流Ｉｐの値は、ＩｐモニタとしてＥＲ演算部１２６へ入力される。
【００２９】
設定部１４０は、ＥＲ設定部１４１と、ＰＯＷ設定部１４２と、から構成される。ＥＲ設定部１４１は、演算部１２０のＥＲ演算部１２６から入力された演算結果をＬＤＤ１３０へ出力し、ＡＭＣ１３１に消光比制御値（ＥＲ）として設定する。ＰＯＷ設定部１４２は、演算部１２０のＰＯＷ演算部１２１から入力された演算結果をＬＤＤ１３０へ出力し、ＡＰＣ１３０にパワー制御値（ＰＯＷ）として設定する。
【００３０】
図２は、ＭＰＤ特性とＬＤ特性との関係を示す図表である。図２に示した図表２１０は、ＭＰＤに入力された光の強度（ＭＰＤ入力）と、ＭＰＤから出力された電流（出力電流）との関係を示すＭＰＤ特性２１１の図表であり、横軸が出力電流を表し、縦軸がＭＰＤ入力を表す。また、図表２２０は、ＬＤに入力された駆動電流と、ＬＤから出力された光の強度（光出力）との関係を表すＬＤ特性２２１の図表であり、横軸が駆動電流を表し、縦軸が光出力を表す。
【００３１】
例えば、ＬＤにバイアス電流Ｉｂと、変調電流Ｉｐを含んだ電気信号が入力される。ＬＤから出力される光信号は、変調電流Ｉｐの振幅に応じてＰ１の幅をもった光出力となる。消光比［ｄＢ］は、Ｐ１と、光出力の０の値からＰ１の下限までの幅Ｐ０と、を用いて下記（１）式のように表される。また、ＭＰＤは、ＬＤの光出力の平均値をパワーモニタとして検出する。
【００３２】
消光比＝１０ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）…（１）
【００３３】
つぎに、図３を用いて演算部１２０における制御処理の手順を説明する。図３は、演算部の制御処理の手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートにおいて、まず、パワー制御を行い（ステップＳ３０１）、続いて消光比制御を行う（ステップＳ３０２）。その後、制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ３０３）、制御を継続する場合は（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ステップＳ３０１の処理に戻り、の一連の処理を繰り返して行う。制御を終了する場合は（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、そのまま制御処理を終了する。消光比制御装置１００は、パワー制御値（ＰＯＷ）を消光比制御値（ＥＲ）の演算に利用するため、パワー制御が行われた後に消光比制御を行う。つぎに、図４，５を用いてパワー制御と消光比制御の詳細な処理手順を説明する。
【００３４】
図４は、パワー制御処理の手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートにおいて、まず温度センサ１１０のモニタ値（ＴＥＭＰ）を読み込んだか否かを判断する（ステップＳ４０１）。ここで、温度センサ１１０のモニタ値が読み込まれるのを待ち（ステップＳ４０１：Ｎｏのループ）、温度センサ１１０のモニタ値が読み込まれると（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、続いてＰＯＷ演算部１２１によってパワー制御値（ＰＯＷ）を演算する（ステップＳ４０２）。その後、算出されたパワー制御値（ＰＯＷ）を設定し（ステップＳ４０３）、パワー制御処理を終了する。
【００３５】
図５は、消光比制御処理の手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、今回の制御が１回目の制御か否かを判断する（ステップＳ５０１）。今回が１回目の制御ではない場合は（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、続いて、ＰＯＷ演算部１２１によって演算されたパワー制御値（ＰＯＷ）を読み込んだか否かを判断する（ステップＳ５０２）。
【００３６】
ステップＳ５０２の判断によってパワー制御値（ＰＯＷ）が読み込まれるのを待ち（ステップＳ５０２：Ｎｏのループ）、読み込まれると（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、つぎに、ＥＲ＿０演算部１２４によって読み込んだパワー制御値（ＰＯＷ）と、特性情報とを用いて、第１の消光比制御情報（ここでは、係数ＥＲ＿０）の演算を行う（ステップＳ５０３）。第１の消光比制御情報が算出されると、続いてＰＯＷ演算部１２１からパワーモニタを読み込んだか否かを判断する（ステップＳ５０４）。
【００３７】
ステップＳ５０４の判断によってパワーモニタが読み込まれるまで待ち（ステップＳ５０４：Ｎｏのループ）、読み込まれると（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、つぎに、ＥＲ＿１演算部１２５によって、読み込んだパワーモニタと、特性情報とを用いて、第２の消光比制御情報（ここでは、係数ＥＲ＿１）の演算を行う（ステップＳ５０５）。第２の消光比制御情報が算出されると、続いてＬＤＤ１３０から変調電流Ｉｐモニタを読み込んだか否かを判断する（ステップＳ５０６）。
【００３８】
ステップＳ５０６の判断によって変調電流Ｉｐモニタが読み込まれるのを待ち（ステップＳ５０６：Ｎｏのループ）、読み込まれると（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、続いて、ＥＲ演算部１２６によって第１の消光比制御情報と第２の消光比制御情報とを用いて消光比制御値（ＥＲ）の演算を行う（ステップＳ５０７）。消光比制御値（ＥＲ）が算出されると、ＬＤＤ１３０のＡＭＣ１３１の消光比制御値（ＥＲ）を設定する（ステップ５０９）。
【００３９】
また、ステップＳ５０１の判断によって今回の制御が１回目の制御であると判断された場合は（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、ＡＭＣ１３１の消光比制御初期値を演算し（ステップＳ５０８）、ステップＳ５０９の処理に移行する。ステップＳ５０９において消光比制御値（ＥＲ）を設定し、消光比制御処理は終了する。
【００４０】
図６は、ＩＰＭＯＮと最適な消光比制御値ＥＲの関係を示す図表である。図６に示した図表６００は、横軸がＩＰＭＯＮ（変調電流Ｉｐのモニタ値）を表し、縦軸がＥＲ（消光比制御値）を表す。図表６００に示した直線６１０〜６４０は、ＥＲ演算部１２６によって演算が行われる際の関数を表している。直線６１０〜６４０は、下記（２）式によって表すことができる。ＥＲ演算部１２６は、消光比制御を行うごとにパワー制御値（ＰＯＷ）とＭＰＤのパワーモニタによって最適な関数を構成する。例えば、ＴＥ補正やユーザによる光出力パワーの調整に起因するＬＤの駆動動作点の変更を想定すると、ＬＤの光出力の設定パワーが小さいほど（Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ）、関数は矢印Ａ方向に構成され、設定パワーが大きいほど（Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ）、関数は矢印Ｂ方向に構成される。さらに、ＬＤのＩＬ特性の温度変化を想定すると、ＬＤの温度が低いほど（低温）、関数は矢印Ｃ方向に構成され、ＬＤの温度が高いほど（高温）、関数は矢印Ｄ方向に構成される。
【００４１】
ＥＲ＝ＥＲ＿１（ｕ（ｏｐｔ））×ＩＰＭＯＮ＋ＥＲ＿０（ｖ（ｏｐｔ））…（２）
【００４２】
図１に示したＥＲ演算部１２６による演算は上記（２）式を用いて行われる。したがって、上記（２）式の０次係数ＥＲ＿０は、図１に示したＥＲ＿０演算部１２４において演算が行われる。また、上記（２）式の１次係数ＥＲ＿１は、図１に示したＥＲ＿１演算部１２５において演算が行われる。
【００４３】
また、上記（２）式のｖ（ｏｐｔ）は、パワー制御値（ＰＯＷ）の値に応じた変数であり、ＥＲ＿０パラメータ格納部１２２に格納されており、ｕ（ｏｐｔ）は、ＭＰＤのパワーモニタ値に応じた変数であり、ＥＲ＿１パラメータ格納部１２３に格納されている。
【００４４】
図７−１は、ｖ（ｏｐｔ）とＥＲ＿０との関係を示す図表である。図７−１に示した図表７１０は、横軸が設定パワーｖ（ｏｐｔ）を表し、縦軸が係数ＥＲ＿０を表す。係数ＥＲ＿０は、上記（２）式の切片を表すが、その値は、パワー制御値（ＰＯＷ）によって設定されたｖ（ｏｐｔ）の値によって変化し、その特性は曲線７１１によって表される。
【００４５】
図７−２は、ｕ（ｏｐｔ）とＥＲ＿１との関係を示す図表である。図７−２に示した図表７２０は、横軸が設定パワーｕ（ｏｐｔ）を表し、縦軸が係数ＥＲ＿１を表す。係数ＥＲ＿１は、上記（２）式の傾きを表すが、その値は、ＭＰＤから検出されたＬＤの出力パワーにより設定されたｖ（ｏｐｔ）の値によって変化する。また、その特性はＬＤ固有の値をとるため、例えば、ＬＤ−１の特性は曲線７２１、ＬＤ−２の特性は曲線７２２、ＬＤ−３の特性は曲線７２３というように、ＬＤごとに検出値を基に近似した関数で表される。
【００４６】
また、図８は、図３に示した制御処理の変形例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、消光比制御開始後に温度変化や、パワー微調整などの割込み処理が発生した場合の処理である。温度変化による割込み処理の場合は、まず温度変化を検出し（ステップＳ８０１）、その後温度変化に伴うパワー設定変更を行った（ステップＳ８０２）後、図３のフローチャートのステップＳ３０２の処理へ移行する。
【００４７】
また、パワーの微調整による割込み処理の場合は、まずパワー微調整を検出し（ステップＳ８０３）、その後パワー微調整に伴うパワー設定変更を行った（ステップＳ８０４）後、図３のフローチャートのステップＳ３０２の処理へ移行する。さらに、その他の割込み処理が発生した場合は、その他割込み処理を行った（ステップＳ８０５）後、消光比制御（ステップＳ３０２）の設定には影響を及ぼさないため、そのまま制御処理を終了する。
【００４８】
（具体的な構成例）
図９は、本発明にかかる消光比制御装置の具体的な構成例を示すブロック図である。図９に示した消光比制御装置９００は、図１に示した消光比制御装置１００の具体的な構成例である。消光比制御装置９００は、温度モニタ９１０と、演算回路９２０と、ＬＤＤ９３０と、ＲＯＭ９４０と、ＬＤ９５１、キャパシタ９５２およびインダクタ９５３からなるＬＤ部９５０と、ＭＰＤ９６０と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；アナログデジタル変換器）９７０と、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；デジタルアナログ変換器）９８０，９９０と、から構成される。
【００４９】
消光比制御装置９００において、温度モニタ９１０は、ＬＤ部９５０のＬＤ９５１の温度をモニタリングした値をＴＥＭＰモニタとして演算回路９２０へ出力する。ＲＯＭ９４０は、制御パラメータが格納されており図１に示したＥＲ＿０パラメータ格納部１２２およびＥＲ＿１パラメータ格納部１２３に相当する。演算回路９２０は、温度モニタ９１０から入力されたＴＥＭＰモニタと、ＲＯＭ９４０から入力された制御パラメータと、ＡＤＣ９７０から入力されたＭＰＤ９６０のパワーモニタに基づいて、パワー制御値（ＰＯＷ）を算出してＤＡＣ９８０へ出力する。また、演算回路９２０は、パワー制御値（ＰＯＷ）と、ＲＯＭ９４０から入力された制御パラメータと、ＬＤＤ９３０から入力された変調電流Ｉｐのモニタ値（Ｉｐモニタ）に基づいて、消光比制御値（ＥＲ）を算出してＤＡＣ９９０へ出力する。
【００５０】
ＬＤＤ９３０は、ＡＰＣ９３１と、ＡＭＣ９３２と、から構成される。ＡＰＣ９３１はＤＡＣ９８０から入力されたパワー制御値（ＰＯＷ）に基づいてＬＤ部９５０のパワー制御を行う。ＡＭＣ９３２は、ＤＡＣ９９０から入力された消光比制御値（ＥＲ）に基づいてＬＤ部９５０の消光比制御を行う。また、ＬＤＤ９３０は、抵抗９６３を介して接地されており、ＬＤＤ９３０に入力された変調電流Ｉｐのモニタ値（Ｉｐモニタ）を演算回路９２０へ入力している。
【００５１】
ＬＤ部９５０は、ＬＤ９５１と、キャパシタ９５２と、インダクタ９５３と、から構成され、ＬＤＤ９３０から入力されて駆動電流に応じた光（ｆｒｏｎｔ  ｐｏｗｅｒ）を出力する。ＭＰＤ９６０には、ＬＤ９５１から出力された戻り光（ｂａｃｋ  ｐｏｗｅｒ）が入力される。ＭＰＤ９６０は、入力された光に応じた電流を発生し、発生した電流は、ＡＤＣ９７０によってデジタル信号へ変換された後、パワーモニタとして演算回路９２０へ入力される。
【００５２】
ＤＡＣ９８０は、演算回路９２０から入力されたパワー制御値（ＰＯＷ）をアナログ信号に変換し、抵抗９６１を介してＡＰＣ９３１へ出力する。ＤＡＣ９９０は、演算回路９２０から入力された消光比制御値（ＥＲ）をアナログ信号に変換し、抵抗９６２を介してＡＭＣ９３２へ出力する。消光比制御装置９００は、以上説明したような構成によって、ＬＤ９５１のＩＬ特性が劣化した場合であっても自動的に補正を行い、ＬＤ部９５０の光出力のパワーおよび消光比を一定に制御することができる。
【００５３】
したがって、消光比制御装置１００，９００は、パワー設定値が変化した場合であっても、パワー制御値（ＰＯＷ）を消光比制御値（ＥＲ）の演算パラメータとして利用するため、変化に追従した消光比制御を行うことができる。
【００５４】
また、従来はＴＥ補正および、これに伴う消光比制御を行う場合に、ＬＤの使用温度における実測値または高精度な予測値を必要としていた。しかし、図８のフローチャートで説明したような割込み処理を行うと、調整時に得られる情報のみで全パラメータを決定することができるので、ＴＥ補正および、これに伴う消光比制御に必要な情報を得るための実測または高精度な予測が不要となる。
【００５５】
以上説明したように、本発明にかかる消光比制御装置、消光比制御方法、および消光比制御プログラムによれば、環境変化や経年変化による発光素子の出力特性の変化に自動的に対応して最適な消光比を保つことができる。
【００５６】
なお、本実施の形態で説明した消光比制御方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することでも実現することができる。このプログラムは、ハードディスクなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる消光比制御装置、消光比制御方法、および消光比制御プログラムは、設定変更に柔軟に消光比制御が追従できるため、設定状況や、使用状況が特定できないような場合でも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態にかかる消光比制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】ＭＰＤ特性とＬＤ特性との関係を示す図表である。
【図３】演算部の制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】パワー制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】消光比制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】ＩＰＭＯＮと最適な消光比制御値ＥＲの関係を示す図表である。
【図７−１】ｖ（ｏｐｔ）とＥＲ＿０との関係を示す図表である。
【図７−２】ｕ（ｏｐｔ）とＥＲ＿１との関係を示す図表である。
【図８】図３に示した制御処理の変形例を示すフローチャートである。
【図９】本発明にかかる消光比制御装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１０−１】デュアルループ制御を用いた消光比制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図１０−２】デュアルループ制御の基本構成に制御誤差の補正機能を加えた消光比制御装置を示すブロック図（その１）である。
【図１０−３】デュアルループ制御の基本構成に制御誤差の補正機能を加えた消光比制御装置を示すブロック図（その２）である。
【図１１】ＬＤの温度・経年変化によるＩＬ特性の変化の一例を示す図表である。
【図１２】温度変化とＴＥとの関係の一例を示す図表である。
【図１３】デュアルループ制御の原理を示す図表である。
【図１４】デュアルループ制御の誤差を示す図表である。
【図１５】パワー変更時のデュアルループ制御の誤差を示す図表である。
【符号の説明】
【００５９】
１００，９００  消光比制御装置
１１０  温度センサ
１２０  演算部
１２１  ＰＯＷ演算部
１２２  ＥＲ＿０パラメータ格納部
１２３  ＥＲ＿１パラメータ格納部
１２４  ＥＲ＿０演算部
１２５  ＥＲ＿１演算部
１２６  ＥＲ演算部
１３０，９３０  ＬＤＤ
１３１，９３２  ＡＭＣ
１３２，９３１  ＡＰＣ
１４０  設定部
１４１  ＥＲ設定部
１４２  ＰＯＷ設定部
９１０  温度モニタ
９２０  演算回路
９４０  ＲＯＭ
９５０  ＬＤ部
９６０  ＭＰＤ
９７０  ＡＤＣ
９８０，９９０  ＤＡＣ
【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７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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