光发送器的制造方法

xiaoxiao2020-9-10  4

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光发送器的制造方法
【专利摘要】光电二极管(102)将激光二极管(101)输出的光信号变换为电流信号,电流/电压变换电路(130)将电流信号变换为电压信号。比较放大器(142)比较基准电压和电压信号,控制可变电流源(122)中流动的电流,使驱动激光二极管(101)的偏置电流增减。电流/电压变换电路(130)由并联的电阻(131)和可变电流源(132)构成,所以即使不使电阻(131)的电阻值变化,也能够使偏置电流变化,所输出的光信号的动态范围未被限制。另外,电阻(131)的电阻值不变化,所以环路增益不变化,控制动作稳定。
【专利说明】光发送器

【技术领域】
[0001]本发明涉及光发送器。

【背景技术】
[0002]光发送器设置于光通信系统的前端。光发送器将电信号变换为光信号而输出。
[0003]通常,为了光系统的稳定化,光发送器输出的光信号的强度期望不管环境温度、时间的经过如何都始终为恒定。为了将光信号的强度自动地控制为恒定值,一般经常采用APC (Automatic Power Control:自动功率控制)。
[0004]在专利文献I中公开了采用了 APC的光发送器。
[0005]在专利文献I的光发送器中,用光检测器检测发光元件产生的光信号的强度。光检测器生成与光信号的强度对应的电流信号,使该电流信号流入可变电阻。可变电阻将电流信号变换为电压信号而提供给控制器。控制器比较可变电阻输出的电压信号和参照值,根据其比较结果,设定了可变电阻的电阻值、驱动发光元件的偏置电流以及调制电流的电流值。即,专利文献I的光发送器进行反馈式的APC,使发光元件产生的光信号的强度稳定化。
[0006]在专利文献I的光发送器中,通过可变电阻的电阻值,设定了将电流信号变换为电压信号的变换增益。然后,根据光发送器内的温度,控制可变电阻的电阻值,对将电流信号变换为电压信号的变换增益进行调整。
[0007]专利文献1:日本特开2006-80677号公报


【发明内容】

[0008]在专利文献I的光发送器中,通过可变电阻的电阻值,决定了将输入了的电信号变换为光信号的变换增益。即,通过可变电阻的电阻值,决定了光信号的强度。另外,在光检测器输出的电流信号大的情况下,将可变电阻的电阻值调整为小的值,相反地,在电流信号小的情况下,将可变电阻的电阻值调整为大的值。通过进行这样的调整,调整光信号的强度。但是,光检测器输出的电流值和可变电阻的电阻值处于反比例的关系,所以在光检测器中的变换效率高的光发送器的情况下,可变电阻的电阻值变小。如果可变电阻的电阻值变小,则光信号的变化相对于可变电阻的电阻值的误差变得非常敏感,存在光信号的可调整的动态范围被限制这样的课题。
[0009]另外,在专利文献I的光发送器中,决定使可变电阻的电阻值变化而将电信号变换为光信号的变换增益,所以环路增益也依赖于可变电阻的电阻值而变化。存在由于环路增益变化,从而APC变得不稳定这样的课题。
[0010]本发明的目的在于,提供一种能够确保宽的动态范围,并且能够实现稳定的APC动作的光发送器。
[0011]为了达成上述目的,本发明的光发送器,输出光信号,具备:
[0012]发光元件,被驱动而产生所述光信号;
[0013]受光元件,接受所述光信号,输出表示该接受了的光信号的强度的电流信号;
[0014]电流/电压变换电路,将所述受光元件输出的电流信号变换为电压信号;
[0015]比较部,比较所述电流/电压变换电路输出的电压信号和基准电压,输出比较结果;
[0016]偏置电流驱动电路,使与所述比较部的比较结果相应的直流电流流入到所述发光元件,驱动所述发光元件;
[0017]调制电流驱动电路,使振幅根据输入信号而变化的调制电流流入到所述发光元件,调制所述光信号的强度;以及
[0018]温度传感器,检测该光发送器内的温度,
[0019]所述电流/电压变换电路构成为具备与所述受光元件连接了的电阻、和与该电阻并联地连接并与该电阻相互作用地流动所述电流信号的可变电流源,所述电流/电压变换电路从该电阻输出所述电压信号,
[0020]所述光发送器具备调整单元,该调整单元对在所述可变电流源中流动的电流的电流值以及所述调制电流的振幅值进行调整。
[0021]根据本发明,能够确保宽的动态范围,并且能够实现稳定的APC动作。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是示出本发明的实施方式I的光发送器的结构图。
[0023]图2是示出本发明的实施方式2的光发送器的结构图。
[0024]图3是在存储器中存储了的温度补偿表格的概念图。
[0025]图4是示出本发明的实施方式3的光发送器的结构图。
[0026]图5是在存储器中存储了的温度补偿表格的概念图。
[0027]图6是示出本发明的实施方式4的光发送器的结构图。
[0028]图7是用于说明存储到存储器中的温度补偿表格的制作方法的概念图。
[0029](符号说明)
[0030]100、200、300、400:光发送器;101:激光二极管;102:光电二极管;103、104:晶体管;105:光学系统;110:调制电流驱动电路;111、122、132:可变电流源;120:偏置电流驱动电路;130:电流/电压变换电路;131:电阻;141:基准电压源;142:比较放大器;143:温度传感器;144:偏置电流调整部;145:调制电流调整部。

【具体实施方式】
[0031 ] 以下,参照附图,详细说明本发明的实施方式。
[0032][实施方式I]
[0033]图1是示出本发明的实施方式I的光发送器的结构图。
[0034]该光发送器100具备作为发光兀件的激光二极管(Laser D1de) 101、作为受光兀件的光电二极管(Photo D1de)102、基极与输入端子Inl连接了的晶体管103、以及基极与输入端子In2连接了的晶体管104。
[0035]激光二极管101的阳极以及光电二极管102的阴极与直流电源Vcc连接。
[0036]激光二极管101产生被调制了的光信号。将激光二极管101产生的光信号作为正面光,经由透镜等光学系统105输出到外部。另外,激光二极管101产生的光信号的一部分作为背面光,被光电二极管102接受。
[0037]光电二极管102将从激光二极管101接受到的光信号变换为电流信号而输出。电流信号表不背面光的强度。
[0038]晶体管103的集电极与激光二极管101的阳极连接。晶体管104的集电极与激光二极管101的阴极连接。晶体管103、104构成从输入端子In1、In2输入电信号的差动对。
[0039]调制电流驱动电路110与晶体管103以及晶体管104的发射极连接。
[0040]调制电流驱动电路110由可变电流源111构成。可变电流源111的一端子与晶体管103以及晶体管104的发射极连接。可变电流源111的另一端子与接地连接。调制电流驱动电路110为了对激光二极管101进行调制驱动,通过向晶体管103、104流入电流,从而将调制电流Ib供给到激光二极管101,设定激光二极管101产生的光信号的消光比。
[0041]偏置电流驱动电路120与激光二极管101的阴极连接。
[0042]偏置电流驱动电路120具备扼流线圈121和可变电流源122。扼流线圈121的一端子与激光二极管101的阴极连接。扼流线圈121的另一端子与可变电流源122的一端子连接。可变电流源122的另一端子与接地连接。
[0043]偏置电流驱动电路120向激光二极管101流入直流的偏置电流。
[0044]电流/电压变换电路130与光电二极管102的阳极连接。
[0045]电流/电压变换电路130具备电阻131和可变电流源132。电阻131的一端子和可变电流源132的一端子共同地连接到光电二极管102的阳极。电阻131的另一端子以及可变电流源132的另一端子接地。即,电阻131以及可变电流源132为并联。
[0046]电流/电压变换电路130将光电二极管102输出的电流信号变换为电压信号。
[0047]该光发送器100还具备基准电压源141、比较放大器142、温度传感器143、偏置电流调整部144以及调制电流调整部145。
[0048]基准电压源141产生用于与电流/电压变换电路130输出的电压信号的电压进行比较的基准电压。
[0049]电流/电压变换电路130的输出端子与比较放大器142的一输入端子连接,基准电压源141与比较放大器142的另一输入端子连接。比较放大器142输入电流/电压变换电路130输出的电压信号和基准电压源141产生的基准电压,比较该电压信号和基准电压。比较放大器141将电压信号和基准电压的比较结果提供给偏置电流驱动电路120中的可变电流源122,调整可变电流源122中流动的电流。
[0050]温度传感器143检测光发送器100的内部温度,将检测结果的温度提供给偏置电流调整部144以及调制电流调整部145。
[0051]偏置电流调整部144根据由温度传感器143检测到的温度,调整在电流/电压变换电路130中的可变电流源132中流动的电流。即,偏置电流调整部144针对由温度传感器143检测到的每个温度,以使该光发送器100输出的光信号的强度成为期望的值的方式,调整可变电流源132中流动的电流的电流值。
[0052]调制电流调整部145根据由温度传感器143检测到的温度,调整调制电流驱动电路110的可变电流源111中流动的电流。即,调制电流调整部145针对由温度传感器143检测到的每个温度,以使该光发送器100输出的光信号的强度以及消光比分别成为期望的值的方式,调整可变电流源111中流动的电流的电流值。
[0053]接下来,说明图1的光发送器的动作。
[0054]温度传感器143检测光发送器100的内部温度,将检测结果提供给偏置电流调整部144以及调制电流调整部145。
[0055]偏置电流调整部144根据温度传感器143检测到的温度,调整电流/电压变换电路130的可变电流源132中流动的电流的电流值。
[0056]调制电流调整部145根据温度传感器143检测到的温度,调整调制电流驱动电路110的可变电流源111中流动的电流的电流值。
[0057]如果将交变的电信号经由电信号输入端子Inl、In2施加到晶体管103的基极以及晶体管104的基极,则晶体管103以及晶体管104的导通电阻根据电信号而变化。可变电流源111使在该时间点调整了的电流值的电流流入到晶体管103以及晶体管104。
[0058]可变电流源111中流动的电流是对在晶体管103中流动的电流和在晶体管104中流动的电流进行合计而得到的。将晶体管103中流动的电流和晶体管104中流动的电流的差分的电流作为调制电流Im流入到激光二极管101。
[0059]另一方面,可变电流源122使在该时间点调整了的电流值的直流电流流动。通过可变电流源122使直流电流流动,从而在激光二极管101中,流动直流的偏置电流IB。
[0060]因此,在激光二极管101中,流动将调制电流Im以及偏置电流Ib合计了的电流,与其对应地,激光二极管101发光。在激光二极管101中流动的调制电流Im根据电信号而变化,所以激光二极管101产生根据电信号被调制了的光信号。
[0061]光电二极管102与激光二极管101光学地结合,接受激光二极管101输出的背面光,输出与背面光的强度成比例的电流。即,光电二极管102将激光二极管101作为背面光而输出的光信号变换为电流信号。
[0062]在电流/电压变换电路130中,电阻131成为下拉电阻,可变电流源132成为与电阻131并联的吸入型电流源。电阻131以及可变电流源132使光电二极管102输出的电流信号分支地流动。可变电流源132使在该时间点调整了的电流值的电流流动。电阻131将该电阻131中流动的电流变换为电压信号而输出到比较放大器142。电阻131中流动的电流根据可变电流源132吸入的电流而变化。电阻131输出的电压信号也根据可变电流源132吸入的电流而变化。
[0063]比较放大器142比较从电流/电压变换电路130提供的电压信号的电压、和从基准电压源141提供的基准电压,产生控制可变电流源122中流动的电流的信号以使电压信号的电压等于基准电压,并提供给可变电流源122。通过将该信号提供给可变电流源122,设定偏置电流Ib的电流值。通过偏置电流Ib的电流值,设定激光二极管101产生的光信号的强度,所以激光二极管101输出的光信号的强度接近规定值。通过根据比较放大器142输出的信号,反复进行使偏置电流变化的控制,从电流/电压变换电路130提供的电压信号的电压和基准电压变得相等,控制动作结束。
[0064]S卩,针对输出光信号的激光二极管101,光电二极管102、电流/电压变换电路130、比较放大器142、以及偏置电流驱动电路120成为反馈电路,进行APC。通过进行APC,光发送器100输出的光信号的强度收敛于设定值。
[0065]此处,说明该实施方式I的光发送器100输出的光信号的强度以及光信号的消光比的设定方法。
[0066]—般,关于光电二极管102将激光二极管101的背面光的强度变换为电流值的效率,根据在产品上搭载了的光电二极管102而产生10倍左右的偏差。另外,关于激光二极管101的驱动电流和激光二极管101的输出光的关系也根据各个激光二极管101而有偏差。因此,作为光发送器100为了得到期望的发光强度和消光比,需要针对每个产品进行单独的调整。
[0067]在光发送器100中,在APC为结束状态的情况下,电流/电压变换电路130输出的电压信号和基准电压源141输出的基准电压相等。在该状态下,在电阻131中流动将基准电压除以电阻131的电阻值而得到的固定电流。对电阻131中流动的固定电流值和可变电流源132的吸入电流值进行相加而得到的值成为光电二极管102中流动的电流值。另外,在APC为结束状态的情况下,光电二极管102中流动的电流值和激光二极管101的背面光的强度成比例关系。
[0068]此处,如果通过偏置电流调整部144,对可变电流源132的吸入电流值进行调整而使其变化,则电阻131输出的电压信号的电压产生变化。由于电阻131输出的电压信号产生变化,可变电流源122中流动的电流值以及偏置电流Ib产生变化。由于偏置电流Ib产生变化,激光二极管101的发光强度产生变化。激光二极管101的发光强度依赖于可变电流源132的吸入电流值。因此,通过以使光发送器100输出的光信号成为期望的光强度的方式,设定由偏置电流调整部144设定的可变电流源132的吸入电流值,在激光二极管101、光电二极管102的特性上,无论其偏差如何,都能得到期望强度的光信号。
[0069]另一方面,通过利用调制电流调整部145使可变电流源111中流动的电流变化,调制电流Im产生变化。由于调制电流Im产生变化,光发送器100输出的光信号的消光比产生变化。因此,如果与使偏置电流Ib变化来设定光信号的强度这一情况匹配地,以使光发送器100输出的光信号的消光比成为期望的值的方式,通过调制电流调整部145调整调制电流IM,则能得到期望的消光比的光信号。
[0070]接下来,说明该实施方式I的光发送器100的效果。
[0071](I)在光发送器100中,用并联的电阻131和可变电流源132构成将光电二极管102输出的电流信号变换为电压信号的电流/电压变换电路130,通过调整可变电流源132中流动的电流(吸入电流),决定偏置电流IB,决定了激光二极管101的光信号的强度。即,电阻131的电阻值是固定的,所以只要未使电阻131的电阻值成为微小的值,输出的光信号的变化相对于该电阻值的误差就非常迟钝。因此,即使在使光信号的强度成为期望的值的情况下,也能够防止由于电阻131的电阻值的偏差而限制光信号的可调整的动态范围。
[0072](2)电阻131的电阻值是固定值,所以APC的环路增益恒定,不存在APC变得不稳定这样的问题。
[0073](3)激光二极管101的背面光直接被光电二极管102接受,相对于此,光发送器100输出的光信号经由透镜等光学系统105而输出,但在光发送器100中,利用温度传感器143检测温度,根据检测到的温度来调整偏置电流Ib以及调制电流IM。因此,能够抑制即使适当地控制了背面光的强度,光发送器100输出的光信号的强度也根据环境温度而变动这样的跟踪误差。
[0074](4)光发送器100进行反馈式的APC,将所输出的光信号的强度和消光比设定为期望的值,所以能够补偿由于激光二极管101、光电二极管102的随时间老化而产生的光信号的强度、消光比的变动。
[0075][实施方式2]
[0076]图2是示出本发明的实施方式2的光发送器200的结构图。
[0077]在图2中,对与图1共同的要素附加了共同的符号。
[0078]在该光发送器200中,将实施方式I的光发送器100的偏置电流调整部144置换为偏置电流表格部244。在光发送器200中,将实施方式I的调制电流调整部145置换为调制电流表格部245。光发送器200的其他结构与实施方式I的光发送器100相同。
[0079]偏置电流表格部244具备存储器244a、和与该存储器244a连接了的控制电路244b。在存储器244a中,将为了使偏置电流Ib变化而提供给可变电流源132的控制信号的值和光发送器200内的温度关联起来,存储为温度补偿表格244c。
[0080]温度传感器143与控制部244b连接,可变电流源132与控制部244b的输出侧连接。控制电路244b输入由温度传感器143检测到的温度,读出与该温度关联起来在存储器244a中存储的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,然后提供给可变电流源132。
[0081]调制电流表格部245具备存储器245a、和与该存储器245a连接了的控制电路245b。在存储器245a中,将为了使调制电流Im变化而提供给可变电流源111的控制信号的值和光发送器200内的温度关联起来,存储为温度补偿表格245c。
[0082]温度传感器143与控制电路245b连接,控制电路245b的输出侧与可变电流源111连接。控制电路245b输入由温度传感器143检测到的温度,读出与该温度关联起来而在存储器245a中存储的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,然后提供给可变电流源111。
[0083]在存储器244a以及245a中分别存储了的表格的控制信号的值关于各个光发送器200,预先针对每个温度,存储了以使所输出的光信号的强度以及消光比成为期望的恒定值的方式提供给可变电流源132以及可变电流源111的控制信号的值。
[0084]另外,此处,将存储器244a以及245a划分为不同的构成要素,但也可以由共同的存储器构成。
[0085]图3是在存储器244a以及245a中存储了的温度补偿表格244c、245c的概念图,横轴表示由温度传感器143检测到的温度(V ),纵轴表示提供给可变电流源132以及可变电流源111的控制信号的值(V)。图3的实线表示提供给可变电流源111的控制信号的温度特性,图3的虚线表示提供给可变电流源132的控制信号的温度特性。
[0086]该光发送器200将由温度传感器143检测到的温度提供给偏置电流表格部244的控制电路244b以及变换电流表格部245的控制电路245b。
[0087]控制电路244b从存储器244a读出与由温度传感器143检测到的温度对应的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源132。由此,可变电流源132中流动的电流值被调整。
[0088]控制电路245b从存储器245a读出与由温度传感器143检测到的温度对应的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,提供给可变电流源111。由此,可变电流源111中流动的电流值被调整。
[0089]针对晶体管103、104、激光二极管101以及光电二极管102,调制电流驱动电路110、偏置电流驱动电路120、电流/电压变换电路130、基准电压源141以及比较放大器142与实施方式I同样地进行APC,从激光二极管101经由光学系统105,输出具有期望的强度以及消光比的光信号。
[0090]该实施方式2的光发送器200起到与实施方式I的光发送器100同样的效果,进而起到以下那样的效果。此处,说明光发送器200的效果。
[0091]为了将光发送器输出的光信号的强度、消光比控制为恒定,需要对偏置电流Ib和调制电流Im进行温度补偿。作为对偏置电流Ib、调制电流Im进行温度补偿的单元,考虑应用电阻值由于温度而变化的热敏电阻等的电路方案。但是,针对各个激光二极管101的驱动电流的光信号的强度的温度依赖性、各个光发送器200的跟踪误差的温度依赖性各种各样,所以在电路方案中未必能够完成温度补偿。
[0092]在光发送器200中,关于各个光发送器200,针对每个温度,预先存储了以针对各温度得到恒定的光信号的强度和消光比的方式提供给可变电流源132以及可变电流源111的控制信号的值。因此,针对任何个体,相对各温度都能够得到恒定的光输出强度和消光t匕。因此,能够得到能够抑制在一般的反馈式的APC中产生的跟踪误差所致的光信号的强度的变动的光发送器。
[0093][实施方式3]
[0094]图4是示出本发明的实施方式3的光发送器300的结构图。
[0095]在图4中,对与图1共同的要素附加了共同的符号。
[0096]在该光发送器300中,将实施方式I的光发送器100的偏置电流调整部144置换为偏置电流表格部344。在光发送器300中,将实施方式I的调制电流调整部145置换为调制电流表格部345。光发送器300的其他结构与实施方式I的光发送器100相同。
[0097]偏置电流表格部344具备存储器344a、和与该存储器344a连接了的控制电路344b。在存储器344a中,将为了使偏置电流Ib变化而提供给可变电流源132的控制信号的值和光发送器300内的温度关联起来,存储为温度补偿表格344c。
[0098]温度传感器143与控制部344b连接,可变电流源132与控制部344b的输出侧连接。控制电路344b输入由温度传感器143检测到的温度,读出与该温度关联起来而在存储器344a中存储的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源132。
[0099]调制电流表格部345具备存储器345a、和与该存储器345a连接了的控制电路345b。在存储器345a中,将为了使调制电流Im变化而提供给可变电流源111的控制信号的值和光发送器300内的温度关联起来,存储为温度补偿表格302。
[0100]温度传感器143与控制电路345b连接,控制电路345b的输出侧与可变电流源111连接。控制电路345b输入由温度传感器143检测到的温度,读出与该温度关联起来而在存储器345a中存储的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源111。
[0101]在存储器344a以及345a中分别存储了的表格的控制信号的值是以如下方式来存储,即关于各个光发送器300,预先针对每个温度,存储了以使所输出的光信号的强度以及消光比成为期望的恒定值的方式提供给可变电流源132以及可变电流源111的控制信号的值。
[0102]另外,此处,将存储器344a以及345a划分为不同的构成要素,但也可以由共同的存储器构成。
[0103]在该光发送器300中,由温度传感器143检测到的温度被提供给偏置电流表格部344的控制电路344b以及变换电流表格部345的控制电路345b。
[0104]在该光发送器300中,偏置电流表格部344以及调制电流表格部345与实施方式2的偏置电流表格部244以及调制电流表格部245同样地进行动作。
[0105]即,控制电路344b从存储器344a读出与由温度传感器143检测到的温度对应的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源132。由此,可变电流源132中流动的电流值被调整。
[0106]控制电路345b从存储器345a读出与由温度传感器143检测到的温度对应的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源111。由此,可变电流源111中流动的电流值被调整。
[0107]针对晶体管103、104、激光二极管101以及光电二极管102,调制电流驱动电路110、偏置电流驱动电路120、电流/电压变换电路130、基准电压源141以及比较放大器142与实施方式I同样地进行APC,从激光二极管101经由光学系统105,输出具有期望的强度以及消光比的光信号。
[0108]接下来,说明在存储器344a以及345a中存储了的温度补偿表格的制作方法。
[0109]图5是在存储器344a以及345a中存储了的温度补偿表格344c、345c的概念图,横轴表示由温度传感器143检测到的温度(V ),纵轴表示提供给可变电流源132以及可变电流源111的控制信号的值(V)。图5的实线表示提供给可变电流源111的控制信号的温度特性,图5的虚线表示提供给可变电流源132的控制信号的温度特性。
[0110]在制作温度补偿表格的情况下,从设想为光发送器300的环境温度的温度范围,选择任意的多个温度。在图5中,示出了选择了 4个温度的情况。以针对选择了的各温度得到期望的恒定的光输出强度和消光比的方式,调整调制电流Im以及偏置电流Ib。然后,在得到期望的恒定的光输出强度和消光比时,将提供给可变电流源111的控制信号的值Tl、T2、T3、T4与各温度对应地存储到存储器345a中。另外,在得到期望的恒定的光输出强度和消光比时,将提供给可变电流源132的控制信号的值PU P2、P3、P4与各温度对应地,存储到存储器344a中。
[0111]接下来,根据关于上述4个温度提供给可变电流源111的控制信号的值T1、T2、T3、Τ4,在必要的全部温度范围内,进行内插补充以及外插补充,求出提供给可变电流源111的控制信号的值,与温度对应地存储到存储器345a中。
[0112]同样地,根据关于上述4个温度提供给可变电流源132的控制信号的值P1、P2、P3、P4,在必要的全部温度范围内,进行内插补充以及外插补充,求出提供给可变电流源132的控制信号的值,与温度对应地存储到存储器344a中。
[0113]这样,存储器344a以及存储器345a中存储了的每个温度的控制信号的值成为温度补偿表格344c、345c。
[0114]如以上那样,在该实施方式3的光发送器300中,通过内插补充以及外插补充,制作了必要的全部温度范围的温度补偿表格。因此,能够大幅缩短温度补偿表格的制作时间。
[0115][实施方式4]
[0116]图6是示出本发明的实施方式4的光发送器400的结构图。
[0117]在图6中,对与图1共同的要素附加了共同的符号。
[0118]该光发送器400将实施方式I的光发送器100的偏置电流调整部144置换为偏置电流表格部444。光发送器400将实施方式I的调制电流调整部145置换为调制电流表格部445。光发送器400的其他结构与实施方式I的光发送器100相同。
[0119]偏置电流表格部444具备存储器444a、和与该存储器444a连接了的控制电路444b。在存储器444a中,将为了使偏置电流Ib变化而提供给可变电流源132的控制信号的值和光发送器400内的温度关联起来,存储为温度补偿表格444c。
[0120]温度传感器143与控制部444b连接,可变电流源132与控制部444b的输出侧连接。控制电路444b输入由温度传感器143检测到的温度,读出与该温度关联起来而在存储器444a中存储的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源132。
[0121]调制电流表格部445具备存储器445a、和与该存储器445a连接了的控制电路445b。在存储器445a中,将为了使调制电流Im变化而提供给可变电流源111的控制信号的值和光发送器400内的温度关联起来,存储为温度补偿表格302。
[0122]温度传感器143与控制电路445b连接,控制电路445b的输出侧与可变电流源111连接。控制电路445b输入由温度传感器143检测到的温度,读出与该温度关联起来而在存储器445a中存储的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源111。
[0123]在存储器444a以及445a中分别存储了的表格的控制信号的值以如下方式进行存储,即关于各个光发送器400,预先针对每个温度,存储了以使所输出的光信号的强度以及消光比成为期望的恒定值的方式提供给可变电流源132以及可变电流源111的控制信号的值。
[0124]另外,此处,将存储器444a以及445a划分为不同的构成要素,但也可以由共同的存储器构成。
[0125]该光发送器300将由温度传感器143检测到的温度提供给偏置电流表格部444的控制电路444b以及变换电流表格部445的控制电路445b。
[0126]在该光发送器300中,偏置电流表格部444以及调制电流表格部445与实施方式2的偏置电流表格部244以及调制电流表格部245同样地进行动作。
[0127]S卩,控制电路444b从存储器444a读出与由温度传感器143检测到的温度对应的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源132。由此,可变电流源132中流动的电流值被调整。
[0128]控制电路445b从存储器445a读出与由温度传感器143检测到的温度对应的控制信号的值,变换为模拟的控制信号,并提供给可变电流源111。由此,可变电流源111中流动的电流值被调整。
[0129]针对晶体管103、104、激光二极管101以及光电二极管102,调制电流驱动电路110、偏置电流驱动电路120、电流/电压变换电路130、基准电压源141以及比较放大器142与实施方式I同样地进行APC,从激光二极管101经由光学系105输出具有期望的强度以及消光比的光信号。
[0130]接下来,说明在存储器444a以及445a中存储了的温度补偿表格的制作方法。
[0131]图7是用于说明在存储器444a以及445a中存储了的温度补偿表格444c、445c的制作方法的概念图。
[0132]在制作温度补偿表格的情况下,从设想为光发送器400的环境温度的温度范围,选择任意的多个温度。在图7中,示出了选择了 4个温度的情况。关于选择了的4个温度,以相对各温度得到期望的恒定的光输出强度和消光比的方式调整调制电流Im以及偏置电流IB。然后,在得到期望的恒定的光输出强度和消光比时,将提供给可变电流源111的控制信号的值Tl、T2、T3、T4与各温度对应地存储到存储器445a中。另外,在得到期望的恒定的光输出强度和消光比时,将提供给可变电流源132的控制信号的值P1、P2、P3、P4与各温度对应地存储到存储器444a中。
[0133]接下来,根据关于上述4个温度提供给可变电流源111的控制信号的值Tl、T2、T3、T4,在必要的全部温度范围内,使用邻接的2点之间的指数函数补充,进行内插以及外插,针对每个温度,求出提供给可变电流源111的控制信号的值LI。进而,根据控制信号的值Tl、T2、T3、T4,进行例如通过4个点的多项式函数补充,在全部温度范围内,求出提供给可变电流源111的控制信号的值L2。然后,针对每个温度,求出通过指数函数补充得到了的控制信号的值和通过多项式函数补充得到了的控制信号的值的平均L3,并存储到存储器445a 中 ο
[0134]同样地,根据关于上述4个温度提供给可变电流源132的控制信号的值P1、P2、P3、P4,在必要的全部温度范围内,使用邻接的2点之间的指数函数补充,进行内插以及外插,针对每个温度,求出提供给可变电流源132的控制信号的值L4。进而,根据控制信号的值PU P2、P3、P4,进行通过例如4个点的多项式函数补充,在全部温度范围内,求出提供给可变电流源132的控制信号的值L5。然后,针对每个温度,求出通过指数函数补充得到了的控制信号的值和通过多项式函数补充得到了的控制信号的值的平均L6,存储到存储器444a中。
[0135]这样,在存储器444a以及存储器445a中存储了的每个温度的控制信号的值成为温度补偿表格444c、445c。
[0136]如以上那样,在该实施方式4的光发送器400中,进行2个点之间的指数函数补充和通过4个点的多项式函数补充,并求出它们的平均,从而制作必要的全部温度范围的温度补偿表格。说明通过该方法制作温度补偿表格的效果。
[0137]一般,关于针对激光二极管101的驱动电流的光信号的强度的温度依赖性,能够通过指数函数大致地近似,但在光发送器中,除了激光二极管101的温度依赖性以外,需要还加入跟踪误差的温度依赖性。跟踪误差的温度依赖性一般处于在常温下变小、在低温、高温下变大的倾向,所以无法用指数函数近似。
[0138]在本实施方式4的光发送器400中,对利用邻接的2个点之间的指数函数实现的补充的结果和通过4个点的多项式函数补充的结果进行了合成(平均)。由此,能够高精度地抑制包含跟踪误差的光信号的强度的温度依赖性。因此,光发送器400除了实施方式I的效果以外,还起到能够抑制跟踪误差这样的效果。
[0139]本发明不限于上述实施方式,能够实现各种变形。
[0140]例如,在实施方式I以及实施方式4中,关于4个温度求出可变电流源132、111的控制信号的值,将4个温度下的控制信号的值作为基准点,求出了全部温度范围的控制信号的值,但不限于4个温度,既可以是5个温度以上,也可以是3个温度以下。
[0141]另外,在上述实施方式I?实施方式4中,为了防止跟踪误差,以使经由光学系统105输出的光信号的强度以及消光比成为期望的值的方式,调整偏置电流以及调制电流,但在也可以不考虑跟踪误差的情况下,也可以以使背面光的强度以及消光比成为期望的值的方式进行调整。
[0142]另外,在实施方式4中,示出了制作使用了指数函数补充、多项式函数补充的温度补偿表格的例子,但在补充中使用的函数不限于指数函数补充以及多项式函数补充,也可以使用其他函数。
[0143]另外,在实施方式4中,对通过指数函数补充得到了的控制信号的值和通过多项式函数补充得到了的控制信号的值单纯地进行平均,从而结合了 2种补充的补充结果,但不限于此。例如,也可以通过进行加权来求出平均,从而使得结合2种补充的补充结果。
[0144]本发明能够不脱离本发明的广义的精神和范围而实现各种实施方式以及变形。另夕卜,上述的实施方式是用于说明本发明,而不是用来限定本发明的范围。即,本发明的范围并非由上述实施方式而由权利要求书所示出。另外,在权利要求书内以及在与其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形被视为本发明的范围内。
[0145]产业上的可利用性
[0146]本发明能够将所输出的光信号的动态范围确保得较宽。
【权利要求】
1.一种光发送器,输出光信号,其特征在于,具备: 发光元件,被驱动而产生所述光信号; 受光元件,接受所述光信号,输出表示该接受了的光信号的强度的电流信号; 电流/电压变换电路,将所述受光元件输出的电流信号变换为电压信号; 比较部,比较所述电流/电压变换电路输出的电压信号和基准电压,输出比较结果;偏置电流驱动电路,使与所述比较部的比较结果相应的直流电流流入到所述发光元件,驱动所述发光元件; 调制电流驱动电路,使振幅根据输入信号而变化的调制电流流入到所述发光元件,调制所述光信号的强度;以及 温度传感器,检测该光发送器内的温度, 所述电流/电压变换电路构成为具备与所述受光元件连接了的电阻以及与该电阻并联地连接并与该电阻相互作用地流动所述电流信号的可变电流源,所述电流/电压变换电路从该电阻输出所述电压信号, 所述光发送器具备调整单元,该调整单元对在所述可变电流源中流动的电流的电流值以及所述调制电流的振幅值进行调整。
2.根据权利要求1所述的光发送器,其特征在于, 所述调整单元根据所述温度传感器检测的温度,对在所述可变电流源中流动的电流的电流值以及所述调制电流的振幅值进行调整。
3.根据权利要求1或者2所述的光发送器,其特征在于,具备: 光学系统,传递所述发光元件产生的光信号, 所述受光元件不经由所述光学系统地接受所述发光元件产生的光信号的一部分。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光发送器,其特征在于, 以使所述发光元件产生的光信号的强度和消光比成为期望的值的方式,调整由所述调整单元调整的在所述可变电流源中流动的电流的电流值以及所述调制电流的振幅值。
5.根据权利要求3所述的光发送器,其特征在于, 以使经由所述光学系统输出的所述光信号的强度和消光比成为期望的值的方式,调整由所述调整单元调整的在所述可变电流源中流动的电流的电流值以及所述调制电流的振幅值。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的光发送器,其特征在于,构成为根据所述调整单元向所述电流/电压变换电路以及所述调制电流驱动电路提供的控制值,设定在所述可变电流源中流动的电流的电流值以及所述调制电流的振幅值,关于多个温度,求出使所述发光元件产生的光信号的强度以及消光比成为期望的值的所述控制值,使用所述求出的关于多个温度的控制值,进行内插以及外插,从而求出关于所述多个温度以外的温度的所述控制值。
7.根据权利要求6所述的光发送器,其特征在于, 通过组合了指数函数补充和多项式函数补充的补充,进行所述内插以及外插。
【文档编号】H04B10/50GK104137442SQ201280070390
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年3月22日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】野田雅树 申请人:三菱电机株式会社

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