(57)【要約】【課題】送信符号の多値度に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制すること。【解決手段】ＬＤ駆動回路７は、ＬＤ３のアノード端子に接続される出力端子９と、入力信号Ｖｉｎに応じた駆動電流を出力端子９において生成する駆動回路１５と、駆動回路１５に対して並列に接続されたフィルタ回路１７とを備える。フィルタ回路１７は、コレクタ端子が定電圧源に接続され、ベース端子に制御電圧Ｖ１が印加され、エミッタ端子が制御電流Ｉ２を生成する可変電流源２３に接続されたトランジスタ１９と、出力端子９に一端が接続された抵抗素子２７と、抵抗素子２７の他端とトランジスタ１９のエミッタ端子との間に接続された可変容量素子２５と、を有する。制御電圧Ｖ１と制御電流Ｉ２とをそれぞれ独立に設定することによって、フィルタ回路１７の周波数特性を広範囲に調整する。【選択図】図１
2017157708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に応じて半導体レーザダイオードを駆動する半導体レーザダイオード駆動回路において、
前記半導体レーザダイオードのカソード端子或いはアノード端子に接続される出力端子と、
前記入力信号に応じた駆動電流を前記出力端子において生成する駆動回路と、
前記駆動回路に並列に接続されたフィルタ回路とを備え、
前記フィルタ回路は、第１のトランジスタと、第１の抵抗素子と、可変容量素子とを含み、
前記第１のトランジスタは、一方の電流端子が定電圧源に接続され、制御端子に所定の制御電圧が印加され、他方の電流端子が所定の制御電流を生成する電流源に接続されており、
前記第１の抵抗素子は、一端が前記出力端子に接続されており、
前記可変容量素子は、前記第１の抵抗素子の他端と前記第１のトランジスタの他方の電流端子との間に接続されている、
半導体レーザダイオード駆動回路。
【請求項２】
前記可変容量素子は、第２のトランジスタを含み、
前記第２のトランジスタは、一方の電流端子と他方の電流端子とが互いに接続されている、
請求項１記載の半導体レーザダイオード駆動回路。
【請求項３】
前記フィルタ回路は、演算増幅器をさらに含み、
前記演算増幅器は、非反転入力端子に前記制御電圧が入力されており、反転入力端子に前記第１のトランジスタの他方の電流端子が接続されており、出力端子に前記第１のトランジスタの制御端子が接続されている、
請求項１又は２記載の半導体レーザダイオード駆動回路。
【請求項４】
前記第２のトランジスタは、電界効果型トランジスタであり、ゲート端子が前記第１の抵抗素子の他端に接続され、ソース端子及びドレイン端子が前記第１のトランジスタの他方の電流端子に共通に接続されている、
請求項２記載の半導体レーザダイオード駆動回路。
【請求項５】
前記駆動回路は、第２の抵抗素子と、第３のトランジスタとを含み、
前記第３のトランジスタは、一方の電流端子が前記第２の抵抗素子を介して接地されており、他方の電流端子が前記出力端子に接続されており、制御端子に前記入力信号が入力されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザダイオード駆動回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザダイオード駆動回路と、
変調電流に応じて光信号を生成する半導体レーザダイオードと、
バイアス電流を供給するバイアス電流源と、
を備え、
前記バイアス電流源は、前記半導体レーザダイオードのアノード端子に接続されており、
前記半導体レーザダイオード駆動回路は、前記出力端子が前記半導体レーザダイオードの前記アノード端子に接続されており、
前記変調電流は、前記バイアス電流から前記駆動電流が差し引かれて生成される、
光送信器。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザダイオード駆動回路と、
前記半導体レーザダイオード駆動回路によって生成された駆動電流に応じて光信号を生成する半導体レーザダイオードと、
を備え、
前記半導体レーザダイオード駆動回路は、前記出力端子が前記半導体レーザダイオードの前記カソード端子に接続されている、
光送信器。
【請求項８】
メモリと制御回路とをさらに含み、
前記メモリは、複数の変調方式に対応した前記フィルタ回路の前記制御電圧及び前記制御電流の値を格納しており、
前記制御回路は、外部からの制御情報に応じて前記メモリから読み出した前記制御電圧及び前記制御電流の値を前記制御電圧及び前記電流源に設定する、
請求項６又は７に記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の半導体レーザダイオードの駆動回路及びそれを備える光送信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野では、半導体レーザダイオード（以下、「ＬＤ」ともいう。）の駆動電流を直接変調して光送信信号を生成する光送信モジュールが用いられる。この光送信モジュールには、駆動電流を生成する駆動回路（以下、「ＬＤ駆動回路」ともいう。）が内蔵されている。一般に、このＬＤ駆動回路においては、ＬＤとの電気的接続に用いられるボンディングワイヤのインダクタとボンディングパッド等に起因する寄生容量とによる共振現象、又は、ＬＤの周波数特性のバイアス依存性等による送信波形の劣化を抑制するために、出力端子にＲＣ回路等のフィルタ回路が接続される（下記特許文献１，２等を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２４４６３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３９６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、使用されるフィルタ回路（ＲＣ回路）における抵抗値および容量値は、駆動電流の波形や使用されるＬＤの特性等によって最適値が存在する。この最適値は試作時の動作評価や動作シミュレーション等により決定される。一方、近年、光通信機器には通信容量の増大に対応することが要求されている。その要求に応えるための一手段として、従来のＮＲＺ（Non Return to Zero）方式による２値振幅変調に代わって、４値パルス振幅変調（ＰＡＭ４：4-level Pulse-Amplitude Modulation）や、８値パルス振幅変調（ＰＡＭ８：8-levelPulse-Amplitude Modulation）等の送信符号の多値化が用いられつつある。しかしながら、従来のＬＤ駆動回路では、このような送信符号の多値化が行われた場合に、多値度に応じて送信波形の劣化を十分に抑制することが困難な傾向にあった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、送信符号の多値度に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することが可能なＬＤ駆動回路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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る半導体レーザダイオード駆動回路は、入力信号に応じて半導体レーザダイオードを駆動する半導体レーザダイオード駆動回路において、半導体レーザダイオードのカソード端子或いはアノード端子に接続される出力端子と、入力信号に応じた駆動電流を出力端子において生成する駆動回路と、駆動回路に並列に接続されたフィルタ回路とを備え、フィルタ回路は、第１のトランジスタと、第１の抵抗素子と、可変容量素子とを含み、第１のトランジスタは、一方の電流端子が定電圧源に接続され、制御端子に所定の制御電圧が印加され、他方の電流端子が所定の制御電流を生成する電流源に接続されており、第１の抵抗素子は、一端が出力端子に接続されており、可変容量素子は、第１の抵抗素子の他端と第１のトランジスタの他方の電流端子との間に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、送信符号の多値度に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の好適な一実施形態にかかる光送信モジュール１の概略構成を示す回路図である。
【図２】図１の可変電流源２３の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の好適な一実施形態にかかる光伝送装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の変形例にかかる光送信モジュール１Ａの概略構成を示す回路図である。
【図５】図４の光送信モジュール１Ａによって設定されるフィルタ回路１７Ａの特性値のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】図４の光送信モジュール１Ａによって生成される出力波形に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図４の光送信モジュール１Ａによって生成されるＰＡＭ４波形における位相とＳＮ比との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】本発明の変形例にかかる光送信モジュール１Ｂの概略構成を示す回路図である。
【図９】本発明の変形例にかかる光送信モジュール１Ｃの概略構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の変形例にかかる光送信モジュール１Ｄの概略構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一側面に係る半導体レーザダイオード駆動回路は、入力信号に応じて半導体レーザダイオードを駆動する半導体レーザダイオード駆動回路において、半導体レーザダイオードのカソード端子或いはアノード端子に接続される出力端子と、入力信号に応じた駆動電流を出力端子において生成する駆動回路と、駆動回路に並列に接続されたフィルタ回路とを備え、フィルタ回路は、第１のトランジスタと、第１の抵抗素子と、可変容量素子とを含み、第１のトランジスタは、一方の電流端子が定電圧源に接続され、制御端子に所定の制御電圧が印加され、他方の電流端子が所定の制御電流を生成する電流源に接続されており、第１の抵抗素子は、一端が出力端子に接続されており、可変容量素子は、第１の抵抗素子の他端と第１のトランジスタの他方の電流端子との間に接続されている。
【００１０】
かかる構成のＬＤ駆動回路によれば、入力信号に応じて生成された駆動電流を基にＬＤによって光信号が生成される際に、駆動回路に並列に接続されたフィルタ回路によって光信号の波形の歪が低減される。このフィルタ回路は、第１のトランジスタと第１の抵抗素子と可変容量素子とにより構成され、第１のトランジスタにおける２つの電流端子間の電流値が可変にされ、可変容量素子の両端の間の電圧が制御電圧によって調整可能とされている。これにより、フィルタ回路における抵抗値と容量値とが独立に制御可能とされる。その結果、送信符号の多値度及びＬＤの駆動方式に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することができる。
【００１１】
上記半導体レーザダイオード駆動回路においては、可変容量素子は、第２のトランジスタを含み、第２のトランジスタは、一方の電流端子と他方の電流端子とが互いに接続されていてもよい。かかる構成においては、可変容量素子の第２のトランジスタにおける制御端子と２つの電流端子との間の電圧が制御電圧によって可変にされている。これにより、フィルタ回路における容量値とが調整可能とされる。
【００１２】
また、フィルタ回路は、演算増幅器をさらに含み、演算増幅器は、非反転入力端子に制御電圧が入力されており、反転入力端子に第１のトランジスタの他方の電流端子が接続されており、出力端子に第１のトランジスタの制御端子が接続されていてもよい。この場合、可変容量素子に印加される制御電圧を環境温度に関わらず安定して設定できる結果、送信波形の劣化を安定して抑制することができる。
【００１３】
また、第２のトランジスタは、電界効果型トランジスタであり、ゲート端子が第１の抵抗素子の他端に接続され、ソース端子及びドレイン端子が第１のトランジスタの他方の電流端子に共通に接続されていてもよい。この場合、共通に接続された第２のトランジスタのソース端子及びドレイン端子の電位を制御することにより、フィルタ回路の容量値を制御可能とされる。
【００１４】
さらに、駆動回路は、第２の抵抗素子と、第３のトランジスタとを含み、第３のトランジスタは、一方の電流端子が第２の抵抗素子を介して接地されており、他方の電流端子が出力端子に接続されており、制御端子に入力信号が入力されてもよい。この場合、抵抗素子と第３のトランジスタとを含む駆動回路によって生成された駆動電流を基にＬＤによって光信号が生成される構成において、送信符号の多値度及びＬＤの駆動方式に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することができる。
【００１５】
或いは、本発明の他の側面に係る光送信器は、上述した半導体レーザダイオード駆動回路と、変調電流に応じて光信号を生成する半導体レーザダイオードと、バイアス電流を供給するバイアス電流源と、を備え、バイアス電流源は、半導体レーザダイオードのアノード端子に接続されており、半導体レーザダイオード駆動回路は、出力端子が半導体レーザダイオードのアノード端子に接続されており、変調電流は、バイアス電流から駆動電流が差し引かれて生成される。
【００１６】
かかる構成の光送信器によれば、バイアス電流源によって供給されたバイアス電流からＬＤ駆動回路によって生成された駆動電流が差し引かれた変調電流によってＬＤを駆動する駆動方式を用いる場合に、送信符号の多値度に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することができる。
【００１７】
或いは、本発明の他の側面に係る光送信器は、上述した半導体レーザダイオード駆動回路と、半導体レーザダイオード駆動回路によって生成された駆動電流に応じて光信号を生成する半導体レーザダイオードと、を備え、半導体レーザダイオード駆動回路は、出力端子が半導体レーザダイオードのカソード端子に接続されている。
【００１８】
かかる構成の光送信器によれば、ＬＤ駆動回路によって生成された駆動電流を基にＬＤを駆動する駆動方式を用いる場合に、送信符号の多値度に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することができる。
【００１９】
上記光送信器は、メモリと制御回路とをさらに含み、メモリは、複数の変調方式に対応したフィルタ回路の制御電圧及び制御電流の値を格納しており、制御回路は、外部からの制御情報に応じてメモリから読み出した制御電圧及び制御電流の値を制御電圧及び電流源に設定する、ことでもよい。この場合、外部からの制御情報に応じて自動的にフィルタ回路の抵抗値及び容量値を設定することにより、変調方式に最適な送信波形を生成することができる。
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明による半導体レーザダイオード駆動回路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。
［光送信モジュールの構成］
【００２１】
最初に、本発明の実施形態にかかる光送信モジュールの構成について説明する。
【００２２】
図１は、一実施形態にかかる光送信モジュール１の概略構成を示す回路図である。図１に示す光送信モジュール１は、外部から入力される入力信号Ｖｉｎに応じた光信号を生成して光ファイバ等の光導波路（図示せず）を介して外部に出力する装置である。光送信モジュール１は、変調電流に応じて光信号を生成するＬＤ３と、バイアス電流源５と、ＬＤ３を駆動するＬＤ駆動回路７とを備える。光送信モジュール１は、例えば光通信で使用される。バイアス電流源５は、ＬＤ３のアノード端子に接続され、ＬＤ３にバイアス電流Ｉ１を供給する。ＬＤ駆動回路７は、その出力端子９がＬＤ３のアノード端子に接続され、出力端子９から駆動電流を出力する。すなわち、駆動電流は出力端子９からＬＤ駆動回路７の内部に向かって流れる。それによって、ＬＤ３のアノード端子からカソード端子に向けて流れる変調電流が、バイアス電流から駆動電流が差し引かれて生成される。
【００２３】
光送信モジュール１を構成するＬＤ駆動回路７は、トランジスタ１１及び抵抗素子１３によって構成された駆動回路１５を含んでいる。このトランジスタ１１は、例えば、バイポーラトランジスタであり、ベース端子（制御端子）に入力信号Ｖｉｎが入力され、エミッタ端子（一方の電流端子）が抵抗素子１３を介して接地され、コレクタ端子（他方の電流端子）が出力端子９に接続されている。この駆動回路１５は、出力端子９において入力信号Ｖｉｎに応じた駆動電流を引き込む（生成する）ように動作する。
【００２４】
光送信モジュール１には、駆動回路１５に対して並列に接続されたフィルタ回路１７も備えられている。詳細には、フィルタ回路１７は、トランジスタ１９、コンデンサ２１、可変電流源２３、可変容量素子２５、及び抵抗素子２７を含んで構成されている。トランジスタ１９は、例えば、バイポーラトランジスタであり、コレクタ端子（一方の電流端子）が定電圧源に接続され、ベース端子（制御端子）に制御電圧Ｖ１が印加（入力）され、エミッタ端子（他方の電流端子）が可変電流源２３に接続されている。さらに、トランジスタ１９のベース端子は制御電圧Ｖ１のノイズ除去用のコンデンサ２１を介して接地されている。抵抗素子２７は、その一端が出力端子９に接続され、その他端が可変容量素子２５の一端に接続されている。可変容量素子２５は、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、抵抗素子２７の他端とトランジスタ１９のエミッタ端子との間に接続されている。より具体的には、ＭＯＳＦＥＴである可変容量素子２５のドレイン端子（一方の電流端子）及びソース端子（他方の電流端子）は、共通にトランジスタ１９のエミッタ端子に接続されている。このような構成の可変容量素子２５は、ゲート端子の電位に対して共通のソース電位及びドレイン電位が調整されることで容量を可変に設定可能な素子となっている。なお、可変容量素子２５は、他にも、バラクタダイオード（バリキャップダイオードともいう）であっても良い。
【００２５】
上記構成のフィルタ回路１７においては、トランジスタ１９と可変電流源２３はエミッタフォロア回路を構成しており、トランジスタ１９のベース電位が制御電圧Ｖ１に設定される。これにより、可変容量素子２５の一端の電位が、制御電圧Ｖ１からトランジスタ１９のベース−エミッタ間電位だけ差し引かれた値に設定される。その結果、可変容量素子２５の容量値が制御電圧Ｖ１に応じた値に制御される。加えて、可変電流源２３によりトランジスタ１９のコレクタ−エミッタ間を流れる電流（制御電流）Ｉ２を可変に設定することで、エミッタフォロア回路の出力インピーダンスがその制御電流Ｉ２に応じた値になるように制御される。すなわち、フィルタ回路１７において、制御電圧Ｖ１及び制御電流Ｉ２が設定されることにより、抵抗素子２７の抵抗値Ｒ２、可変容量素子２５の容量値、及びエミッタフォロア回路の出力インピーダンスが適宜変化する。従って、フィルタ回路１７は、抵抗値及び容量値を可変に設定することが可能な構成を有する。
【００２６】
図２は、図１の可変電流源２３の構成例を示す回路図である。図２に示す可変電流源２３は、外部から入力される制御信号に含まれるデジタル信号Ｄ０〜Ｄｎ（ｎは０または自然数）のそれぞれの“０”又は“１”の値に応じて、制御電流Ｉ２を生成する、いわゆるＤＡＣ（Digital/Analog Converter）である。詳細には、可変電流源２３は、スイッチ回路３１及びカレントミラー回路３３を含んで構成される。スイッチ回路３１は、ｎ＋１個のトランジスタ３５０〜３５ｎによって構成されており、カレントミラー回路３３は、ｎ＋２個のトランジスタ３７，３９０〜３９ｎによって構成されている。
【００２７】
カレントミラー回路３３において、トランジスタ３７は、例えばＭＯＳＦＥＴであり、ゲート端子及びドレイン端子が共通に接続され、ソース端子が接地され、ドレイン端子には入力電流Ｉｂｉａｓが供給される。カレントミラー回路３３のトランジスタ３９０〜３９ｎは、それぞれ、例えばＭＯＳＦＥＴであり、ゲート端子がトランジスタ３７のゲート端子及びドレイン端子に接続され、ソース端子が接地されている。これらのトランジスタ３７，３９０〜３９ｎのそれぞれのサイズは、ゲート幅がＷ，Ｗ０〜Ｗｎに設定されている。ここで、トランジスタ３７，３９０〜３９ｎのゲート幅は、同一値（同一サイズ）に設定されていてもよいし、異なる値（サイズ）、例えば、Ｗｎ＝Ｗ・２ｎに設定されていてもよい。
【００２８】
スイッチ回路３１において、トランジスタ３５０〜３５ｎは、例えばＭＯＳＦＥＴであり、それぞれ、ドレイン端子が出力端子４１に共通に接続されており、ゲート端子にデジタル信号Ｄ０〜Ｄｎに対応した電圧が印加され、ソース端子がトランジスタ３９０〜３９ｎのドレイン端子に一対一で接続されている。これらのトランジスタ３５０〜３５ｎは、デジタル信号Ｄ０〜Ｄｎに応じてオン／オフするＭＯＳスイッチとして構成される。
【００２９】
このような構成の可変電流源２３は、デジタル信号Ｄ０〜Ｄｎの値に応じてトランジスタ３５０〜３５ｎがオン／オフし、オンされたトランジスタ３５０〜３５ｎのそれぞれには、トランジスタ３７といずれかの一対一で対応するトランジスタ３９０〜３９ｎとのサイズ比で決まる電流が流れる。その結果、出力端子４１には、デジタル信号Ｄ０〜Ｄｎの値に応じて値が制御された制御電流Ｉ２が出力される。なお、可変電流源２３においては、入力電流Ｉｂｉａｓは一定値で与えられてもよいし、入力電流Ｉｂｉａｓを外部からの制御信号に応じて調整可能とされてもよい。
［光送信器の構成］
【００３０】
次に、本発明の実施形態にかかる光送信器の構成について説明する。
【００３１】
図３は、一実施形態にかかる光伝送装置１００の概略構成を示すブロック図である。光伝送装置１００は、光送信器１０１と、光送信器１０１と電気的に接続されるとともに電気信号によって通信を行うホスト装置１０２と、を備えている。例えば、ホスト装置１０２は、ＯＳＩ参照モデルの少なくとも第２層（データリンク層）として機能し、光送信器１０１は第１層（物理層）として機能する。ホスト装置１０２は、例えば、コンピュータ装置等である。図３に示す光送信器１０１は、図１に示した光送信モジュール１と、信号処理ＩＣ１０３と、光送信モジュール１の動作を制御する制御回路（演算回路）であるＣＰＵ１０４と、光送信モジュール１を動作させるための設定値等を格納する記憶回路であるメモリ１０５とを備える。信号処理ＩＣ１０３は、ホスト装置１０２から出力された送信信号を電気的に処理して光送信モジュール１に入力する。信号処理ＩＣ１０３は、例えば、電気信号の波形整形を行うＣＤＲ（Clock Data Recovery）等である。なお、光送信器１０１は、信号処理ＩＣ１０３を省略した構成をとる場合もある。
【００３２】
メモリ１０５には、光送信モジュール１によって選択可能な複数の光信号の変調方式に対応した制御電圧Ｖ１及び制御電流Ｉ２のそれぞれの設定値が予め格納されている。ＣＰＵ１０４は、ホスト装置１０２と送信信号以外の信号によってデータ通信が可能とされており、ホスト装置１０２から光送信モジュール１が採用する変調方式に関する情報を含む制御信号を受信する。この変調方式に関する情報としては、例えば、ＮＲＺ（Non-Return  to  Zero）、PAM4等の変調方式を特定する情報が挙げられる。そして、ＣＰＵ１０４は、ホスト装置１０２から受信した制御信号に応じて、制御信号によって特定される変調方式に対応する制御電圧Ｖ１及び制御電流Ｉ２のそれぞれの設定値をメモリ１０５から読み出す。さらに、ＣＰＵ１０４は、それぞれの設定値に対応して制御電圧Ｖ１を設定するための制御信号及びデジタル信号Ｄ０〜Ｄｎを設定し、それらの制御信号及びデジタル信号Ｄ０〜Ｄｎを光送信モジュール１に送出する。これにより、光送信モジュール１における制御電圧Ｖ１の値及び制御電流Ｉ２の値が可変に制御される。
［光送信モジュール及び光送信器の作用］
【００３３】
以上説明した光送信モジュール１に含まれるＬＤ駆動回路７によれば、抵抗素子１３とトランジスタ１１とを含む駆動回路１５によって生成された駆動電流を基にＬＤ３によって光信号が生成される際に、駆動回路１５に並列に接続されたフィルタ回路１７によって光信号の波形の歪が低減される。光信号波形の歪は、ＬＤ３とＬＤ駆動回路７との接続に用いられるボンディングワイヤのインダクタ４３と、ボンディングパッド等の寄生容量４５とによる共振現象や、ＬＤ３の周波数特性（例えば、緩和振動周波数）のバイアス依存性等に起因する。このフィルタ回路１７は、トランジスタ１９を含むエミッタフォロア回路と抵抗素子２７と可変容量素子２５とにより構成され、トランジスタ１９におけるコレクタ−エミッタ間の制御電流Ｉ２が可変にされ、可変容量素子２５におけるゲート−ソース（ドレイン）間の電圧が制御電圧Ｖ１によって可変にされている。これにより、フィルタ回路１７における抵抗値と容量値とが独立に制御可能とされる。その結果、送信符号の多値度及びＬＤの駆動方式に応じて効率的に送信波形の劣化を抑制することができる。
【００３４】
例えば、このようなＬＤ駆動回路７を採用した光送信モジュール１は、二値符号を用いた変調方式NRZ、多値符号を用いた変調方式PAM4の両方に使用することができる。一般に、変調方式の多値化に伴い、光信号の波形はＬＤ駆動回路及びＬＤの特性のばらつきの影響を受けやすくなる。また、NRZとPAM4では、受信系も大きく異なることもあり、最適なフィルタ回路の周波数特性は異なるため、周波数特性を設定するフィルタ定数（抵抗値および容量値）を一つに定めることは困難となる。本実施形態では、使用する変調方式に対応して、フィルタ回路１７の抵抗値及び容量値を独立に設定することで光送信モジュール１から生成される光信号の波形を最適化することができる。
【００３５】
加えて、上述した光送信器１０１によれば、ホスト装置１０２からの制御情報に応じて自動的にフィルタ回路１７の抵抗値及び容量値を設定することにより、変調方式に最適な送信波形を効率的に生成することができる。
［変形例の構成及び動作］
【００３６】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【００３７】
例えば、光送信モジュールは、図４のような構成であってもよい。図４に示す光送信モジュール１Ａと上述した光送信モジュール１とは、フィルタ回路１７Ａの構成において異なる。すなわち、光送信モジュール１Ａを構成するフィルタ回路１７Ａは、演算増幅器（オペアンプ）４７をさらに含んでいる。演算増幅器４７は、非反転入力端子に制御電圧Ｖ１が入力され、反転入力端子にトランジスタ１９のエミッタ端子が接続され、出力端子にトランジスタ１９のベース端子が接続されている。このような構成の演算増幅器４７は、トランジスタ１９のエミッタ電位を制御電圧Ｖ１と同電位になるように出力を帰還制御する帰還回路として動作する。このような変形例によれば、可変容量素子２５に印加される制御電圧Ｖ１を環境温度に関わらず安定して設定できる結果、送信波形の劣化を安定して抑制することができる。
【００３８】
図５には、光送信モジュール１Ａによって設定されるフィルタ回路１７Ａの特性値のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、制御電流Ｉ２を変更した場合のフィルタ回路１７Ａのアドミッタンス、コンダクタンス、及びサセプタンスの変化を示し、（ｄ）〜（ｆ）は、制御電圧Ｖ１を変更した場合のフィルタ回路１７Ａのアドミッタンス、コンダクタンス、及びサセプタンスの変化を示している。なお、フィルタ回路１７Ａにおける電圧及び電流をＶ０，Ｉ０と定義したときのアドミッタンスＹ０は、下記式；
Ｙ０＝Ｉ０／Ｖ０＝Ｇ０＋ｊＢ０  ［Ｓ］
で表され、アドミッタンスの実数成分Ｇ０がコンダクタンスであり、虚数成分Ｂ０がサセプタンスである。図５（ａ），（ｄ）においては、アドミッタンスの大きさ｜Ｙ０｜；
｜Ｙ０｜＝（Ｇ０２＋Ｂ０２）１／２
を示している。
【００３９】
図５のシミュレーション結果により、制御電流Ｉ２を大きくすると抵抗値の逆数であるコンダクタンスは広い周波数範囲で大きくなり、逆に制御電流Ｉ２を小さくすると抵抗値の逆数であるコンダクタンスは広い周波数範囲で小さくなる。これは、トランジスタ１９の出力インピーダンスの変化によるものである。例えば、制御電流Ｉ２を０．５〜１．５ｍＡで変化させるとフィルタ回路１７Ａの全体の抵抗値は５０〜６６Ωで変化する。また、制御電圧Ｖ１に応じたサセプタンスの変化より、制御電圧Ｖ１を大きくすると可変容量素子２５の容量値は小さくなり、逆に制御電圧Ｖ１を小さくすると可変容量素子２５の容量値は大きくなることが分かる。例えば、制御電圧Ｖ１を１〜２Ｖで変化させると、フィルタ回路１７Ａの全体の容量値は０．０３〜０．０８ｐＦ、可変容量素子２５の容量値は０．４〜０．８ｐＦで変化する。このように、光送信モジュール１Ａにおいては、フィルタ回路１７Ａの抵抗値と容量値とが独立に調整可能であることが分かる。
【００４０】
また、図６には、制御電流Ｉ２及び制御電圧Ｖ１を変更した際に光送信モジュール１Ａによって生成される出力波形に関するシミュレーション結果を示している。図６において、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、制御電流Ｉ２＝３．０ｍＡ、制御電圧Ｖ１＝２．５Ｖ（設定条件Ａ）に設定した際のイコライズ処理前のＰＡＭ４波形、イコライズ処理後のＰＡＭ４波形、及びＮＲＺ波形を示し、（ｄ）〜（ｆ）は、それぞれ、制御電流Ｉ２＝１．５ｍＡ、制御電圧Ｖ１＝２．５Ｖ（設定条件Ｂ）に設定した際のイコライズ処理前のＰＡＭ４波形、イコライズ処理後のＰＡＭ４波形、及びＮＲＺ波形を示している。図６に示すそれぞれの波形は、光送信器１０１が送信した光信号を受信する受信系装置の出力信号の波形を示しており、イコライズ処理後の波形は、出力信号を高速ＡＤＣでサンプリングしてからデジタル信号処理（ＦＦＥ（Feed-Forward Equalizer）、ＤＦＥ(Decision Feedback Equalizer)）を施した波形を想定している。
【００４１】
図６のシミュレーション結果より、ＮＲＺ波形においては、設定条件Ａのほうが設定条件Ｂに比べてオーバシュートが小さくノイズ（“０”レベルおよび“１”レベルの縦軸方向のぶれ）も小さくなっており、設定条件Ａの場合に最適な波形が得られる。一方、ＰＡＭ４波形においては、図６（ｂ）及び図６（ｅ）の点線に示すように、アイ開口の中心を結んだ傾きが、設定条件Ａよりも設定条件Ｂのほうが立っており、設定条件Ｂの場合に最適な波形が得られている。このように、光送信モジュール１Ａによれば、固定特性のフィルタ回路では不可能な複数の変調方式の波形の最適化が可能であることが分かる。
【００４２】
また、図７には、光送信モジュール１Ａによって生成されるＰＡＭ４波形における位相とＳＮ比との関係のシミュレーション結果を示している。ここでは、設定条件Ａにおけるシミュレーション結果と設定条件Ｂにおけるシミュレーション結果とを比較して示している。この結果から、設定条件Ｂのほうが位相方向に高いＳＮ比の領域が存在しており、設定条件ＢがＰＡＭ４の変調方式には適していることが分かる。
【００４３】
或いは、光送信モジュールは、図８のような構成であってもよい。図８に示す光送信モジュール１Ｂと上述した光送信モジュール１Ａとは、ＬＤ駆動回路７とＬＤ３との接続構成において異なる。すなわち、ＬＤ３のカソード端子がＬＤ駆動回路７の出力端子９に接続され、ＬＤ３のアノード端子が定電圧源に接続される。このような構成の光送信モジュール１Ｂにおいては、ＬＤ駆動回路７の出力端子９から駆動電流が出力される（引き込まれる）ことにより、その駆動電流に応じてＬＤ３から光信号３が出力される。このようにＬＤ３の駆動方式が異なる場合でも、ＬＤ駆動回路７に制御電圧Ｖ１及び制御電流Ｉ２を設定することによりその駆動方式に適したフィルタ回路１７Ａの特性を設定することができる。例えば、トランジスタ１１のオンとオフと、ＬＤ３のオンとオフとの関係が異なる場合でもそれに対応してフィルタ特性を設定できる。また、駆動方式によって変化するトランジスタ１１のコレクタ電圧に対応してフィルタ特性を設定することもできる。
【００４４】
また、光送信モジュールは、図９のような構成であってもよい。図９に示す光送信モジュール１Ｃと上述した光送信モジュール１Ａとは、ＬＤ駆動回路７Ｃにおいてフィルタ回路１７Ａのバイアス変動を補償して制御電圧Ｖ１を設定するための補償回路４９を備える点において異なる。詳細には、補償回路４９は、ダイオード５１、抵抗素子５３、及び可変電流源５５を含んで構成される。ダイオード５１は、カソード端子が接地され、アノード端子が抵抗素子５３の一端に接続されている。抵抗素子５３の他端が演算増幅器４７の非反転入力及び可変電流源５５に接続されている。このような構成の光送信モジュール１Ｃによれば、可変電流源５５の電流Ｉ３を調整することにより制御電圧Ｖ１を可変に制御することができる。さらに、ダイオード５１の温度特性をＬＤ３の温度特性と同じとすることで、ＬＤ３の温度特性によるフィルタ回路１７Ａのバイアス変動を補償することができる。その結果、温度変化によるフィルタ回路１７Ａの周波数特性の温度特性を低減し、光送信モジュール１Ｃの出力波形の劣化を抑制することができる。フィルタ回路１７Ａの周波数特性の温度特性の低減は、可変容量素子２５のゲートーソース間電圧が温度変化に対してほぼ一定に保たれることに基づいている。
【００４５】
同様に、光送信モジュールは、図１０のような構成であってもよい。図１０に示す光送信モジュール１Ｄと上述した光送信モジュール１Ｂとは、ＬＤ駆動回路７Ｄにおいてフィルタ回路１７Ａのバイアス変動を補償して制御電圧Ｖ１を設定するための補償回路５７を備える点において異なる。詳細には、補償回路５７は、抵抗素子５９、ダイオード６１、及び可変電流源６３を含んで構成される。ダイオード６１は、アノード端子が抵抗素子５９を介して定電圧源に接続され、カソード端子が演算増幅器４７の非反転入力及び可変電流源６３に接続されている。このような構成の光送信モジュール１Ｄによれば、可変電流源６３の電流Ｉ３を調整することにより制御電圧Ｖ１を可変に制御することができる。さらに、ダイオード６１の温度特性をＬＤ３の温度特性と同じとすることで、ＬＤ３の温度特性によるフィルタ回路１７Ａのバイアス変動を補償することができる。その結果、温度変化によるフィルタ回路１７Ａの周波数特性の温度特性を低減し、光送信モジュール１Ｄの出力波形の劣化を抑制することができる。フィルタ回路１７Ａの周波数特性の温度特性の低減は、図９の構成と同様に、可変容量素子２５のゲートーソース間電圧が温度変化に対してほぼ一定に保たれることに基づいている。
【００４６】
なお、上記の光送信モジュール１，１Ａ〜１Ｄにおいては、可変容量素子２５が逆方向に接続されていてもよい。具体的には、可変容量素子２５のゲート端子がトランジスタ１９のエミッタ端子に接続され、可変容量素子２５のソース端子及びドレイン端子が抵抗素子２７に接続されていてもよい。
【００４７】
また、図３に示した光送信器１０１においては、温度センサを付加して、温度センサによって検出された温度に対応してフィルタ回路１７の特性を可変に設定してもよい。具体的には、メモリ１０５に、複数の変調方式毎に温度に対応した制御電圧Ｖ１及び制御電流Ｉ２のそれぞれの設定値が予め格納されている。そして、ＣＰＵ１０４は、制御信号によって特定される変調方式と、温度センサで検出された温度とに対応する制御電圧Ｖ１及び制御電流Ｉ２のそれぞれの設定値をメモリ１０５から読み出し、それぞれの設定値に対応した制御信号及びデジタル信号Ｄ０〜Ｄｎを光送信モジュール１に送出する。これにより、温度変化に対して光出力信号の波形を常に最適に保つことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ａ〜１Ｄ…光送信モジュール、３…ＬＤ、５…バイアス電流源、７，７Ｃ，７Ｄ…ＬＤ駆動回路、９…出力端子、１１…トランジスタ、１３…抵抗素子、１５…駆動回路、１７，１７Ａ…フィルタ回路、１９…トランジスタ、２３…可変電流源、２５…可変容量素子（トランジスタ）、２７…抵抗素子、４７…演算増幅器、１０１…光送信器、１０４…ＣＰＵ，１０５…メモリ。
【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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【図１０】
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