(57)【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駆動電流を流すドライバと、前記ドライバが流す駆動電流を制御する制御手段と、前記レーザダイオードからの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバーとを有する光トランスミッタにおける、前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成する方法であって、
離散的な複数の温度下での前記レーザダイオードに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算する第１処理と、
特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した駆動電流の情報と前記近似計算で得られた駆動電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成する第２処理と、を含み、
離散的な複数の温度下での前記駆動電流の情報は、第１の温度における第１の閾値電流値及び第１の変調電流値と、第２の温度における第２の閾値電流値及び第２の変調電流値を含み、
前記第１処理は、閾値電流と変調電流とに分けて駆動電流の情報を近似計算する処理であり、
前記第２処理は、特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した閾値電流の情報と前記近似計算で得られた閾値電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた閾値電流の情報を補正し、前記特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した変調電流の情報と前記近似計算で得られた変調電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた変調電流の情報を補正し、補正結果に基づいて閾値電流と変調電流に関する駆動制御データ生成する処理であることを特徴とする駆動制御データ生成方法。
【請求項２】
前記第２処理で得られた駆動制御データを前記制御手段が保有する電気的に書込み可能な不揮発性記憶手段に書き込み制御する第３処理を更に含むことを特徴とする請求項１記載の駆動制御データ生成方法。
【請求項３】
前記特定の温度下とは常温下であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動制御データ生成方法。
【請求項４】
前記第２の処理における補正は、前記近似計算で得られた前記特定の温度における駆動電流の情報に対する、前記特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した駆動電流の情報の割合を、補正係数とし、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を前記補正係数倍する処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動制御データ生成方法。
【請求項５】
離散的な複数の温度下での前記駆動電流の情報は、レーザダイオードの製造メーカが提供するデータであることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動制御データ生成方法。
【請求項６】
レーザダイオードと、前記レーザダイオードに駆動電流を流すドライバと、前記レーザダイオードの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバーと、前記ドライバが流す駆動電流を制御するマイクロコンピュータとを有する光トランスミッタに対し、前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成して前記マイクロコンピュータの不揮発性記憶手段に書き込み制御を行う装置であって、
前記コネクタと前記マイクロコンピュータとに接続可能なレシーバ回路と、前記マイクロコンピュータに接続可能なホスト装置とを有し、
前記ホスト装置は、離散的な複数の温度下での前記レーザダイオードに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算し、
前記レシーバ回路は、前コネクタを介して前記レーザダイオードの発光出力を受けるフォトダイオードを有し、フォトダイオードへの光入力に対応して流れる電流の大きさに応ずる検出信号を前記マイクロコンピュータに出力し、
前記マイクロコンピュータは前記レーザダイオードに駆動電流を流し、前記検出信号が所定値になったときの駆動電流の大きさを前記ホスト装置に与え、
前記ホスト装置は、前記マイクロコンピュータから与えられた駆動電流の大きさと前記近似計算で得られた駆動電流の大きさとの差分に応じた補正係数を用いて、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成し、生成された駆動制御データを前記マイクロコンピュータが保有する不揮発性記憶手段に書き込み制御するものであって、離散的な複数の温度下での前記駆動電流の情報は、第１の温度における第１の閾値電流値及び第１の変調電流値と、第２の温度における第２の閾値電流値及び第２の変調電流値を含み、閾値電流と変調電流とに分けて駆動電流の情報を近似計算し、特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した閾値電流の情報と前記近似計算で得られた閾値電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた閾値電流の情報を補正し、前記特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した変調電流の情報と前記近似計算で得られた変調電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた変調電流の情報を補正し、補正結果に基づいて閾値電流と変調電流に関する駆動制御データを生成することを特徴とする評価装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、光伝送に利用される光トランスミッタや光伝送モジュールに含まれるレーザダイオードの温度特性を考慮した駆動制御データの生成方法、前記駆動制御データを生成するための評価装置、更にはそのようなデータ生成方法を採用して光トランスミッタを製造する方法に関し、個々のレーザダイオードの温度特性のばらつきを前記駆動制御データに反映させるのに適用して有効な技術に関する。
背景技術
レーザダイオードは、ダブルヘテロ接合を有し、それに流す順方向電流がある電流値以上になるとレーザ発振を開始し、レーザ光を放出する。このレーザ発振開始の電流を閾値電流（Ith）と言う。レーザダイオードに流すべき順方向電流（Id）の大きさは、必要な光出力に応じて決定される。この順方向電流（Id）は、概略的に、Ith+Imodと表すことができる。Imodを変調電流と称し、必要な順方向電流のうち、変調電流をレーザダイオードに流したり流さなかったりすること（変調電流のオン／オフ制御と称する）によって、レーザダイオードの光出力をオン／オフせることができる。レーザダイオードを用いた光通信ではその光出力のオン／オフによって情報伝達を行う。光出力のオン／オフの高速応答性を実現するためには、順方向電流Idのうち、変調電流Imodをパルス状にオン／オフすることが望ましい。
前記レーザダイオードは、順方向電流に対する光出力が温度に依存して変化する、という温度特性を有する。このとき、前記閾値電流と変調電流の温度特性は相互に異なっており、夫々非線形特性である。これに対し、レーザダイオードの駆動電流経路に配置される電流源トランジスタなどは温度に対する電流特性が線形特性とされる。
また、前記レーザダイオードや電流源トランジスタ等の特性には個体差があり、それらを組み立てて光トランスミッタ若しくは光伝送モジュールを構成した場合は更に組み立て誤差による特性のばらつきも生ずる。
したがって、レーザダイオードの駆動電流に関する温度特性は光トランスミッタ若しくは光伝送モジュール毎に無視し得ないばらつきがある。
そのようなばらつきを個々に修正する場合には、各々の特性を実測し、個々に抵抗などを外付けして対処することも可能である。しかしながら、そのような手法では調整に時間がかかり過ぎてしまう。
そこで、本発明者は先の出願（特願平７−３４４８８０号）において、温度をパラメータとするレーザダイオードの駆動データをメモリに格納しておき、温度検出により対応するデータを前記メモリから読出し、読出したデータに基づいてレーザダイオードの駆動回路を制御する光トランスミッタ若しくは光伝送モジュールの構成において、前記駆動データを生成する方法として、光トランスミッタ若しくは光伝送モジュールを恒温漕に入れ、所定範囲で温度を変えながら所望の光出力を得るために必要な閾値電流及び変調電流などを実測し、実測した情報に基づいてレーザダイオードの駆動制御データを生成する方法について提案した。しかしながら、恒温漕によって光トランスミッタ若しくは光伝送モジュールの温度を設定するには比較的時間を要し、前記駆動データの作成効率を向上させるに限界のあることが明らかにされた。
尚、レーザダイオードの温度特性に関するデータをメモリに格納しておき、温度検出により対応するデータを前記メモリから読出し、読出したデータに基づいてレーザダイオードの駆動回路を制御する発明が知られている。例えばそのような発明について記載された文献の例としては、特開平３−３６７７７、特開平２−３０８５８４、特開平４−１５２５８２、特開平６−４５６７２、特開平６−６１５５５、特開平７−３８７０５、特開平７−１１１３５５の各号公報がある。但し、それら公開公報には、メモリに格納すべきデータをどのように作成するかについては記載がない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、温度依存性のあるレーザダイオードの駆動制御データを光トランスミッタ毎に効率的に生成する方法を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、温度依存性のあるレーザダイオードの駆動制御データを光トランスミッタ毎に効率的に生成できる評価装置を提供する事にある。
本発明のその他の目的は、レーザダイオードの駆動制御データを温度に応じてメモリから読出して所定の光出力を得ることができる光トランスミッタの当該駆動制御データが当該トランスミッタの特性に適合する光トランスミッタを製造する方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は本明細書の以下の記述から明らかにされるであろう。
発明の開示
本発明に係る光トランスミッタの駆動制御データ作成方法は、レーザダイオードと、前記レーザダイオードに駆動電流を流すドライバと、前記ドライバが流す駆動電流を制御する制御手段と、前記レーザダイオードからの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバーとを有する光トランスミッタにおける、前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成する方法であり、離散的な複数の温度下での前記レーザダイオードに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算する第１処理と、特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した駆動電流の情報と前記近似計算で得られた駆動電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成する第２処理とを含む。
レーザダイオードの製造メーカはその性能を指標するために、所定の光出力を得るためのレーザダイオードの駆動電流を複数の温度下で測定して取得したデータを添付する。例えばこれを、離散的な複数の温度下での前記駆動電流の情報として、全温度範囲の駆動電流の情報を近似計算することができる。近似計算された駆動電流の情報は特定の温度下で実測された駆動電流の情報に基づい取得された補正係数を用いて補正される。したがって、全温度範囲で逐一駆動電流を実測することを要せず、効率的に駆動制御データを生成することができる。駆動制御データは、温度をパラメータとする閾値電流に関するデータと変調電流に関するデータとされる。
前記特定の温度下とは、例えば常温下である。したがって、恒温漕を用いて光トランスミッタの温度を規定することも要しない。実測時の温度は例えば光トランスミッタ内の温度センサを用いて測定すればよい。
前記補正係数は、前記近似計算で得られた前記特定の温度における駆動電流の情報に対する前記特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した駆動電流の情報の割合とすることができる。このとき、前記補正は、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を前記補正係数倍する処理とされる。
上記により、光トランスミッタの実使用上最適な、換言すれば光トランスミッタ及びレーザダイオードの特性に即した、駆動制御データを能率的に作成することができる。
前記第２処理で得られた駆動制御データは前記制御手段が保有する電気的に書込み可能な不揮発性記憶手段に書き込まれる。これにより、光トランスミッタは、検出された温度に応ずる駆動制御データを前記不揮発性記憶手段から読出し、読出したデータに基づいてレーザダイオードの駆動回路を制御することになる。
前記データ生成方法を適用した評価装置は、レーザダイオードと、前記レーザダイオードに駆動電流を流すドライバと、前記レーザダイオードの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバーと、前記ドライバが流す駆動電流を制御するマイクロコンピュータとを有する光トランスミッタに対し、前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成して前記マイクロコンピュータの不揮発性記憶手段に書き込み制御を行う装置であって、前記コネクタと前記マイクロコンピュータとに接続可能なレシーバ回路と、前記マイクロコンピュータに接続可能なホスト装置とを有する。前記ホスト装置は、離散的な複数の温度下での前記レーザダイオードに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算し、前記レシーバ回路は、前コネクタを介して前記レーザダイオードの発光出力を受けるフォトダイオードを有し、フォトダイオードへの光入力に対応して流れる電流の大きさに応ずる検出信号を前記マイクロコンピュータに出力し、前記マイクロコンピュータは前記レーザダイオードに駆動電流を流し、前記検出信号が所定値になったときの駆動電流の大きさを前記ホスト装置に与え、また、前記ホスト装置は、前記マイクロコンピュータから与えられた駆動電流の大きさと前記近似計算で得られた駆動電流の大きさとの差分に応じた補正係数を用いて、前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成し、生成された駆動制御データを前記マイクロコンピュータが保有する不揮発性記憶手段に書き込み制御する。
前記データ生成方法を適用した光トランスミッタの製造方法は、レーザダイオードを含むレーザモジュールと、前記レーザダイオードに駆動電流を流すドライバと、前記ドライバが流す駆動電流を制御するマイクロコンピュータとを回路基板に搭載する処理と、前記レーザダイオードからの発光出力を先端のコネクタまで伝達する光ファイバーを前記レーザモジュールに結合する処理と、前記コネクタから所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを作成する処理と、作成した駆動制御データを前記マイクロコンピュータの内蔵不揮発性メモリに書き込み制御する処理とを含む。そして、前記駆動制御データを作成する処理は、離散的な複数の温度下での前記レーザダイオードに関する駆動電流の情報から全温度範囲の駆動電流の情報を近似式を用いて計算する第１処理と、特定の温度下でレーザダイオードを駆動して実測した駆動電流の情報と前記近似計算で得られた駆動電流の情報との差分に応じた補正係数を用いて前記近似計算で得られた駆動電流の情報を補正し、補正された駆動電流の情報から駆動制御データを生成する第２処理、とを含む。
【図面の簡単な説明】
第１図は光伝送モジュールの一例ブロック図、
第２図はＬＤの温度特性とそれに関連する消光不良及び発光遅延の説明図、
第３図はある一定の光出力を得る場合に必要な順方向電流Ｉｄが温度に対して非線形的に変化されることを示す説明図、
第４図は光トランスミッタの詳細な一例を示す回路図、
第５図はレーザダイオードの電流経路をオン／オフ制御するトランジスタのスイッチング制御回路の一例回路図、
第６図はＬＤの駆動制御データテーブルの構造を示す説明図、
第７図はＣＰＵによるＬＤ駆動制御の一例フローチャート、
第８図は光トランスミッタの外観図、
第９図は評価装置の一例ブロック図、
第１０図は標準レシーバ回路の回路図、
第１１図はＬＤ駆動情報の数学的な近似式の例を示す説明図、
第１２図はＬＤ駆動情報の数学的な近似計算に用いるＬＤメーカ提供のＬＤ駆動情報の例を示す説明図、
第１３図は数学的な近似計算にて得られたＬＤ駆動情報の補正処理の手順を示す一例フローチャート、
第１４図は近似計算によって得られたＬＤ駆動情報と補正されたＬＤ駆動情報との関係の一例を示す説明図、
第１５図はＬＤの駆動制御データを生成する方法の一例を全体的に示したフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
《光伝送モジュールの構成》
第１図には光伝送モジュールのブロック図が示されている。同図に示される光伝送モジュール１は、光トランスミッタ１Ｔと光レシーバ１Ｒを有する。前記光トランスミッタ１Ｔは、夫々個別に半導体集積回路化されたレーザダイオードモジュール１０、ドライバ回路１１、入力回路１２及びマイクロコンピュータ１７を備える。前記光レシーバ１Ｒは、夫々個別に半導体集積回路化されたピンフォトダイオード１３、プリアンプ１４、メインアンプ１５、及び出力回路１６を備える。
前記レーザダイオードモジュール１０はレーザダイオード（ＬＤとも記す）１００とモニタ用のフォトダイオード（ＰＤとも記す）１０１を有し、レーザダイオード１００の光出力は光出力端子ＯＰＯＵＴに出力される。前記ピンフォトダイオード１３は光入力端子ＯＰＩＮから光信号を受ける。入力回路１２にはデータ入力端子ＤＴＩＮとクロック入力端子ＣＬＩＮに結合され、出力回路１６はデータ出力端子ＤＴＯＵＴとクロック出力端子ＣＬＯＵＴに接続されている。
前記入力回路１２はＤ型フリップフロップで成るような入力バッファ１２０を有する。入力バッファ１２は端子ＣＬＩＮからのクロック信号に同期してデータ入力端子ＤＴＩＮからのデータ信号を順次ラッチし、これによって、クロック入力端子ＣＬＩＮから供給されるクロック信号を用いてデータ入力端子ＤＴＩＮから供給されるデータ信号を波形整形して出力する。
ドライバ回路１１はＬＤドライバ１１０とオートパワーコントロール回路（ＡＰＣ）１１１を有する。ＬＤドライバ１１０は、ＬＤ１００に、その閾値電流に応ずるバイアス電流を流し、入力バッファ１２０から供給されるデータ信号に応じて、ＬＤ１００をオン／オフ制御するための変調電流を選択的にＬＤ１００に流す。
ＰＤ１０１は、ＬＤ１００の発光を光電変換し、ＬＤ１００の光出力に対するモニタ電圧を形成可能とする。ＡＰＣ１１１は、前記ＬＤ１００に対するモニタ電圧に基づいて、発光時にＬＤ１００に流れる順方向電流が、規定の光出力を得るのに必要な電流になるように、補助的な制御を行う。前記閾値電流と変調電流とに対する基本的な制御はマイクロコンピュータ１７が行う。ＡＰＣ１１１による制御は補助的な制御である。ＬＤ１００の光出力は光出力端子ＯＰＯＵＴから光ファイバ等の伝送路に与えられる。
前記ピンフォトダイオード１３は伝送路から光入力端子ＯＰＩＮに供給された光信号を検出して受信信号電流に変換する。この受信信号電流は、プリアンプ１４で電圧信号に変換される。変換された電圧信号はメインアンプ１５に与えられる。メインアンプ１５は、入力された電圧信号をＥＣＬレベルまで増幅する。メインアンプ１５の出力を受ける出力回路１６は、タイミング抽出部１６０、識別部１６１及びフリップフロップのような出力バッファ１６２を有する。タイミング抽出部１６０は入力信号を２系統に分け、一方を遅延させ、これを他方と論理積を採り、例えば１５５．５２ＭＨｚのクロック成分を含むパルスを生成する。このパルスは図示を省略するＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタにより１５５．５２ＭＨｚのクロック成分のみが抽出され、それがリミット増幅されて、クロック信号が生成される。識別部１６１はメインアンプ１５からの入力信号を十分に増幅し、波形の上部と下部をスライスした信号に整形する。出力バッファ１６２は前記スライスされた信号を前記クロック信号を用いて波形整形（パルス幅歪みの抑圧）を行なう。出力バッファ１６２の出力がデータ出力端子ＤＴＯＵＴに与えられ、前記タイミング抽出部１６０で形成されたクロック信号がクロック出力端子ＣＬＯＵＴに与えられる。
第１図に示される光トランスミッタ１Ｔは、マイクロコンピュータ１７を備える。このマイクロコンピュータ１７は、特に制限されないが、光レシーバ１Ｒの制御にも利用される。
前記マイクロコンピュータ１７は、特に制限されないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７１，ＲＯＭ（Read Only Memory）１７２、電気的消去及び書き込み可能な不揮発性記憶装置の一例であるフラッシュメモリ１７３、及び入出力回路（Ｉ／Ｏ）１７４などを有し、それらは内部バス１７５に結合されている。特に制限されないが、ＲＯＭ１７２は定数データ等を保有するマスクＲＯＭであり、ＲＡＭ１７１はＣＰＵ１７０のワーク領域とされ、フラッシュメモリ１７３はＣＰＵ１７０の動作プログラムや制御データ等を書き換え可能に保有する。
マイクロコンピュータ１７は、光伝送モジュール１を全体的に制御する回路である。ＬＤ１００の駆動制御データはフラッシュメモリ１７３に格納される。ＣＰＵ１７０は、ＬＤ１００を駆動して光伝送を行うとき、後述の温度センサ１１２で検出された温度に応ずる駆動制御データをフラッシュメモリ１７３から読出し、読出したデータに基づいてＬＤドライバ１１０によるＬＤ１００の駆動制御を行う。すなわち、ＬＤ１００の温度特性に基づいて作成されたデータテーブル（駆動制御データテーブル）をフラッシュメモリ１７３に用意し、ＣＰＵ１７０は、ＬＤ１００が必要とする光出力や温度等に応じて、当該ＬＤ１００の温度特性に即してその駆動電流を制御する。その他に、マイクロコンピュータ１７は前記プリアンプ１４のゲインを切り換え制御したりする。
前記マイクロコンピュータ１７は、マイクロコンピュータインタフェース端子（マイコンインタフェース端子とも称する）ＭＣＩＦを介して光伝送モジュールの外部と接続可能である。マイコンインタフェース端子ＭＣＩＦは、マイクロコンピュータ１７のモード端子、及び入出力回路の所定のポートに接続される。
マイクロコンピュータ１７は通常モードのほかに例えばブートモードを有する。マイクロコンピュータ１７に通常モードが設定されると、ＣＰＵ１７０はフラッシュメモリ１７３に格納されている動作プログラムを実行する。ブートモードは、フラッシュメモリ１７３をマイクロルコンピュータ１７の外部から書き換え可能にする動作モードである。マイクロコンピュータ１７にブートモードが設定されると、入出力回路１７４はフラッシュメモリ１７３を外部から直接書き換え可能な信号入出力状態にされる。すなわち、ブートモードが設定されると、書き換え用の高電圧、プログラム信号、アドレス及びデータをマイコンインタフェース端子ＭＣＩＦを介して前記フラッシュメモリ１７３との間でやりと可能になる。このブートモードを用いて、フラッシュメモリ１７３に前記駆動データ制御テーブルを書き込んだり、ＣＰＵ１７０の動作プログラムを書き込むことができる。更にフラッシュメモリ１７３の書き換えも可能である。上記ブートモードのような機能は、マイクロコンピュータ１７のユーザプログラムモードでも同様な機能（フラッシュメモリへのデータ書き込み／書き換え）を実行可能とされる。尚、上記ブートモードとユーザプログラムモードを併せて、フラッシュ書き込みモードと言うこととする。
《ＬＤの駆動制御》
前記ＬＤ１００は、それに流れる順方向電流（Id）が閾値電流Ithを超えるとレーザ発振を開始して、レーザ光を放出する。順方向電流Idのうち前記閾値電流Ithを超えた分は変調電流Imod（Id=Ith+Imod）である。ＬＤ１００に対する光出力のオン／オフは、変調電流を流したり流さなかったりすることによって制御する。光出力のオン／オフの高速応答性は、順方向電流Idのうち、変調電流Imodをパルス状にオン／オフする事によって実現される。
前記ＬＤ１００は、所望の光出力を得るための閾値電流や変調電流の大きさが温度に依存して変化する温度特性を有する。この温度特性は非線形特性であり、ドライバ回路１１やマイクロコンピュータ１７などの回路における線形の温度特性とは相異される。例えば第２図の温度T（i）,T（j）,T（k）の場合に例示されるように、所定の光出力Ｐｍを得るために必要な閾値電流Ith（i）,Ith（j）,Ith（k）と変調電流Imod（i）,Imod（j）,Imod（k）とは、個別の温度特性を有する。したがって、ある一定の光出力を得る場合に必要な順方向電流Idは、第３図に例示されるように、温度に対して非線形的に変化される。順方向電流を構成する閾値電流と変調電流は個別の非線型特性を有する。ＬＤドライバを構成する電流源トランジスタなどは第３図に例示される線型の温度特性を有する。
光通信等ではＬＤ１００から所要の発光出力を得なければらない。そこで、ＬＤ１００に流す順方向電流をＬＤ１００の温度特性に追従させるため、ＬＤ１００の実際の発光出力をフォトダイオード（ＰＤ）１０１でモニタし、モニタされた発光出力に応ずる電流が所要の発光出力に応ずる参照電位よりも小さいか大きいかを判定し、小さい場合にはＬＤ１００に流すバイアス電流を定常的に増やして所要の順方向電流を得るように制御を行なうことができる。しかしながら、そのようなフィードバック制御では順方向電流全体としては所要の電流を得ることができるが、そのときの閾値電流と変調電流は最適であるとは限らない。
例えば、第３図において、温度T（j）でＬＤに所要の発光出力を得るために必要な順方向電流がId（j）、このときＬＤの駆動回路によって供給可能にされる駆動電流がIC（j）のとき、その差分の電流がオートパワーコントロール類似の制御によってＬＤのバイアス電流として定常的に加えられる状態を想定する。このとき、前記差分の電流は変調電流としてオン／オフ制御の対象にされない。これにより、変調電流をオフ状態にしたときの電流値が閾値電流よりも大きくなって消光不良を生じたり、変調電流をオフ状態にしたときの電流値が閾値電流よりも小さくなって発光遅延を生じたりする不都合が生ずる。
例えば第２図において、温度T（k）の雰囲気中において、電流源トランジスタに流せるところの変調電流が、このトランジスタ等の温度特性によってI1（I1＜Imod（k））であるとすると、発光出力Pmを得るために、バイアストランジスタにはバイアス電流I2（I2＞Ith（k））が流される。そうすると、ＬＤをオフ状態にするために変調電流I1がゼロにされたとき、ＬＤに流れるバイアス電流は、そのときの温度T（k）におけるＬＤの閾値電流Ith（k）を越え、これによってＬＤは完全に消光されない。また、第２図において、温度T（i）の雰囲気中において、電流源トランジスタに流せるところの変調電流が、当該トランジスタ等の温度特性によってI3（I3＞Ith（i））であるとすると、発光出力Pmを得るためにバイアストランジスタにはバイアス電流I4（I4＜Ith（i））が流される。この状態でＬＤをオフにするために変調電流I3がゼロにされると、ＬＤに流れるバイアス電流は、そのときの温度T（i）におけるＬＤの閾値電流Tth（i）よりも小さくされ、これによって、次にＬＤを点灯するときは、ＬＤに流れようとする変調電流がその閾値電流Ith（i）を越えるまでの遅延時間を待って初めてＬＤが発光される。
本実施例の光伝送モジュール１はそのような発光遅延や消光不良を防止するために、レーザダイオード１００の温度特性とＬＤドライバ１１０等の温度特性との相違を考慮して、ＬＤ１００の駆動電流を制御できるようにしている。先ずその内容について説明する。
第４図には前記光トランスミッタ１Tの詳細な一例が示されている。前記ＬＤドライバ１１０は、ＬＤ１００に流すバイアス電流を決定するトランジスタＴｒ１と、ＬＤ１００をオン／オフ制御するための変調電流を決定するトランジスタＴｒ２を、電流源用のトランジスタとして備える。トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は変調電流のオン／オフを制御するスイッチング用のトランジスタである。前記トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４はｎｐｎ型のバイポーラトランジスタとされる。
前記トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は並列接続され、その共通エミッタが前記トランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、当該トランジスタＴｒ２のエミッタは抵抗Ｒ２を介して接地電圧GNDに結合されている。前記トランジスタＴｒ３のコレクタにはＬＤ１００のカソードが結合され、当該ＬＤ１００のアノードと前記トランジスタＴｒ４のコレクタは電源電圧Ｖｃｃに共通接続されている。
前記トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のスイッチング制御回路１１４は、第５図にその詳細な一例が示されるように、トランジスタＴｒ５とＴｒ６の直列回路と、トランジスタＴｒ７とＴｒ８の直列回路とが電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤの間に配置されている。トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８はｎｐｎ型バイポーラトランジスタとされる。トランジスタＴｒ６，Ｔｒ８のベースは所定の電圧でバイアスされ、トランジスタＴｒ５，Ｔｒ７の負荷抵抗として機能される。換言すれば、トランジスタＴｒ５とＴｒ６の直列回路と、トランジスタＴｒ７とＴｒ８の直列回路は、それぞれエミッタフォロア回路を構成し、トランジスタＴｒ５のエミッタが前記トランジスタＴｒ３のベースに、トランジスタＴｒ７のエミッタが前記トランジスタＴｒ４のベースに結合されている。
前記トランジスタＴｒ５，Ｔｒ７のベースは差動出力アンプＡＭＰの差動出力が供給され、その入力が反転されると、トランジスタＴｒ３とＴｒ４のベース電位の状態が反転されるようになっている。アンプＡＭＰには前記セレクタ１２１の出力が供給される。
前記トランジスタＴｒ３のベース電位が高レベルにされるとトランジスタＴｒ３は飽和状態に移行され、トランジスタＴｒ４のベースが高レベルにされるとトランジスタＴｒ４は飽和状態に移行される。トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の飽和状態への移行は相補的に行われ、これにより、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４が相補的にスイッチング動作される。これにより、電流源トランジスタＴｒ２を介してＬＤ１００にパルス状の変調電流が流されることになる。
第４図に示されるように、前記トランジスタＴｒ１はそのコレクタが前記トランジスタＴｒ３のコレクタに結合され、そのエミッタが抵抗Ｒ１を介して接地電圧ＧＮＤに結合されている。このトランジスタＴｒ１はそれに印加されるベース電圧に従ってＬＤ１００に閾値電流に相当するバイアス電流を流す。
前記ＰＤ１０１は抵抗Ｒ３に直列接続されて電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤとの間に逆方法接続状態で配置されている。ＰＤ１０１はＬＤ１００から出力される発光出力に応じた電流を流す。
第４図において前記マイクロコンピュータ１７の入出力回路１７４は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル・アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１７６、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１７７、及びその他の入出力回路１７８に分けて示されている。前記Ｄ／Ａ１７６は２個のＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２を有し、Ａ／Ｄ１７７は４個のＡ／Ｄ変換チャネルＡＤＣ１〜ＡＤＣ４を有する。
Ｄ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２は、ＣＰＵ１７０によってアクセスされる固有のレジスタを夫々が有し、対応するレジスタの値をＤ／Ａ変換して、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースバイアス電圧を出力する。特に制限されないが、前記Ｄ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２は、８ビットのディジタル信号を２５６階調でアナログ信号に変換する。
上記により、光出力のオン／オフ制御に従ってトランジスタＴｒ３に流されるべき変調電流は、ＣＰＵ１７０によりＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ２に設定される制御データによって決定される。即ちトランジスタＴｒ２のコンダクタンス制御によって決定される。トランジスタＴｒ２のコンダクタンス制御を変調電流制御と称する。ＬＤ１００に流すべきバイアス電流は、ＣＰＵ１７０によりＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１に設定される制御データによって決定される。即ち、トランジスタＴｒ１のコンダクタンス制御によって決定される。トランジスタＴｒ１のコンダクタンス制御をＬＤのバイアス電流制御と称する。
このように、ＣＰＵ１７０は、Ｄ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２に設定するディジタルデータに従って、ＬＤ１００に流すことができる変調電流とバイアス電流を個々に且つ任意に制御することができる。したがって、光伝送モジュール１の使用条件（使用雰囲気条件）に対してＬＤ１００等の温度特性に即したデータをＣＰＵ１７０がＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２に設定することにより、換言すれば、そのときの使用環境温度におけるＬＤ１００の閾値電流に対応するデータをＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１に設定し、必要な光出力をその温度下で得るために前記閾値電流に加えられるべき変調電流に対応されるデータをＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ２に設定することにより、消光誤差や発光遅延無くＬＤ１００を発光駆動することが可能になる。
また、前記Ａ／Ｄ変換チャネルＡＤＣ１〜ＡＤＣ４は、順次トランジスタＴｒ１のエミッタ電圧、トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧、ＰＤ１０１のアノード電圧、温度センサ１１２の出力電圧の入力に割り当てられ、割り当てられた入力電圧に対するＡ／Ｄ変換結果をＣＰＵ１７０によってアクセス可能に保持する夫々に固有のレジスタを有する。特に制限されないが、前記Ａ／Ｄ変換チャネルＡＤＣ１〜ＡＤＣ４は、１０ビットの変換精度を持っている。
これにより、ＣＰＵ１７０は、トランジスタＴｒ１に流れるバイアス電流、トランジスタＴｒ２に流れる電流、ＰＤ２０１に流れる電流、温度センサ１０の出力を、夫々必要に応じてＡ／Ｄ変換回路１７７を介してモニタすることができる。
前記モニタＰＤ１０１の出力はオートパワーコントロールにも利用可能にされる。すなわち、ＬＤ１００の実際の発光出力に応じてＰＤ１０１に流れる電流によって決定されるそのアノード電圧をモニタし、モニタされた電圧が所要の発光出力に応ずる参照電位Ｖｒｅｆよりも小さいか大きいかをコンパレータ１１３で判定し、その判定結果に応じ、トランジスタＴｒ１を介してＬＤ１００に流すバイアス電流を増減する。１１５は参照電位Ｖｒｅｆを形成するＡＰＣ制御回路であり、ＬＤ１００の実際の発光出力をＰＤ１０１でモニタし、モニタされた発光出力に応ずる電流の平均値とそのときの前記アンプＡＭＰの入力信号に対する平均値（マーク率）とに基づいて参照電位Ｖｒｅｆを初期設定する。特に制限されないが、オートパワーコントロールは、前記Ｄ／Ａ１７６の出力に基づくバイアス電流制御に対して補助的とされる。例えば、Ｄ／Ａ１７６の出力に基づいてバイアス電流制御を行う場合に、所要の発光出力が得られない場合を想定して、前記オートパワーコントロールによるフィードバック制御を重ねて行う。但し、その場合には、オートパワーコントロールによるフィードバック系の制御量（バイアス電流の増減量）は比較的小さくしておくことが望ましい。
ＣＰＵ１７０はＡ／Ｄ１７７を介してＰＤ１０１のアノード電圧をモニタし、ＬＤ１００の実際の光出力とＬＤ１００の目標光出力とを比較し、実際の光出力が目標光出力に対して所定よりも低下した状態などを検出することができる。ＣＰＵ１７１０は、トランジスタＴｒ１のエミッタ電圧をＡ／Ｄ１７７を介してモニタし、モニタした電圧を電流に換算し、換算された電流値とＤ／Ａ１７６を介してトランジスタＴｒ１に流そうとするバイアス電流と比較し、その相違に基づいて、バイアス電流の異常を検出することができる。同様にＣＰＵ１７０は、トランジスタＴｒ２のエミッタ電圧をＡ／Ｄ１７７を介してモニタし、モニタしたエミッタ電圧を電流に換算し、換算した電流とＤ／Ａ１７６を介してトランジスタＴｒ２に流そうとする変調電流とを比較し、その相違に基づいて、変調電流の異常を検出することができる。
ＬＤ１００を駆動するための変調電流制御とバイアス電流制御のためのＬＤ駆動制御データは、目標光出力を得るためにＤＡＣ１，ＤＡＣ２に設定すべきデータを使用環境温度毎に備えたテーブル（駆動制御データテーブル）構造とされて、マイクロコンピュータ１７０のフラッシュメモリ１７３の所定領域に書き込まれている。
第６図には前記駆動制御データテーブルの一例が示される。駆動制御データテーブルは、例えば０．８ｍＷの光出力を得るために必要な閾値電流Ith、変調電流Imod及びＰＤ１０１に流れるべき電流Isに応ずる駆動制御データを、温度をインデックスとして保有する。この例では、同一温度に係るIth、Imod,Isの各データは相互に同一アドレスに配置される。駆動制御データテーブルに割り当てられた最下位アドレスから順次温度を昇順として当該温度の駆動制御データが配置される。したがって、ＣＰＵ１７０は、最低温度から所望温度までの差を求め、これを最下位アドレスからのオフセットとして加算する事により、当該所望温度の駆動制御データをフラッシュメモリ１７３から読み出すことができる。
マイクロコンピュータ１７０は前記ＬＤ１００の駆動制御に際して、光伝送モジュール１が置かれている使用環境温度を温度センサ１１２からＡ／Ｄ変換チャネルＡＤＣ４を介して取得する。また、光伝送モジュール１が出力すべき発光出力は、それが置かれている通信環境に従って物理的に決定さる性質のものであり、例えば、ＣＰＵ１７０の動作プログラム、又は外部からの指示、或いはディップスイッチのような回路からの信号によってＣＰＵ１７０に通知される。これによってＣＰＵ１７０は、必要な発光出力と、検出した使用環境温度に対応されるところのＬＤ駆動制御データとを、フラッシュメモリ１７３のテーブルから選択する。これにより、ＬＤ１００の実際の温度特性に即した、閾値電流と変調電流がＬＤ１００に与えられ、消光誤差や発光遅延無くＬＤ１００を発光駆動することができる。
《ＣＰＵによるＬＤの駆動制御フロー》
第７図にはＣＰＵ１７０によるＬＤ１００の駆動制御のフローチャートが示される。パワーオンリセットの指示によってＣＰＵ１７０は光伝送モジュール１を初期化し（ＳＴ１）、次いで、シャットダウンが指示されているかの判定を行なう（ＳＴ２）。シャットダウンとは、当該光伝送モジュール１の動作異常などによってＬＤ１００の駆動を強制的に停止させることである。更に言及するならば、シャットダウンはハードウェア上の最優先割り込み処理であり、パワーオンリセット後は、どんな状況にあっても、最優先で実行される機能である。シャットダウンが指示されていない場合には、ＣＰＵ１７０は温度センサ１１２によって光伝送モジュール１の温度を計測し（ＳＴ４）、その温度下で所要の光出力を得るのに必要な変調電流とバイアス電流を得るためのＬＤ駆動制御データをフラッシュメモリ１７３からＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２に設定して、ＬＤ１００を駆動する（ＳＴ５）。そして、オートパワーコントロールを行なうと共に、Ａ／Ｄ変換チャネル１７７を介して光出力や変調電流をモニタする（ＳＴ６）。その結果、光出力が目標値に対して半減したときは、光出力を遮断するアラームが発生される（ＳＴ７）。また、変調電流が目標値に対して２倍以上になったときは、変調電流異常のアラームが発生される（ＳＴ８）。また、マイクロコンピュータ１７に含まれる図示しないタイマ等を利用して定期的に温度センサ１１２によって光伝送モジュール１の温度を計測し、バイアス電流がその温度に対応されるバイアス電流と相違される場合にのみ、変調電流とバイアス電流を得るためのＬＤ駆動制御データを新たにＤ／Ａ変換チャネルＤＡＣ１，ＤＡＣ２に設定する（ＳＴ９）。
前記ステップＳＴ２でシャットダウン処理が指示されると、変調電流及びバイアス電流が０に設定される（ＳＴ２０）。この後、ＰＤ１００を介して、光出力が減少したか（ＳＴ２１）、その後に、モニタ電流が所定値以下にされたか（ＳＴ２１）を判定する。光出力が減少し、或いはモニタ電流が所定値以下にされたことを検出すると、シャットダウンのアラーム表示が行なわれる（ＳＴ２３）。これに対して、光出力が減少せず、或いはモニタ電流が所定値異常にされた場合には、何らかの異常が発生しているとみなし、アラーム表示を切ってステップＳＴ２の処理に戻される。
《駆動制御データの生成》
第ｈには前記光トランスミッタ１Ｔの外観が示される。光トランスミッタ１Ｔは、特に制限されないが光レシーバ１Ｒとは別体で構成されている。第８図において２０は光トランスミッタ１Ｔの回路基板であり、この回路基板２０に第１図に示されるレーザモジュール１０などが実装されている。レザーモジュール１０のＬＤ１００の光放射部分は、光ファイバー２１に連結され、光ファイバー２１の先端には光コネクタ２２が設けられている。部品として完成された光トランスミッタ１Ｔは図ｈに示されるよう光ケーブル２１が既に結合されている。ＬＤ１００と光ファイバー２１との結合状態は光ファイバー２１へ光の伝達率に影響を及ぼす。したがって、完成された光トランスミッタ１Ｔには光ファイバー２１が結合され、ＬＤ１００と光ファイバー２１との結合状態が最適化されている。
第ｊには前記光トランスミッタ１Ｔの前記駆動制御データを生成するための評価装置のブロック図が示されている。この評価装置は、前記光トランスミッタ１Ｔに対し、前記コネクタ２２から所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを生成して前記マイクロコンピュータ１７のフラッシュメモリ１７３に書き込み制御を行う装置である。評価装置は、標準レシーバ回路３０、アダプタボード３１及びホスト装置３２を有する。
前記標準レシーバ回路３０は、第１０図に例示されるように、光ファイバー２１を介して前記ＬＤ１００から供給される光出力を受けて光電変換を行うフォトダイオード３００と当該フォトダイオードの３００のアノードに直列接続された負荷抵抗素子３０１とが電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤとの間に配置され、フォトダイオード３００のアノードの電圧を信号Ｓ（OPout）として出力する。電圧信号Ｓ（OPout）はマイクロコンピュータ１７の入出力回路１７４に供給される。例えば、電圧信号Ｓ（OPout）は、Ａ／Ｄ１７７のＡＤ変換チャネルＡＤＣ１〜ＡＤＣ４の中からその時空いているＡＤ変換チャネルを利用してＡ／Ｄ変換される。
前記トランスミッタ１Ｔから前記標準レシーバ回路３０への光入力の範囲の最大値を例えば２ｍＷと規定し、この最大光入力においてアノードの電圧が例えば５Ｖとなるように前記負荷抵抗素子３０１の値を決定しておく。フォトダイオード３００の光電変換特性は線型であり、光入力が１ｍＷであれば電圧信号Ｓ（OPout）は２．５Ｖになる。
第９図においてＳ（T）はサーミスタ１１２からの温度検出信号、Ｓ（Is）はＰＤ１０１による光電変換電圧信号Ｓ（Is）である。Ｓ（Imod）はＬＤ１００の変調電流Imodを決定する電流源トランジスタＴｒ２のベースバイアス信号、Ｓ（Ith）はＬＤ１００の閾値電流Ithを決定する電流源トランジスタＴｒ１のベースバイアス信号である。
前記アダプタボード３１は、一方においてマイコンインタフェース端子ＭＣＩＦを介してマイクロコンピュータ１７に結合され、他方において例えばＲＳ２３２Ｃのようなシリアルインタフェースを介してホスト装置３２にインタフェースされる。アダプタボード３１は、特に制限されないが、ホスト装置３２からの指示に従ってマイクロコンピュータ１７にリセット信号を供給し、ホスト装置３２からの指示に従ってマイクロコンピュータ１７に前記ブートモードを設定し、ブートモードが設定されたマイクロコンピュータ１７のフラッシュメモリ１７３に対する消去及び書き込みのための電圧制御やタイミング制御を行う。その他に、マイクロコンピュータ１７の入出力回路１７４によるデータのパラレル入出力データと、ホスト装置３２によるシリアル入出力データとの間のパラレル・シリアル変換などを行う。入出力回路１７４のシリアルインタフェース機能を用いる場合にはそのようなパラレル・シリアル変換機能は必要ない。
前記ホスト装置３２は、離散的な複数の温度下での前記レーザダイオード１００に関する駆動電流のデータ（レーザダイオードの性能を指標するためにＬＤメーカが提供するデータ）から全温度範囲の駆動電流のデータを近似式を用いて計算する。前記標準レシーバ回路３０は、前コネクタ２２を介して前記レーザダイオード１００の発光出力を受けるフォトダイオード３００に流れる電流の大きさに応ずる電圧信号Ｓ（OPout）を前記マイクロコンピュータ１７に出力する。前記マイクロコンピュータ１７は前記レーザダイオード１００にＳ（Ith），Ｓ（Imod）によって駆動電流を流し、前記検出信号Ｓ（OPout）が所定値になったときの駆動電流の大きさのデータを前記ホスト装置３２に与える。前記ホスト装置３２は、前記マイクロコンピュータ１７から与えられた駆動電流の大きさと前記近似計算で得られた駆動電流の大きさとの差分に応じた補正係数を用いて、前記近似計算で得られた駆動電流を補正し、補正された駆動電流から正規の駆動制御データを生成し、マイクロコンピュータ１７に前記ブートモードを設定して前記生成された正規の駆動制御データを前記マイクロコンピュータ１７のフラッシュメモリ１７３に書き込み制御する。要するに、ＬＤメーカから提供された２〜３の温度点でのＬＤ駆動情報（閾値電流Ith、変調電流Imod及びPD出力電流Is）から、数学的な近似によって所望する動作温度の全範囲のＬＤ駆動情報を作成し、この後、常温下で実際にトランスミッタ１Ｔを動作させ、その時のＬＤ駆動情報を取得する。取得された実際の駆動情報と近似式によって得られた駆動情報とを同一の温度点に関して比較し、その差分に基づいて、近似式によって得られた全温度範囲の駆動情報を補正し、駆動制御データを得る。
次に駆動制御データの生成手法について更に詳述する。駆動制御データの生成に利用されるプログラムは、特に制限されないが、ＬＤ特性収集プログラム及びＰＣインタフェースプログラムである。ＬＤ特性収集プログラムは、マイクロコンピュータ１７によって実行され、ＬＤ１００の常温時の特性を収集するプログラムである。ＰＣインタフェースプログラムは、ホスト装置３２が実行するプログラムであり、ＬＤ駆動情報の近似計算と補正演算、マイクロコンピュータとのインタフェース制御及びフラッシュメモリに対する消去書込み制御のためのプログラムである。フラッシュメモリに格納された駆動制御データを用いてＬＤを駆動するためのソフトウェアはＬＤ制御プログラムであり、例えば第７図で説明した動作を制御する。
第１１図には前記ＰＣインタフェースプログラムで実現されるＬＤ駆動情報の近似計算方法の一例が示される。近似計算の手法は、例えば３次元近似、ｅｘｐ近似、及び経験的近似の３種類とされる。
近似計算ではＬＤメーカから提供された２〜３の温度点でのＬＤ駆動情報（閾値電流Ith、変調電流Imod及びPD出力電流Is）を利用する。例えば第１２図に示される情報が与えられる。この情報は、例えばコネクタからの光出力Pfが１．３ｍＷの場合であり、ＬＤメーカの固有のテスト装置で測定された結果である。
３次元近似ではｙ＝Ａｘ3＋Ｂを近似式とし、第１２図の２５℃と８５℃の２点のデータを代入してＡ，Ｂの値を決定する。３次元近似は例えば閾値電流や変調電流の温度特性の数学的な近似に用いる。例えば変調電流の近似に用いる場合、ｙは変調電流、ｘは温度である。閾値電流の近似に用いる場合、ｙは閾値電流、ｘは温度である。係数Ａ、Ｂは、例えば
Ａ＝（ixm−ixh）/（trm3−trh3）、
Ｂ＝ixm＋{（ixh−ixm）/（trm3−trh3）}×trm3、
と置くことができる。ixmは常温時（例えば２５℃）のIth，Imodであり、ixhは高温時（例えば８５℃）のIth，Imodであり、trmは常温度（例えば２５℃）であり、trhは高温度（例えば８５℃）である。例えば第１２図の情報を用いて閾値電流の特性を近似するには、ixm＝6.19、ixh＝21.89、trm＝25、trh＝85を代入して近似計算を行えばよい。上記３次元近似式は、例えば第３図におけるＬＤのＩｄ特性を近似できるように決定されている。
ｅｘｐ近似ではｙ＝Ａ exp（Ｂ x）を近似式とし、第１２図の２５℃と８５℃の２点のデータを代入してＡ，Ｂの値を決定する。ｅｘｐ近似は例えば変調電流や閾値電流の温度特性の数学的近似に用いる。ｙは変調電流、ｘは温度とされる。係数Ａ、Ｂは、例えば
Ａ＝y1/exp［｛x1/（X1−X2）｝log（y1/y2）］、
Ｂ＝exp［｛1/（X1−X2）｝log（y1/y2）］、
と置くことができる。y1は常温時（例えば２５℃）のIth，Imod、y2は高温時（例えば８５℃）のIth，Imod、x1は常温度（例えば２５℃）、x2は高温度（例えば８５℃）である。例えば第１２図の情報を用いて変調電流の特性を近似するには、y1＝13.08、y2＝33.5、x1＝25、x2＝85を代入して近似計算を行えばよい。上記ｅｘｐ近似式は、例えば第３図におけるＬＤのＩｄ特性を近似できるように決定されている。
経験的近似は、例えば光通信ハンドブック（株式会社 朝倉書店1982年9月1日発行）の第163頁〜第164頁に記載の内容を適用するものであり、閾値電流や変調電流の温度特性における変曲点を考慮したものであり、Jth＝Jth0×exp（Tj/T0）を近似式とする。経験的近似は例えば変調電流や閾値電流の温度特性の数学的近似に用いる。この経験的近似の場合には変曲点の温度を決定しておくことが必要であり、変曲点tc℃で与えられる温度よりもＬＤの温度が低い場合には
Jth＝Jth0×exp｛（t-25）/e｝、
変曲点tc℃で与えられる温度よりもＬＤの温度が高い場合には
Jth＝Jth0×exp｛（t-25）/（f-g×t）｝、
とすることができる。上記経験的近似式において、温度ｔのときの近似値がJthになる。上式において、Jth0は常温時のIth，Imodである。e，f，g，h，tcは使用するＬＤでサンプリングして決定される係数であり、例えば、e＝66、f＝84.6，g=0.428，tc=40とされる。
ＰＤ１０１のモニタ電流に関しては近似式を用いる必要はない。一般的にフォトダイオードの光電変換特性の温度依存性はきわめて少ないから、第１２図に例示されるような3点のデータのポイント間を平均化して所望の全温度範囲におけるＰＤモニタ電流を得る事で充分である。変調電流と閾値電流の近似にどの近似計算を採用するかは種々の組み合わせが可能であり、例えば変調電流の近似にexp近似式を用い、閾値電流の近似に経験的近似式を用いる。どの近似式を用いるかはＰＣインタフェースプログラム上で予め決定しておく。或いは選択可能にしてもよい。
第１３図には前記近似式で計算された結果を補正する手法の一例が示される。上記近似計算によって例えば1℃置きにＬＤの駆動制御データの仮のテーブルを作成する。その後、常温下で実際にトランスミッタ１Ｔを動作させ、その時のＬＤ駆動情報を取得する（ＳＴ３０）。実測された変調電流をIm’、閾値電流をIb’、ＰＤモニタ電圧をSL0’、実測時の温度（サーミスタ１１２により取得）をＴとする。
前記仮のデータテーブルのデータから、温度Ｔにおけるデータを取得する（ＳＴ３１）。このとき取得された変調電流をIm、閾値電流をIb、ＰＤモニタ電圧をSL0とする。
次に、補正率を求める（ＳＴ３２）。補正率は以下の通りとされる。
変調電流の補正率ＫIM＝Im’/Im
閾値電流の補正率ＫIB＝Ib’/Ib
ＰＤモニタ電圧の補正率ＫSL0＝SL0’/SL0
そして、前記補正率をＫIM，ＫIB，ＫSL0を近似計算された変調電流、閾値電流及びＰＤモニタ電圧の全ての温度範囲の駆動制御データに乗算して、補正された駆動制御データのテーブルを作成する（ＳＴ３３）。補正された駆動制御データは近似計算で得られた駆動制御データに対して第１４図に例示されるような状態とされる。作成された駆動制御データテーブルはフラッシュメモリ１７３に書き込まれる。
第１５図にはＬＤの駆動制御データを生成する方法の全体的な手順が示される。第１５図はホスト装置（ＰＣ）３２とマイクロコンピュータ１７の処理を分けて図示してある。
先ず、ホスト装置３２で前記ＰＣインタフェースプログラムを起動する（ＳＴ４０）。このときブートプログラムモードを指定し、ライトコマンド（Ｗコマンド）をホスト装置３２に与える（ＳＴ４１）。ライトコマンドが与えられたホスト装置３２は、マイクロコンピュータ１７にブートモードを指定し、アダプタボード３１を介してマイクロコンピュータ１７のフラッシュメモリ１７３に対する書込みを可能とする。書き込み対象プログラムは前記ＬＤ特性収集プログラムである。ホスト装置３２は、フラッシュメモリ１７３に対する書き込みデータとして前記ＬＤ特性収集プログラムをアダプタボード３１に供給する。これによって、フラッシュメモリ１７３にはＬＤ特性収集プログラムが書き込まれる（ＳＴ４２）。マイクロコンピュータ１７はフラッシュメモリ１７３に格納されたＬＤ特性収集プログラムを動作プログラムとして動作可能にされる。そして、マイクロコンピュータ１７はリセットされ（ＳＴ４３）、ＬＤ特性収集プログラムによる特性情報収集動作の開始を待つ。
ホスト装置３２では、ＬＤ特性収集プログラムの書き込み動作の終了後、前記ＰＣインタフェースプログラムが再起動される（ＳＴ４４）。今度はユーザプログラムモードが設定され、ホスト装置３２にパラメータコマンド（Ｐコマンド）が与えられると（ＳＴ４５）、ホスト装置３２は、第１２図に例示されるような数点の温度における閾値電流、変調電流及びＰＤモニタ電流の入力（ホスト装置のキーボードなどからの入力）を受け付けてワーク領域に保持する（ＳＴ４６）。更にホスト装置３２はマイクロコンピュータ１７に所望の光出力などの設定値を供給する（ＳＴ４７）。そして、ホスト装置３２は、前記数点の温度における閾値電流、変調電流及びＰＤモニタ電流の情報を前記数学的な近似式に代入して、所望とする全温範囲における閾値電流及び変調電流の近似計算を行う。更に前記平均演算によってＰＤモニタ電圧を計算する。それら計算結果に基づいて、所望とする全温度範囲で閾値電流、変調電流及びＰＤモニタ電圧に関する仮の駆動制御データテーブルを生成する（ＳＴ４８）。
次にホスト装置３２は収集コマンド（Ｓコマンド）を受け付ける（ＳＴ４９）。収集コマンドを受け付けたホスト装置３２は、マイクロコンピュータ１７にデータ収集の指示を与える（ＳＴ５０）。
これによってマイクロコンピュータ１７は、ＬＤ特性収集プログラムに従って、閾値電流、変調電流、ＰＤモニタ電圧（光出力モニタ値）及び周囲温度の情報を収集する（ＳＴ５１）。
すなわち、閾値電流を収集する場合、マイクロコンピュータ１７は、第４図のトランジスタＴｒ１に流す電流を徐々に増加させるようにＤＡＣ１に閾値電流制御データを設定していく。これに並行してマイクロコンピュータ１７は前記標準レシーバ回路３０から供給される電圧信号Ｓ（OPout）を監視する。この電圧信号Ｓ（OPout）が“０”を超えたとき、ＤＡＣ１に設定した閾値電流制御データと、温度センサ１１２で検出した温度データを保存する。保存された閾値電流制御データから、そのときの閾値電流を換算することができる。
変調電流を収集する場合、マイクロコンピュータ１７は、前記閾値電流制御データを収集したときのトランジスタＴｒ１の状態をそのままにして、第４図のトランジスタＴｒ２に流す電流を徐々に増加させるようにＤＡＣ２に変調電流制御データを設定していく。このとき、入出力回路１７４からＬＤドライバ１１０にデータを供給してトランジスタＴｒ３をオン動作させておく。これに並行してマイクロコンピュータ１７は前記標準レシーバ回路３０から供給される電圧信号Ｓ（OPout）を監視する。この電圧信号Ｓ（OPout）が前記パラメータ設定された光出力の設定値に到達したとき、ＤＡＣ２に設定した変調電流制御データと、温度センサ１１２で検出した温度データを保存する。保存された変調電流制御データから、そのときの変調電流を換算することができる。なお、前記標準レシーバ回路３１は、光入力が２ｍＷのとき、５Ｖの電圧信号を出力する。したがって、前記パラメータ設定された光出力の設定値が２ｍＷならば、マイクロコンピュータ１７は、電圧信号Ｓ（OPout）が５Ｖになったことを検出することにより、トランスミッタ１Ｔが所望の光出力状態になったことを認識できる。また、前記パラメータ設定された光出力の設定値が１ｍＷならば、電圧信号Ｓ（OPout）が２．５Ｖになったとき、トランスミッタ１Ｔが所望の光出力状態になったことをマイクロコンピュータ１７で検出できる。
ＰＤモニタ電圧は、変調電流の計測時に所望の光出力状態になったとき、併せて、ＰＤモニタ電圧の値を取得すればよい。
以上のようにマイクロコンピュータが閾値電流、変調電流、ＰＤモニタ電圧（光出力モニタ値）及び周囲温度のデータを収集すると、それらデータがホスト装置３２に転送される（ＳＴ５２）。ホスト装置３２は、転送されたデータに従って前記補正係数を決定し（ＳＴ５３）、補正係数に従って前述のように前記仮の制御データテーブルの内容を補正し（ＳＴ５４）、補正された駆動制御データテーブルの内容をファイルに格納する（ＳＴ５５）。
その後、終了コマンド（Ｑコマンド）が入力されると（ＳＴ５６）、前記ＰＣインタフェースプログラムが再起動される（ＳＴ５７）。このときブートプログラムモードを指定し、ライトコマンド（Ｗコマンド）をホスト装置３２に与える（ＳＴ５８）。ライトコマンドが与えられたホスト装置は、マイクロコンピュータ１７にブートモードを指定し、アダプタボード３１を介してマイクロコンピュータ１７のフラッシュメモリ１７３に対する書込みを可能とする。この時の書き込み対象プログラムは前記ＬＤ制御プログラムである。前記駆動制御データテーブルのファイルはＬＤ制御プログラムに付随される。ホスト装置３２は、フラッシュメモリ１７３に対する書き込みデータとして前記ＬＤ制御プログラム及び前記駆動制御データテーブルのファイルデータをアダプタボード３１に供給する。これによって、当該プログラムとデータがフラッシュメモリに書き込まれる（ＳＴ５９）。書き込み完了後、ＰＣインタフェースプログラムの実行が終了される。上記一連の処理を経ることにより、マイクロコンピュータ１７はフラッシュメモリ１７３に格納されたＬＤ制御プログラムに従ってＬＤ１００を駆動することができ、その時の閾値電流や変調電流は、フラッシュメモリに書き込まれた駆動制御データテーブルのデータによって決定される（ＳＴ６０）。
第１５図で説明したＬＤの駆動制御データの生成処理は、トランスミッタ１Ｔの製造工程の一部とされる。光トランスミッタ１Ｔの製造工程の全体を概略的に説明する。
先ず、レーザダイオード１００を含むレーザモジュール１０と、前記レーザダイオード１００に駆動電流を流すドライバ１１０と、前記ドライバ１１０が流す駆動電流を制御するマイクロコンピュータ１７とを回路基板に搭載する。そして、前記レーザダイオード１００の光出力端子ＯＰＯＵＴに光ファイバ２１を結合し、その先端にコネクタ２２を設ける。その後は、前述の通り、前記コネクタ２２から所定の光出力を得るのに必要な前記駆動電流の温度特性に応じた駆動制御データを作成し、作成した駆動制御データを前記マイクロコンピュータ１７の内蔵フラッシュメモリ１７３に書き込み制御する。
以上詳細に説明した実施例によれば以下の作用効果を得ることができる。
上記説明した光トランスミッタの駆動制御データを生成する方法は、ＬＤメーカから提供された２〜３の温度点でのＬＤ駆動情報（閾値電流Ith、変調電流Imod及びPD出力電流Is）から、数学的な近似によって所望する動作温度の全範囲のＬＤ駆動情報を作成し、この後、常温下で実際にトランスミッタ１Ｔを動作させ、その時のＬＤ駆動情報を取得する。取得された実際の駆動情報と近似式によって得られた駆動情報とを同一の温度点に関して比較し、その差分に基づいて、近似式によって得られた全温度範囲の駆動情報を補正し、駆動制御データを得る。前記近似計算されたデータは特定の温度下で実測された駆動電流に基づい取得された補正係数を用いて補正される。したがって、全温度範囲で逐一駆動電流を実測することを要せず、効率的に駆動制御データを生成することができる。
前記特定の温度下とは、例えば常温下である。したがって、恒温漕を用いて光トランスミッタの温度を規定することも要しない。実測時の温度は例えば光トランスミッタ内の温度センサを用いて測定すればよい。上記により、光トランスミッタの実使用上最適な、換言すれば光トランスミッタ及びレーザダイオードの特性に即した、駆動制御データを能率的に作成することができる。
前記データ生成方法を適用した評価装置によれば、温度依存性のあるレーザダイオード１００の駆動制御データを光トランスミッタ毎に効率的に生成できる
前記データ生成方法を適用した光トランスミッタの製造方法によれば、レーザダイオードの駆動制御データを温度に応じてメモリから読出して所定の光出力を得ることができる光トランスミッタの当該駆動制御データを当該トランスミッタの特性に適合させた光トランスミッタの製造を容易化することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、光トランスミッタと光レシーバは共通の回路基板に実装してもよい。また、光ファイバーは光トランシーバと光レシーバに共通利用する事も可能である。その場合には、送信信号周波数と受信信号周波数とを相異させて電気的に分離可能にしたり、或いは送信信号と受信信号とを光学的に分離するためのスプリッターを設ければよい。
また、ＰＤにおける光電変換の温度特性は微々たるものであるから、上記の例では標準レシーバに含まれるＰＤの温度特性については特に考慮していない。これでも実効的には問題ないが、厳密を期する場合には、標準レシーバのＰＤの温度を計測し、標準レシーバから得られる電圧信号を補正するようにしてもよい。
また、前記オートパワーコントロールは省略可能である。また、フラッシュメモリに対する書き込み制御はマイクロコンピュータ内臓ＣＰＵで行うことも可能である。その場合、書き込み制御プログラムはマイクロコンピュータが保有できる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は光信号を伝黄信号に変換する光トランスミッタや光伝送モジュールの駆動制御データの生成、更にはそれら光トランスミッタや光伝送モジュールの製造に摘要することができる。前記光トランスミッタや光伝送モジュールは、電話やＩＳＤＮの加入者系に光ファイバーを導入したＰＤＳ（Passive Double Star）等の光伝送システムに適用される。
【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８】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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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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