(57)【要約】【課題】レーザダイオードに関する相互変調歪みを抑制し、かつ、レーザダイオードを長寿命化する。【解決手段】レーザ装置（１）は、レーザダイオード（ＬＤ）と、バイアス電流Ｉｂの電流路にレーザダイオード（ＬＤ）と直列に挿入されたバイアス調整素子（１３）を有するバイアス電流調整回路（１０）と、を備え、バイアス調整素子（１３）は、抵抗値ＲＤが負の温度係数を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードと、
前記レーザダイオードに供給するバイアス電流を調整するバイアス電流調整回路であって、前記バイアス電流の電流路に前記レーザダイオードと直列に挿入されたバイアス調整素子を有するバイアス電流調整回路と、を備え、
前記バイアス調整素子は、抵抗値が負の温度係数を有する、
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記バイアス調整素子は、単一のダイオードにより構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記バイアス調整素子は、直列に接続された複数のダイオードにより構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項４】
使用温度範囲の下限から上限までの温度上昇に伴う前記バイアス電流の増加量が、該温度上昇に伴う前記レーザダイオードの閾値電流の増加量以上となるように、前記バイアス調整素子の抵抗値が設定されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記温度上昇に伴う前記バイアス電流の前記増加量が、該温度上昇に伴う前記レーザダイオードの閾値電流の前記増加量の１．５倍以下となるように、前記バイアス調整素子の抵抗値が設定されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記バイアス電流調整回路は、シリーズレギュレータを更に有しており、
前記シリーズレギュレータの出力端子が抵抗器を介して前記バイアス調整素子の一端に接続されており、前記シリーズレギュレータの調整端子が前記バイアス調整素子の他端と前記レーザダイオードとに接続されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザ装置がコネクタに内蔵されている、
ことを特徴とするアクティブ光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置に関する。また、レーザ装置を備えたアクティブ光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号電流を信号光に変換するためのＯ／Ｅ変換器として、レーザダイオードが広く用いられている。レーザダイオードにて生成した信号光には、レーザダイオードの非線形性に起因する相互変調歪みが生じることがあり、これがＳ／Ｎ比を低下させる要因となっている。レーザダイオードの駆動電流対光出力特性には閾値と呼ばれる折れ曲がりが存在するため、駆動電流（信号電流とバイアス電流との和）が閾値をまたいで変化するとき光出力（信号光の強度）が非線形に変化する。つまり、相互変調歪みは、レーザダイオードに入力される駆動電流の下限値がレーザダイオードの閾値電流を下回ることによって生じる。例えば、信号電流の振幅が大きくなるほど、駆動電流の下限値が閾値電流を下回り易くなり、その結果、相互変調歪みを生じ易くなる。
【０００３】
相互変調歪みを避けるためには、例えば、バイアス電流を大きくすればよい。バイアス電流が大きくなれば、駆動電流の下限値が大きくなるので、相互変調歪みが生じ難くなるからである。ただし、単純にバイアス電流を大きくすると、消費電力が増加し、レーザダイオードが短寿命化するという別の問題を招来する。
【０００４】
このような問題の解決に資する技術としては、例えば、特許文献１に記載の装置が挙げられる。特許文献１に記載の装置においては、無線周波数信号（信号電流）の平均電力に応じてバイアス電流を制御することによって、消費電力の増加およびレーザダイオードの短寿命化を招来することなく、相互変調歪みの発生を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５２１４４号公報（２００２年７月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、レーザダイオードの閾値電流Ｉｔｈは、（１）式で表される温度依存性を有している。すなわち、レーザダイオードの閾値電流Ｉｔｈは、温度Ｔに応じて指数関数的に大きくなる。ここで、ＴＬＤは、レーザダイオードの構造により決まる定数であり、特性温度と呼ばれる。ある温度Ｔ０における閾値電流Ｉｔｈ（Ｔ０）と特性温度ＴＬＤとを実測等により予め決定しておけば、任意温度Ｔにおける閾値電流Ｉｔｈ（Ｔ）を（１）式を用いて算出することができる。
【０００７】
【数１】
2017103292.tif 000003
【０００８】
図１０は、製品Ａ、Ｂ、Ｃとして市販されている３種のレーザダイオードについて、閾値電流Ｉｔｈの温度依存性を示すグラフである。図１０に示すグラフからも、レーザダイオードの閾値電流Ｉｔｈが温度に応じて指数関数的に大きくなることが見て取れる。
【０００９】
レーザダイオードの閾値電流Ｉｔｈには、このような温度依存があるにも関わらず、特許文献１に記載の装置では、このことが考慮されていない。このため、特許文献１に記載の装置では、閾値電流Ｉｔｈが大きくなる高温環境下で駆動電流の下限値が閾値電流Ｉｔｈを下回り易く、これにより、相互変調歪みが生じ易くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高温環境下でも相互変調歪みが生じ難いレーザ装置を実現することにある。また、そのようなレーザ装置を用いて、Ｓ／Ｎ比の高いアクティブ光ケーブルを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るレーザ装置は、レーザダイオードと、前記レーザダイオードに供給するバイアス電流を調整するバイアス電流調整回路であって、前記バイアス電流の電流路に前記レーザダイオードと直列に挿入されたバイアス調整素子を有するバイアス電流調整回路とを備え、前記バイアス調整素子は、抵抗値が負の温度係数を有する、ことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、環境温度が高くなるほど、バイアス調整素子の抵抗値が減少し、その結果、バイアス電流が増加する。このため、環境温度の上昇に伴うバイアス電流の増加量が、バイアス調整素子を備えていない従来のレーザ装置よりも大きくなる。したがって、従来のレーザ装置よりも高温環境下で相互変調歪みが生じ難くなる。
【００１３】
本発明に係るレーザ装置において、前記バイアス調整素子は、単一のダイオードにより構成されている、ことが好ましい。
【００１４】
上記の構成によれば、高温環境下で相互変調歪みが生じ難いレーザ装置を、単純な構成で安価に実現することができる。
【００１５】
本発明に係るレーザ装置において、前記バイアス調整素子は、直列に接続された複数のダイオードにより構成されている、ことが好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、高温環境下で相互変調歪みが生じ難いレーザ装置を、比較的単純な構成で比較的安価に実現することができる。また、前記バイアス調整素子を単一のダイオードにより構成する場合と比べて、ダイオード選択の自由度が高くなる。
【００１７】
本発明に係るレーザ装置においては、使用温度範囲の下限から上限までの温度上昇に伴う前記バイアス電流の増加量が該温度上昇に伴う前記レーザダイオードの閾値電流の増加量以上となるように、前記バイアス調整素子の抵抗値が設定されている、ことが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、使用温度範囲内で相互変調歪みが生じることを確実に回避することができる。
【００１９】
本発明に係るレーザ装置においては、前記温度上昇に伴う前記バイアス電流の前記増加量が該温度上昇に伴う前記レーザダイオードの閾値電流の前記増加量の１．５倍以下となるように、前記バイアス調整素子の抵抗値が設定されている、ことが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、消費電力の増加およびレーザダイオードの短寿命化を抑えつつ、使用温度範囲内で相互変調歪みが生じることを確実に回避することができる。
【００２１】
本発明に係るレーザ装置において、前記バイアス電流調整回路は、シリーズレギュレータを更に有しており、前記シリーズレギュレータの出力端子が前記抵抗器を介して前記バイアス調整素子の一端に接続されており、前記シリーズレギュレータの調整端子が前記バイアス調整素子の他端と前記レーザダイオードとに接続されている、ことが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、温度上昇に応じたバイアス電流の増加を、シリーズレギュレータが設けられていない場合よりも緩やかにすることができる。
【００２３】
本発明に係るアクティブ光ケーブルは、前記レーザ装置がコネクタに内蔵されている、ことを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、Ｓ／Ｎ比の高いアクティブ光ケーブルを実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、高温環境下でも相互変調歪みが生じ難いレーザ装置を実現することができる。また、そのようなレーザ装置を用いて、Ｓ／Ｎ比の高いアクティブ光ケーブルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すレーザ装置の第１の具体例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すレーザ装置の第２の具体例を示すブロック図である。
【図４】図１に示すレーザ装置と図１に示すレーザ装置からバイアス調整素子を省いた従来のレーザ装置について、バイアス電流の温度依存性を示すグラフである。
【図５】図１に示すレーザ装置と図１に示すレーザ装置からバイアス調整素子を省いた従来のレーザ装置について、Ｓ／Ｎ比の温度依存性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示すレーザ装置と図６に示すレーザ装置からバイアス調整素子を省いた従来のレーザ装置について、バイアス電流の温度依存性を示すグラフである。
【図８】バイアス調整素子として利用可能なダイオードについて、順方向電圧の温度依存性を示すグラフである。
【図９】図１または図６に示すレーザ装置を備えたアクティブ光ケーブルの構成を示すブロック図である。
【図１０】レーザダイオードの閾値電流の温度依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１の実施形態〕
（レーザ装置１の構成）
本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るレーザ装置１の構成を示すブロック図である。
【００２８】
レーザ装置１は、信号電流を信号光に変換するための装置であり、図１に示すように、レーザダイオードＬＤと、コンデンサＣと、バイアス電流調整回路１０と、を備えている。コンデンサＣは、一方の電極が入力端子Ｐに接続されており、他方の電極がレーザダイオードＬＤのアノード端子に接続されている。バイアス電流調整回路１０は、レーザダイオードＬＤのアノード端子に接続されている。レーザダイオードＬＤは、アノード端子がコンデンサＣとバイアス電流調整回路１０とに接続されており、カソード端子が接地されている。
【００２９】
コンデンサＣは、入力端子Ｐを介して外部から入力された信号電流の直流成分を遮断し、同信号電流の交流成分を通過させるための手段である。コンデンサＣを通過した信号電流の交流成分は、レーザダイオードＬＤに入力される。コンデンサＣを通過し、レーザダイオードＬＤに入力される信号電流の交流成分を、以下、「信号電流Ｉａｃ」と記載する。
【００３０】
バイアス電流調整回路１０は、バイアス電流を環境温度に応じて調整するための手段である。バイアス電流調整回路１０は、図１に示すように、定電圧源１１と、抵抗器１２と、バイアス調整素子１３と、を有している。定電圧源１１は、一定の電源電圧ＶＣＣを発生させる電圧源であり、負極端子が接地され、正極端子が抵抗器１２の一端に接続されている。抵抗器１２は、一定の抵抗値Ｒを有する固定抵抗器であり、一端が定電圧源１１の正極端子に接続され、他端がバイアス調整素子１３の一端に接続されている。バイアス調整素子１３は、抵抗値ＲＤが負の温度係数を有する素子、すなわち、温度の上昇と共に抵抗値ＲＤが減少する素子であり、一端が抵抗器１２の他端に接続され、他端がレーザダイオードＬＤのアノード端子に接続されている。バイアス電流調整回路１０にて生成されたバイアス電流は、レーザダイオードＬＤに入力される。バイアス電流調整回路１０にて生成され、レーザダイオードＬＤに入力されるバイアス電流を、以下、「バイアス電流Ｉｂ」と記載する。
【００３１】
レーザダイオードＬＤには、コンデンサＣを通過した信号電流Ｉａｃとバイアス電流調整回路１０にて生成されたバイアス電流Ｉｂとの和電流が、駆動電流として供給される。信号電流Ｉａｃの振幅を｜Ｉａｃ｜とすると、この駆動電流は、電流値がＩｂ±｜Ｉａｃ｜の範囲で変動する電流となる。レーザダイオードＬＤは、この駆動電流に応じた強度の信号光を発するための手段である。レーザダイオードＬＤとしては、例えば、ファブリペロレーザ、ＤＦＢレーザ（Distributed Feedback LASER）、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）等を用いることができる。
【００３２】
レーザ装置１においては、抵抗器１２、バイアス調整素子１３、およびレーザダイオードＬＤが、定電圧源１１からグランドに至るバイアス電流Ｉｂの電流路に直列に挿入されている。したがって、抵抗器１２の抵抗値Ｒ、バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤ、レーザダイオードＬＤの抵抗値ＲＬＤ、電源電圧（定電圧源１１の出力電圧）ＶＣＣ、およびバイアス電流Ｉｂの間には、（２）式の関係が成り立つ。したがって、バイアス電流Ｉｂは、（３）式のように表される。
【００３３】
【数２】
2017103292.tif 000004
【００３４】
【数３】
2017103292.tif 000005
【００３５】
バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤは、負の温度係数を有する。したがって、環境温度が高くなると、抵抗値ＲＤは単調に減少し、その結果、バイアス電流Ｉｂは単調に増加する。なお、環境温度が高くなると、通常、抵抗器１２の抵抗値Ｒは、微増し、レーザダイオードＬＤの抵抗値ＲＬＤは、微減する。ただし、抵抗器１２の抵抗値Ｒ及びレーザダイオードＬＤの抵抗値ＲＬＤの単位温度あたりの変化量は、バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤの単位温度あたりの変化量と比べて十分に小さい。環境温度が高くなるとバイアス電流Ｉｂが単調に増加するのは、このためである。
【００３６】
前述したように、駆動電流の下限値Ｉｂ−｜Ｉａｃ｜がレーザダイオードＬＤの閾値電流Ｉｔｈを下回った場合、レーザダイオードＬＤが発するレーザ光の強度が駆動電流の変動に追従しなくなり、相互変調歪みが生じる。特に、従来のレーザ装置においては、高温環境下で相互変調歪みが生じ易くなる。なぜなら、環境温度が高くなるほど、レーザダイオードＬＤの閾値電流Ｉｔｈが大きくなるからである。
【００３７】
これに対して、レーザ装置１においては、バイアス調整素子１３を設けることによって、環境温度の上昇に伴いバイアス電流Ｉｂを増加させる構成を採用している。このため、高温環境下で駆動電流の下限値Ｉｂ−｜Ｉａｃ｜が閾値電流Ｉｔｈを下回る可能性を、従来のレーザ装置よりも小さく抑えることができる。その結果、高温環境下で信号光に相互変調歪みが生じる可能性を、従来のレーザ装置よりも小さく抑えることができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、定電圧源１１、抵抗器１２、バイアス調整素子１３、レーザダイオードＬＤをこの順で直列接続する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、これらの素子を定電圧源１１、バイアス調整素子１３、抵抗器１２、レーザダイオードＬＤの順で直列接続する構成を採用してもよい。本実施形態の構成を採用することにより、バイアス調整素子１３とレーザダイオードＬＤとを共通の温度とすると共に、レーザダイオードＬＤにて発生した熱により抵抗器１２の温度が上昇することを避けることができる。これにより、バイアス調整素子１３とレーザダイオードＬＤの温度差を考慮したり、抵抗器１２の温度特性を考慮したりする必要がなくなるので、レーザ装置１の設計が容易になる。
【００３９】
（バイアス調整素子の構成例）
次に、バイアス調整素子１３の構成例について、図２〜図４を参照して説明する。
【００４０】
バイアス調整素子１３は、単一のダイオードにより構成することができる。図２は、バイアス調整素子１３を単一のダイオードＤ１により構成した場合のレーザ装置１のブロック図である。この場合、ダイオードＤ１は、アノード端子が抵抗器１２の前記他端に接続され、カソード端子がレーザダイオードＬＤに接続される。また、この場合、バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤは、ダイオードＤ１の抵抗値ＲＤ１そのものになる。
【００４１】
また、バイアス調整素子１３は、直列に接続された複数のダイオードにより構成することもできる。図３は、バイアス調整素子１３を直列に接続された２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成した場合のレーザ装置１のブロック図である。この場合、ダイオードＤ１は、アノード端子が抵抗器１２の前記他端に接続され、カソード端子がダイオードＤ２のアノード端子に接続される。ダイオードＤ２は、アノード端子がダイオードＤ１のカソード端子に接続され、カソード端子がレーザダイオードＬＤのアノード端子に接続される。また、この場合、バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤは、ダイオードＤ１の抵抗値ＲＤ１とダイオードＤ２の抵抗値ＲＤ２との和ＲＤ１＋ＲＤ２となる。
【００４２】
バイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成した場合、バイアス電流Ｉｂの単位温度あたりの増加量を、バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成した場合よりも大きくすることができる。したがって、バイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成することによって、高温環境において信号光に相互変調歪みが生じる可能性を、バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成する場合よりも低下させることができる。
【００４３】
このことは、図４に示すグラフからも確かめられる。図４は、（１）バイアス調整素子１３を省略した場合、（１）バイアス調整素子１３をひとつのダイオードＤ１で構成した場合、（３）バイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１，Ｄ２で構成した場合について、−４０［℃］以上＋１００［℃］以下の温度範囲においてバイアス電流Ｉｂを温度Ｔの関数としてプロットしたグラフである。なお、各温度Ｔにおけるバイアス電流値Ｉｂの値Ｉｂ（Ｔ）の算出に際しては、定電圧源１１の電源電圧ＶＣＣおよび抵抗器１２の抵抗値Ｒを、以下のように設定した。また、ダイオードＤ１、Ｄ２としては、同じ特性を有するダイオードを用いた。
【００４４】
（ａ）バイアス調整素子１３を省いた場合
ＶＣＣ＝１２[Ｖ］、Ｒ＝２．０ｋ［Ω］
（ｂ）バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成した場合
ＶＣＣ＝１２［Ｖ］、Ｒ＝１．８ｋ［Ω］
（ｃ）バイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成した場合
ＶＣＣ＝１２［Ｖ］、Ｒ＝１．６ｋ［Ω］
図４に示すように、バイアス調整素子１３を省略した場合、−４０℃から＋１００℃までの温度上昇に伴うバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂは、０．７６７［ｍＡ］となる。また、バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成した場合、当該温度上昇に伴うバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂは、０．９６５［ｍＡ］となる。また、バイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成した場合、当該温度上昇に伴うバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂは、１．２０７［ｍＡ］となる。
【００４５】
すなわち、バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成した場合のバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂは、バイアス調整素子１３を省略した場合のバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂよりも大きくなることが、−４０℃以上＋１００℃以下の温度範囲において確かめられた。また、バイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成した場合のバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂは、バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成した場合のバイアス電流Ｉｂの増加量ΔＩｂ（Ｔ１，Ｔ２）よりも大きくなることが、−４０℃以上＋１００℃以下の温度範囲において確かめられた。
【００４６】
なお、ここでは、バイアス調整素子１３をダイオードにより構成する形態を例示したが、本発明はこれに限定されない。ダイオード以外の素子であっても、抵抗値が負の温度係数を有する素子であれば、バイアス調整素子１３として用いることができる。ただし、バイアス調整素子１３は、パッシブ素子であることが好ましい。ここでいうパッシブ素子とは、温度と相関する電圧信号または電流信号を入力信号として抵抗値を制御するアクティブ素子とは異なり、前記入力信号を必要とすることなく温度によって（直接）抵抗値が変化する素子をいう。バイアス調整素子１３をパッシブ素子により構成した場合、外部からバイアス調整素子１３の抵抗値を制御する必要も生じないからである。
【００４７】
（バイアス調整素子の好ましい抵抗値）
次に、バイアス調整素子１３の好ましい抵抗値ＲＤについて説明する。ここでは、使用環境として想定された所定の温度範囲（以下、「使用温度範囲」と記載する）で相互変調歪みが生じることのない抵抗値ＲＤについて検討する。
【００４８】
まず、相互変調歪みが生じるのは、前述したとおり、レーザダイオードＬＤに供給される駆動電流の下限値Ｉｂ−｜Ｉａｃ｜が閾値電流Ｉｔｈよりも小さくなる場合である。したがって、使用温度範囲内の任意の温度ＴにおいてＩｂ（Ｔ）−｜Ｉａｃ｜≧Ｉｔｈ（Ｔ）が成り立てば、使用温度範囲内で相互変調歪みが生じることはない。
【００４９】
前述したとおり、閾値電流Ｉｔｈ（Ｔ）およびバイアス電流Ｉｂ（Ｔ）は、環境温度Ｔの上昇に対して単調に増加する。したがって、バイアス電流Ｉｂ（Ｔ）が下記の条件Ａおよび条件Ｂを満たせば、使用温度範囲内の任意の温度ＴにおいてＩｂ（Ｔ）−｜Ｉａｃ｜≧Ｉｔｈ（Ｔ）が成り立つ。
【００５０】
≪条件Ａ≫
使用温度範囲の下限値Ｔ１におけるバイアス電流Ｉｂ（Ｔ１）および閾値電流Ｉｔｈ（Ｔ１）との間に、Ｉｂ（Ｔ１）≧Ｉｔｈ（Ｔ１）＋｜Ｉａｃ｜が成り立つ。
【００５１】
≪条件Ｂ≫
環境温度が使用温度範囲の下限値Ｔ１から上限値Ｔ２まで上昇したときのバイアス電流Ｉｂの増加量Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）および閾値電流Ｉｔｈの増加量Ｉｔｈ（Ｔ２）−Ｉｔｈ（Ｔ１）との間に、Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）≧Ｉｔｈ（Ｔ２）−Ｉｔｈ（Ｔ１）が成り立つ。
【００５２】
ただし、バイアス電流Ｉｂの増加量Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）が大きくなるほど、消費電力が増加し、レーザダイオードＬＤが短寿命化する。このため、バイアス電流Ｉｂ（Ｔ）は、上記の条件Ａおよび条件Ｂに加えて、下記の条件Ｃを満たすことが好ましい。
【００５３】
≪条件Ｃ≫
環境温度が使用温度範囲の下限値Ｔ１から上限値Ｔ２まで上昇したときのバイアス電流Ｉｂの増加量Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）および閾値電流Ｉｔｈの増加量Ｉｔｈ（Ｔ２）−Ｉｔｈ（Ｔ１）との間に、Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）＜１．５×（Ｉｔｈ（Ｔ２）−Ｉｔｈ（Ｔ１））が成り立つ。
【００５４】
したがって、バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤは、バイアス電流Ｉｂ（Ｔ）が上記の条件Ａおよび条件Ｂを共に充足するように設定されていることが好ましい。なぜなら、使用温度範囲内で相互変調歪みが生じることを回避できるからである。
【００５５】
また、バイアス調整素子１３の抵抗値ＲＤは、バイアス電流Ｉｂ（Ｔ）が上記の条件Ａおよび条件Ｂを共に充足することに加えて、バイアス電流Ｉｂ（Ｔ）が上記の条件Ｃを充足するように設定されていることが更に好ましい。なぜなら、消費電力の増加およびレーザダイオードＬＤの短寿命化を抑えつつ、使用温度範囲内で相互変調歪みが生じることを回避できるからである。
【００５６】
なお、バイアス調整素子１３を１つのダイオードＤ１により構成する場合とバイアス調整素子１３を２つのダイオードＤ１、Ｄ２により構成する場合とを比べると、後者の場合の方が条件Ｂおよび条件Ｃを充足するために各ダイオードＤ１、Ｄ２に要求される抵抗値の減少量が小さくて済むので、後者の場合の方がダイオード選定の自由度が高くなる。
【００５７】
（レーザ装置の効果）
図５は、レーザ装置１とレーザ装置１からバイアス調整素子１３を省いた従来のレーザ装置とについて、Ｓ／Ｎ比の温度依存性を示したグラフである。
【００５８】
バイアス調整素子１３を備えていない従来のレーザ装置においては、通常、バイアス電流Ｉｂの増加量Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）が閾値電流Ｉｔｈの増加量Ｉｔｈ（Ｔ２）−Ｉｔｈ（Ｔ１）を下回るので、環境温度がＴ１のときのバイアス電流Ｉｂ（Ｔ１）が上記の条件Ａを満たしていたとしても、環境温度が高くなると、信号光の相互変調歪みを生じる。このため、図５に破線で示すように、環境温度が高くなると、Ｓ／Ｎ比の低下を生じる。
【００５９】
一方、バイアス調整素子１３を備えているレーザ装置１においては、バイアス電流Ｉｂ（Ｔ）を上記の条件Ａおよび条件Ｂを満たすように設定した場合、バイアス電流Ｉｂの増加量Ｉｂ（Ｔ２）−Ｉｂ（Ｔ１）が閾値電流Ｉｔｈの増加量Ｉｔｈ（Ｔ２）−Ｉｔｈ（Ｔ１）を上回るので、環境温度がＴ１のときのバイアス電流Ｉｂ（Ｔ１）が上記の条件Ａを満たしていれば、環境温度が高くなっても、信号光の相互変調歪みを生じない。このため、図６に実線で示すように、環境温度が高くなっても、Ｓ／Ｎ比の低下を生じない。
【００６０】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置２の構成について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係るレーザ装置２の構成を示すブロック図である。
【００６１】
本実施形態に係るレーザ装置２は、第１の実施形態に係るレーザ装置１が備えるバイアス電流調整回路１０を、以下に説明するバイアス電流調整回路２０に置き換えたものである。
【００６２】
バイアス電流調整回路２０は、図２に示すように、定電圧源２１と、抵抗器２２と、バイアス調整素子２３と、シリーズレギュレータ２４と、を有している。定電圧源２１は、一定の電源電圧ＶＣＣを発生させる電圧源であり、負極端子が接地され、正極端子がシリーズレギュレータ２４の入力端子ＩＮに接続されている。抵抗器２２は、一定の抵抗値Ｒを有する固定抵抗器であり、一端がシリーズレギュレータ２４の出力端子ＯＵＴに接続され、他端がバイアス調整素子２３の一端に接続されている。バイアス調整素子２３は、抵抗値ＲＤが負の温度係数を有する素子、すなわち、温度の上昇と共に抵抗値ＲＤが減少する素子であり、一端が抵抗器２２の他端に接続され、他端がシリーズレギュレータ２４の調整端子ＡＤＪとレーザダイオードＬＤのアノード端子とに接続されている。
【００６３】
シリーズレギュレータ２４は、出力端子ＯＵＴと調整端子ＡＤＪとの間の電位差を一定の電圧Ｖ０に保つための手段である。本実施形態においては、シリーズレギュレータとして、出力端子ＯＵＴと調整端子ＡＤＪとの間の電位差を１．２５Ｖに保つＬｉｎｅａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製のＬＴ３１７Ａをシリーズレギュレータ２４として用いる。
【００６４】
レーザ装置２においては、シリーズレギュレータ２４の作用により、抵抗器２２における電圧降下量Ｒ×Ｉｂとバイアス調整素子２３における電圧降下量ＲＤ×Ｉｂとの和は、（４）式に示すように、一定の電圧Ｖ０になる。したがって、バイアス電流Ｉｂは、（５）式のように表される。
【００６５】
【数４】
2017103292.tif 000006
【００６６】
【数５】
2017103292.tif 000007
【００６７】
バイアス調整素子２３の抵抗値ＲＤは、負の温度係数を有する。したがって、環境温度が高くなると、抵抗値ＲＤは単調に減少し、その結果、バイアス電流Ｉｂは単調に増加する。レーザ装置２におけるバイアス電流Ｉｂの温度依存性を図示すれば、図７に実線で示すグラフのようになる。
【００６８】
一方、レーザ装置２からバイアス調整素子２３を省いた従来のレーザ装置においては、バイアス電流Ｉｂが一定になる。従来のレーザ装置におけるバイアス電流Ｉｂを図示すれば、図７に点線で示すグラフのようになる。
【００６９】
前述したように、駆動電流の下限値Ｉｂ−｜Ｉａｃ｜がレーザダイオードＬＤの閾値電流Ｉｔｈを下回った場合、レーザダイオードＬＤが発するレーザ光の強度が駆動電流の変動に追従しなくなり、相互変調歪みが生じる。特に、従来のレーザ装置においては、高温環境下で相互変調歪みが生じ易くなる。なぜなら、環境温度が高くなるほど、レーザダイオードＬＤの閾値電流Ｉｔｈが大きくなるからである。
【００７０】
これに対して、レーザ装置２においては、バイアス調整素子２３を設けることによって、環境温度の上昇に伴いバイアス電流Ｉｂを増加させている。このため、高温環境下で駆動電流の下限値Ｉｂ−｜Ｉａｃ｜が閾値電流Ｉｔｈを下回る可能性を、従来のレーザ装置よりも小さく抑えることができる。その結果、高温環境下で信号光に相互変調歪みが生じる可能性を、従来のレーザ装置よりも低下させることができる。
【００７１】
なお、図６に示すように、バイアス調整素子２３としては、ダイオードＤを用いることができる。この場合、バイアス調整素子２３の電圧降下量ＲＤ×Ｉｂ、すなわち、ダイオードＤの順方向電圧は、負の傾きを有する温度Ｔの一次関数となる。一例として、ローム社製のスイッチングダイオード１ＳＳ３５５について、順電流Ｉが５．１３［ｍＡ］であると仮定して、順方向電圧の温度依存性を図８に示す。図７に示すように、レーザ装置２におけるバイアス電流Ｉｂが正の傾きを有する温度Ｔの一次関数となるのは、図８に示すように、ダイオードＤの順方向電圧が負の傾きを有する温度Ｔの一次関数となるからである。
【００７２】
〔アクティブ光ケーブル〕
最後に、本発明に係るレーザ装置を用いたアクティブ光ケーブル３について、図９を参照して説明する。図９は、アクティブ光ケーブル３の構成を示すブロック図である。
【００７３】
アクティブ光ケーブル３は、図９に示すように、光ケーブル３１と、光ケーブル３１の一端に接続された送信側コネクタ３２と、光ケーブル３１の他端に接続された受信側コネクタ３３とを備えている。
【００７４】
送信側コネクタ３２は、入力信号として外部装置から与えられた信号電流をＥ／Ｏ変換することによって、信号光を生成する。送信側コネクタ３２にて生成された信号光は、光ケーブル３１に含まれる光ファイバを介して受信側コネクタ３３に与えられる。受信側コネクタ３３は、送信側コネクタ３２から入力された信号光をＯ／Ｅ変換することによって、信号電流を生成する。受信側コネクタ３３にて生成された信号電流は、出力信号として外部装置に与えられる。
【００７５】
送信側コネクタ３２は、信号電流を信号光に変換するための手段として、上述したレーザ装置１またはレーザ装置２を内蔵している。このため、高温環境下においても、送信側コネクタ３２は、相互変調歪みの少ない、すなわち、Ｓ／Ｎ比の高い信号光を生成することができる。
【００７６】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１、２      レーザ装置
１０、２０  バイアス電流調整回路
１１、２１  定電圧源
１２、２２  抵抗器
１３、２３  バイアス調整素子
２４        シリーズレギュレータ
ＬＤ        レーザダイオード
Ｃ          コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２  ダイオード
３          アクティブ光ケーブル
３１        光ケーブル
３２        送信側コネクタ
３３        受信側コネクタ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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